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Akkumulator
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Die Erfindung betrifft einen Akkumulator, insbesondere Bleiakkumulator
mit mindestens einer Zelle, in der ein abwechselnd aus# Elektrodenplatten und Separatoren
zusammengesetzter Plattensatz angeordnet ist, der durch eine oder mehrere zwischen
Zellengefäß und Plattensatz befindliche Abstützungen festgelegt ist.
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Bei aus mindestens einer Zelle bestehenden Bleiakkumulatoren ist der
sich aus Elektrodenplatten und Separatoren zusammensetzende Plattensatz von geringerer
Dicke als die zugehörige Breite des Zellengefäßes. Aus Gründen eines einfachen Fertigungsablaufes
ist ein solches Spiel zwischen Plattensatz und Zellengefäßwand wünschenswert. Dieser
Abstand zwischen Plattensatz und Zellengefäßwand kann bei Batterien des gleichen
Typs und sogar bei den einzelnen Zellen einer mehrzelligen Batterie, bedingt durch
Fertigungstoleranzen, untersdiedlich groß s sein.
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Die Plattensätze in Akkumulatorenzellen müssen jedoch rüttelfest eingebaut
sein, um ein Ausfallen von aktiver Masse aus Elektrodengittern oder ein Abbrechen
der Elektroden-Plattenfahnen bei einer Rüttelbeanspruchung zu verhindern. Aus diesem
Grunde wird es für notwendig angesehen, den Plattensatz im Zellengefäß zu fixieren.
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Zum Festsetzen des Plattensatzes ist es bekannt, nach dem Einbringen
dieses in das Zellengefäß von Hand in den Zwischenraum
sogenanntes
Beipackmaterial, das aus Separatoren, Kunst stoffplatten, Kunststoffgittern und
dergl. Abfall besteht, einzustecken. Dieses Verfahren ist jedoch sehr aufwendig,
da es bei den unterschiedlichen Abständen zwischen Plattensatz und Zellenwandgefäß
jeweils mehr oder weniger dicken "Beipack" erfordert.
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Es ist auch bekannt, zum Ausgleich der notwendigen Fertigungstoleranzen
mit sogenannten Beisteckscheidern zu arbeiten. Das Einpassen der Plattensätze wird
dabei von Hand vorgenommen.Die ausgeübte Einpreßkraft des mit dieser Tätigkeit befaßten
Arbeiters schwankt naturgemäß sehr stark. Außerdem besteht die Gefahr, daß bei diesem
Vorgang Separatoren beschädigt werden. Um ein Aufsetzen des Akkumulatorendeckels
zu ermöglichen, ist außerdem regelmäßig ein Nachjustieren des Plattensatzes im Zellengefäß
erforderlich.
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Andere bekannte Mittel zum Fixieren des Plattensatzes ittellengefäß
begünstigen beispielsweise die Bildung von Kurzschlüssen über Schlammbrücken im
Behälter. Andere Verfahren sind wiederum außerordentlich aufwendig und unsicher
und insbesondere auch nicht für eine automatisierte Fertigung von Akkumulatoren
geeignet. So ist es beispielsweise bekannt, an den Innenseiten der Zellengefäße
elastische Rippen anzuformen, die die Funktion des Festlegens der Plattensätze übernehmen.
Nachteilig sind hierbei jedoch die sehr teuren Formen für derartige Zellengefäße
und ein beträchtlicher Anteil von nicht brauchbaren Zellengefäßen bei der Herstellung
derselben.
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Der Erfindung liegt in Anbetracht dieses Standes der Technik die Aufgabe
zugrunde, einen Akkumulator zu schaffen, bei dem die Abstützung des Plattensatzes
gegen die Zellengefäßwand in einfacher und damit preiswerter und für eine Automatisierung
geeigneter Weise erfolgt, wobei eine gleichmäßig gute Abstützung auch bei unterschiedlichsten
Abständen zwischen Plattensatz und Zellengefäßwand gewährleistet ist.
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Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch elöst, daß zwischen mindestens
einer Außenseite des Plattensatzes und der benachbarten Zellengefäßwand ein eletrolytbeständiger
Kunststoffschaumkörper zum Festlegen des Plattensatzes angeordnet ist.
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Vorzugsweise wird der Kunstaoffschaumkörper im Zellengefäß bei eingesetztem
Plattensatz durch Aufscnäumen hergestellt und ausgehärtet. Insbesondere kann der
Kunststoffschaumkörper aus Polyurethanhartschaum bestehen.
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Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Dicke des Schaumstoffkörpers
sich selbständig dem vorhandenen Abstand zwischen Plattensatz und Zellengefäßwand
anpaßt. Es werden nur geringe Materialmengen durch das große Hohlraumvolumen des
Kunststoffschaumkörpers benötigt und wird zudem ein außerordentlich geringes Gewicht
erzielt. Zusätzliche Formkosten, wie sie vielfach bei den bisherigen Lösungen des
Standes der Technik anfallen, brauchen nicht aufgewandt zu werden. Darüberhinaus
ist es in einfacher Weise möglich, den Kunststoffschaumkörper automatisch auszubilden,
so daß in der Lehre der Erfindung ein weiterer Schritt zur vollständigen Automatisierbarkeit
der Herstellung von Akkumulatoren getätigt ist.
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Der als Kunststoffschaumkörper gut geeignete Polyurethanhartschaum
kann durch Zugabe der gemischten Mehrkomponenten-Schaumrohstoffe von Hand oder durch
automatische Dosiermaschinen im Fertigungsablauf in den vorhandenen Zwischenräumen
zwischen Plattensatz und Zellengefäß angebracht werden. Nach Zugabe des Schaumrohstoffgemisches
erfolgt ein Aufschäumen und ein gleichzeitiges Aushärten des Materials unter Ausbildung
der erfindungsgemäßen Kunststoffschaumabstützung in Form eines Kunst stoffschaumkörpers.
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Es sind Schaumsysteme geeignet, welche nach dem Mischen der Schaumrohstoffe
und vor dem AuSschäumen relativ dünnflüssig sind und gut fließen und auch solche,
die nach dem Mischen der
Schaumrohstoffe und vor dem Aufschäumen
kein oder nur geringes Fließverhalten zeigen. Die ersteren können bevorzugt beim
Verarbeiten von Hand oder dort verwendet werden, wo möglichst viel leerer Raum ausgefüllt
werden soll. Die zweiten können bevorzugt dort-verwendet werden, wo es gilt, den
Kunststoffschaumkörper nur lokal anzubringen.
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Die Problemlösung kann in besonders günstiger Weise durch ein Schaumsystem
erreicht werden, bei dem nach dem Mischen der Schaumrohstoffe eine praktisch nicht
mehr fließfähige gallertartige Mischung entsteht, die nach einer gewiss#en Zeit
aufschäumt und aushärtet. Als bevorzugtes Ausführungsbeispiel für ein Schaumsystem
dieser Art ist der sogenannte "thixotrope Polyurethanschaum" anzusehen. Mit Hilfe
dieses Schaumsystems ist es möglich, den Schaum an genau definierte Stellen zu applizieren,
ohne daß irgendeine Gefahr eines unkontrollierbaren Laufen eines normalerweise flüssigen
Schaumrohskoffgemisches besteht.
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Es ist deshalb in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen,
zwischen Plattensatz und Zellengefäßwand ein oder mehrere vertikale Kunststoffschaumstreifen
an einer oder an beiden Seiten des Plattensatzes anzubringen. Nach einer anderen
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zwischen Plattensatz und Zellengefäßwand
ein oder mehrere lokale Kunststoffschaumabstützungen, z.B. in Kreisform oder kreisähnlicher
Form an einer oder beiden Sätzen des Plattensatzes angebracht. Hierbei ist eine
zentrische Anordnung zweckmäßig. Außerdem kann es vorteilhaft sein, den Kunststoffschaumkörper
zusätzlich ganz oder teilweise unten zwischen Plattensatz und Zellengefäßboden und/oder
ganz oder teilweise oben über dem Plattensatz anzuordnen.
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Bei einem nur lokal auszubildenden KunstEDffschaumkörper wird vorzugsweise
ein Schaumrohstoffgemisch, welches kein oder nur geringes Fließverhalten zeigt,
mittels einer Dosieranlage mit einer Kanüle oder dergleichen an bestimmte Stellen
zwischen Plattensatz und Zellenwand gegeben. Aufgrund der nicht vorhandenen
oder
nur geringen Fließfähigkeit bleibt das Gemisch an dieser Stelle an der äußersten
Elektrodenplatte ~ bzw. Zellengefäßwand hängen, schäumt nach einer gewissen Zeit
auf und füllt den Abstand zwischen Plattensatz und Zellengefäßwand aus. Auf diese
Weise findet eine sichere Fixierung statt.
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Derartiges lokales Aufbringen eines Kunststoffschaumkörpers ist jedoch
auch mit einem Schaumsystem möglich, bei dem nach dem Mischen der Schawnrohstoffe
ein gutes Fließverhalten vorliegt, sofern das Material möglichst direkt nach der
Zudosierung aufschäumt.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der
eine bevorzugte Ausführungsform eines Bleiakkumul9Drs dargestellt ist. In der Zeichnung
zeigt die einzige Figur einen Längsschnitt durch eine zweizellige Akkumulatorenbatterie,
deren Plattensätze mit jeweils zwisehen Plattensabz und gegenüberliegenden Zellenwandgefäßen
angeordneten vertikalen Kunststoffschaumstreifen fixiert sind.
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Die zweizellige Akkumulatorenbatterie 1 weist zwei Zellen 2 innerhalb
eines Blockkastens 3 auf. In jeder Zelle 2 befindet sich ein aus Elektrodenplatten
4 und Separatoren 5 bestehender Plattensatz 6, der jeweils ein Spiel zu den umliegenden
Zellengefäßwänden hat.
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In die Spielräume zwischen den Plattensätzen 6 und denbenachbarten
Zellenwandgefäßen der Zellen 2 sind Kunststoffschaumkörper 8, g, 10, 11 eingebracht,
die aus Polyurethanschaum bestehen. Die Kunststoffschaumkörper 8 bis 11 sind innerhalb
der Zellen 2 ausgebildet worden, nachdem dort bereits der jeweilige Plattensatz
6 angeordnet worden ist. Hierdurch ist die selbständige Anpassung der Dicke des
Kunststoffschaumkörpers 8 bis 11 an den vorhandenen Abstand zwischen dem -Plattensatz
6 und den Zellengefäßwänden gewährleistet. Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel
weisen die
Kunststoffschaumkörper 8 bis 11 eine Streifen- oder Leistenform
auf. Es sind jeweils mehrere dieser Kunststoffschaumkörper 8 bis 11 an den beiden
Seiten eines Plattensatzes angebracht. Ihre husbildung erfolgt mit einem Schaumrohstoffgemisch,
welches über eine dünne Kanüle in dosierter Form an die bestimmte Stelle zwischen
Plattensatz und Zellengefäßwand gebracht wird.
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Beim Hochziehen der Kanüle mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit
bildet sich selbständig der jeweils streifenförmige Kunststoffschaumkörper 8 bis
11 aus.
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Bezugszeichenliste: 1 Akkumulatorenbatterie 2 Zelle v Blockkasten
4 Elektrodenplatten 5 Separatoren 6 Plattensatz 7 Schlammrippen 8 Kunststoffschaumkörper
9 Kunststoffschaumkörper 10 Kunststoffschaumkörper 11 Kunststoffschaurnkörper
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