DE2658991A1

DE2658991A1 - Verfahren und vorrichtung zum schweissen von plattenfahnen an einen steg

Info

Publication number: DE2658991A1
Application number: DE19762658991
Authority: DE
Inventors: Nobuaki Fukuda; Kiyotaka Hoshino; Takashi Shimada; Minoru Tateno
Original assignee: FDK Corp; Furukawa Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Corp; Furukawa Battery Co Ltd
Priority date: 1975-12-27
Filing date: 1976-12-27
Publication date: 1977-07-07
Also published as: FR2336807A1; JPS5628353B2; FR2336807B1; JPS5281529A

Description

FUJI ELECTROCHEMICAL CO., Ltd., 36-11, Shinbashi, 5-chome, Minato-Ku, Tokyo, Japan

THE FURUKAWA BATTERY CO., LTD., 16-1 Hoshikawa 2-chome, Hodogaya-ku, Yokohama-shi, Kanagawa-ken, Japan

Verfahren und Vorrichtung zum Schweißen von Plattenfahnen an einen Steg

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schweißen von Plattenfahnen an einen Steg zur Herstellung eines Akkuraulatorelements und betrifft insbesondere Verbesserungen eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Angießen, wo Plattenfahnen dadurch an einen Steg geschweißt werden, daß die Plattenfahnen in einem Formhohlraum für den Steg in Berührung mit einer geschmolzenen Bleilegierung gebracht werden.

Bei einem bekannten Angussverfahren wird die geschmolzene Bleilegierung für die positiven und negativen Stege zuerst in die jeweiligen Formhohlräume gegossen, wonach die Fahnen der positiven und negativen Platten in die in den Formhohlräumen

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befindliche geschmolzene Bleilegierung eingesetzt werden. Danach

wird durch Absenken der Temperatur.der Form die geschmolzene

Bleilegierung verfestigt zum Schweißen der Plattenfahnen an die Stege.

Bei einem solchen bekannten Angußverfahren treten jedoch die folgenden Nachteile auf.

(1) Die Wärme der in jeden Formhohlraum gegossenen geschmolzenen Bleilegierung wird an deren unteren Teil aufgenommen, der in Berührung mit der Form steht und daher eine Temperaturdifferenz mit einer höheren Temperatur am oberen Teil und einer niedrigeren am unteren Teil im Formhohlraum aufweist. Demnach werden die in die geschmolzene Bleilegierung im.Formhohlraum eingesetzten Plattenfahnen dünner, da sie an Teilen über dem Niveau der geschmolzenen Bl eilegierung teil weise schmelzen, und zwar während einer verhältnismäßig langen Zeitdauer bis die Form auf eine Temperatur unter dem Schmelzpunkt der Bleilegierung abgekühlt ist. Auf diese Weise kann das hergestellte Element des Akkumulators an den dünnen Stellen abgebrochen werden.

(2) Für den Fall, daß die in jeden Formhohlraum zu gießende geschmolzene Bleilegierung eine niedrige Temperatur hat, damit, wie oben ausgeführt, die Plattenfahnen nicht dünner werden, werden die in die geschmolzene Bleilegierung eingesetzten Plattenfahnen nach der Verfestigung der Bleilegierung nicht einstückig mit den Stegen verschweißt, sondern nur mit den Stegen verbunden, wobei die unverbrannte Zwischenfläche dazwischen verbleibt. Demnach können die Stege von den Platten loskommen.

Zur Herstellung eines Akkumulatorelements, bei dem die Plattenfahnen nicht bis zu einem beanstandbaren Ausmaß düliner werden und die verfestigten Stege nicht so leicht loskommen, war es erforderlich, daß die Temperatur der Form auf einem gegebenen Wert mit einer Toleranz von t^ °C gehalten

wurde. Dieser Wert wird gemäß dem Schmelzpunkt der zum Gießen der Stege zu verwendenden Bleilegierung bestimmt, jedoch gering-

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fügig niedriger als deren Schmelzpunkt gemacht. Ferner war es erforderlich, daß die Temperatur der in die Formhohlräume zum Abgießen der Stege zu gießenden geschmolzenen Bleilegierung auf einem gegebenen Wert irit einer Toleranz von +5 ⁰C gehalten wird. Dieser Wert wird auch gemäß dem Schmelzpunkt der zum Abgießen der Stege zu verwendenden Bleilegierung bestimmt. Es war ebenfalls erforderlich, die verfestigten Stege in dem Zeitpunkt aus der Form zu entfernen, wenn die Temperatur der Form niedriger als zehn oder mehr Grad Celsius als der Verfestigungspunkt der geschmolzenen Bleilegierung wurde.

Um somit das bekannte Angußverfahren mit Erfolg durchzuführen, müssen, wie oben ausgeführt, die Temperatursteuerungen der Form und der geschmolzenen Bleilegierung genau erfolgen.

Da die Temperatur der Form auf einen gegebenen Wert festgesetzt ist, der, wie oben beschrieben, nahe am Schmelzpunkt der Bleilegierung für das Abgießen der Stege ist, dauert es ferner bei dem bekannten Angußverfahren verhältnismäßig lange, bis die gegossene Bleilegierung durch Abkühlen der Form verfestigt ist, damit die gebildeten verfestigten Stege aus den Formhohlräumen entfernt werden können.

Zum erneuten Verwenden der abgekühlten Form zum Abgießen der verfestigten Stege von Akkumulatorplatten muß ferner beim bekannten Angußverfahren die Temperatur der Form auf den gegebenen Wert abgesenkt werden, der niedriger als der Verfestigungspunkt der Bleilegierung für die Stege ist, so daß der Produktionszyklus des Akkumulatorelements nach dem bekannten Angußverfahren im Verhältnis länger wird.

Der Schmelzpunkt der verhältnismäßig billigen Bleilegierung, die sich zur Herstellung des Akkumulatorelements eignet, liegt im Bereich von 250-300 °^c Wenn jedoch eine solche Bleilegierung zum Gießen der Stege des Akkumulatorelements beim bekannten Angußverfahren verwendet wird, ist festzustellen, daß die in den Formhohlräumen gebildeten Stege daraus nicht leicht

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enfernt werden können, es sei denn, daß die Temperatur der Form ziemlich weit unter den Verfestigungspunkt der Bleilegierung für die Stege abgesenkt wird. Wenn die Herstellung des Akkumulatorelements aus einer solchen billigen Bleilegierung beabsichtigt ist, wird somit der Produktionszyklus für das Akkumulatorelement nach dem bekannten Angußverfahren weiter verlängert mit dem Ergebnis, daß die Produktionskosten des Akkumulatorelements höher werden. Zum Vermeiden einer solchen Verlängerung des Produktionszyklus desAkkumulatorelements ist es demnach bei bekannten Angußverfahren üblich, eine verhältnismäßig teure Bleilegierung mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 220-250 ⁰C zu verwenden, was auch einen Kostenanstieg für das hergestellte Akkumulatorelement bewirkt.

Ein Hauptziel der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, die ohne genaue Temperatursteuerung einer Form und einer zu gießenden geschmolzenen Bleilegierung Plattenfahnen schnell und fest mit einem Steg verschweißen kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, die Plattenfahnen mit einem Steg einstückig verschweißen kann, ohne daß die Festigkeit der Plattenfahnen geschwächt wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, die den Produktionszyklus eines Akkumulatorelements vermindern kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, die ein zuverlässiges Akkumulatorelement aus einer billigen Bleilegierung mit einem verhältnismäßig hohen Schmelzpunkt schnell herstellen kann.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Schweißen von Plattenfahnen an einen Steg durch in Berührung bringen der Platten· fahnen mit einer geschmolzenen Bleilegierung in einer Ausnehmung

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für den Steg, wobei sich das Verfahren dadurch auszeichnet, daß von der Unterseite der Ausnehmung her während einer kurzen Zeit eine große Wärmemenge zugeführt wird zur Herstellung eines geschmolzenen Zustands der Bleilegierung mit einer Temperaturdifferenz zwischen einer hohen Temperatur am unteren Teil und einer niedrigeren Temperatur am oberen TeiT der Bleilegierung, wodurch die unteren freien Endteile der den unteren Teil der Bleilegierung berührenden Fahnen zusammen mit der Bleilegierung für den Steg zum Schmelzen gebracht werden, wobei sich nach Ablauf der kurzen Zeit die geschmolzene Bleilegierung zusammen mit den oberen Teilen der Fahnen einstückig verfestigt.

Es ist ferner erwünscht, daß die Temperaturdifferenz zwischen dem oberen Teil und dem unteren Teil der in der Ausnehmung befindlichen geschmolzenen Bleilegierung so groß wie möglich ist. Zur wirtschaftlichen Herstellung der Akkumulatorelemente muß jedoch die Ausnehmung für das Verschweißen der Fahnen mit den Stegen wiederholt mit einem kürzeren Zyklus verwendet werden. Hierzu ist es von der Praxis her nicht erwünscht, daß die Ausnehmung zu stark erhitzt und eine extrem hohe Temperaturdifferenz zwischen den oberen und unteren Teilen der in der Ausnehmung befindlichen geschmolzenen Blei!egierung entwickelt wird. Die Temperaturdifferenz sollte im Bereich von 20-200 ⁰C vorzugsweise 50-100 ⁰C liegen. Es ist

auch erwünscht, die Temperaturdifferenz in der Weise zu erzeugen oder zu entwickeln, daß die Temperatur am oberen Teil der in der Ausnehmung befindlichen Bleilegierung im wesentlichen gleich deren Schmelzpunkt wird oder geringfügig höher liegt.

Die Zeitdauer für das Erhitzen der in der Ausnehmung befindlichen Bleilegierung muß kurz genug sein, um die Bleilegierung mit der Temperaturdifferenz zu schmelzen. Jedoch hängt die Erhitzungszeit von der Art der Heizvorrichtungen und der zu entwickelnden gewünschten Temperaturdifferenz ab.

Nach der Erfindung gibt es einige praktische Verfahren zum Verschweißen der Plattenfahnen mit dem Steg:

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("I) Als erstes wird eine geschmolzene BVeil egierung mit einer Temperatur, die etwa gleich dem Schmelzpunkt ist oder geringfügig darüber liegt» zum Abgießen des Stegs in die Ausnehmung gegossen. Die Plattenfahnen werden vor oder unmittelbar nach dem Gießen der geschmolzenen Bleilegierung in die Ausnehmung in diese so eingesetzt, daß die geschmolzene Bleilegierung die Plattenfahnen berührt und allmählich in der Ausnehmung verfestigt wird. Danach wird die verfestigte Bleilegierung während einer kurzen Zeit von der Unterseite der Ausnehmung her hoch und schnell erhitzt zum Schmelzen der Bleilegierung mit einer Temperaturdifferenz, die am unteren Teil hiervon eine höhere Temperatur und am oberen Teil hiervon eine niedrigere Temperatur aufweist. Die Wärme wird dabei so zugeführt, daß die Temperatur am unteren Teil der in der Ausnehmung befindlichen Bleilegierung ziemlich viel höher ist als der Schmelzpunkt der Bleilegierung, daß jedoch die Temperatur am oberen Teil hiervon im wesentlichen gleich dem Schmelzpunkt hiervon ist Aufgrund der dem unteren Teil der Bleilegierung zugeführten großen Wärmemenge werden auch die oberen freien Endteile der in der Ausnehmung befindlichen Fahnen geschmolzen und verbinden sich einstückig mit der geschmolzenen Bleilegierung für den Steg. Die oberen Teile der über dem Niveau der geschmolzenen Bleilegierung befindlichen Fahnen werden jedoch nicht geschmolzen und werden nicht dünner, da die Wärme nur während einer kurzen Zeitdauer zugeführt wird. Die in der Ausnehmung befindliche geschmolzene Bleilegierung verfestigt sich bald nachdem die kurze Zeitdauer verstrichen ist und verbindet sich einstückig mit den oberen Teilen der Fahnen.

(II) eine geschmolzene Bleilegierung wird zuerst in die Ausnehmung für den Steg gegossen und verfestigt sich dann allmählich. Danach wird von der Unterseite der Ausnehmung her während einer kurzen Zeitdauer eine große Wärmemenge schnell zugeführt zum Schmelzen der Bleilegierung mit einer Temperaturdifferenz mit einer höheren Temperatur am oberen Teil hiervon, wie oben beim praktischen Verfahren (I) ausgeführt. Unmittelbar nach dem Schmelzen der Bleilegierung werden Plattenfahnen in die Ausnehmung

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so eingesetzt, daß die freien Endteile der Fahnen schmelzen und sich einstückig mit der geschmolzenen Bleilegierung für den Steg verbinden. Somit wird bald nach dem Verstreichen der kurzen Zeitdauer die in der Ausnehmung befindliche geschmolzene Bleilegierung verfestigt und verbindet sich einstückig mit den oberen Teilen der Fahnen.

(III) Eine geschmolzene Bleilegierung mit einer Temperatur, die etwa gleich deren Schmelzpunkt ist oder geringfügig darüber liegt, wird zum Abgießen eines Stegs in die Ausnehmung gegossen, wobei die Temperatur der gegossenen geschmolzenen Bleilegierung im wesentlichen dadurch konstant gehalten wird_t daß ein bestimmter elektrischer Strom einem unter der Ausnehmung vorgesehenen elektrischen Heizelement zugeführt wird. Danach wird die in der Ausnehmung befindliche Bleilegierung schnell und kurzzeitig in der Weise auf eine höhere Temperatur erhitzt, daß ein größerer elektrischer Strom während einer kurzen Zeitdauer schnell dem Heizelement zugeführt wird. Hierdurch wird in der in der Ausnehmung befindlichen geschmolzenen Bleilegierung eine Temperaturdifferenz erzeugt mit einer höheren Temperatur am unteren Teil der Bleilegierung und einer niedrigeren Temperatur am oberen Teil hiervon, wie oben beim praktischen Verfahren (I) ausgeführt. Unmittelbar vor oder nach dem schnellen Erhitzen der Bleilegierung werden die Plattenfahnen in die in der Ausnehmung befindliche Bleilegierung eingesetzt. Die eingesetzten Fahnen werden an ihren unteren freien Endteilen geschmolzen und verbinden sich einstückig mit der geschmolzenen Bleilegierung. Bald nachdem die Zuführung des elektrischen Stroms zum Heizelement unterbrochen ISt₁ verfestigt sich die geschmolzene Bleilegierung mit dem Ergebnis, daß die Fahnen und die Stege einstückig ausgebildet sind.

Die Erfindung sieht auch eine Vorrichtung zum Schweißen von Plattenfahnen an einen Steg vor. Diese Vorrichtung enthält eine Einrichtung zum Ausbilden einer nach oben offenen Schweißausnehmung mit einer dem zu bildenden Steg entsprechenden Gestalt, eine unter der Ausnehmung vorgesehene Heizeinrichtung, die bei Erregung dem Boden der Ausnehmung eine große Wärmemenge zuführt, und eine

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Einrichtung zum Erregen des Heizelements während einer kurzen Zeitdauer.

Vorzugsweise ist das Heizelement ein elektrischer Heizkörper, etwa ein Graphitheizelement, der bei Erregung Wärme in sich selbst erzeugt, wobei zwischen der Ausnehmung und dem Heizkörper ein wärmebeständiges elektrisches Isoliermaterial vorgesehen ist.

Das wärmebeständige elektrische Isoliermaterial kann als Schicht auf dem elektrischen Heizkörper aufgetragen sein und kann die untere Ebene der Ausnehmung bilden.

Wahlweise kann die Schweißausnehmung eine einstückig verbundene Bodenplatte aus einem elektrischen Isoliermaterial aufweisen, unter der der elektrische Heizkörper vorgesehen ist. Die einstückig verbundene Bodenplatte der Schweißausnehmung kann aus einem elektrisch leitenden Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit hergestellt sein. In diesem Fall ist der unter der Bodenplatte vorgesehene elektrische Heizkörper mit einem wärmefesten elektrischen Isoliermaterial bedeckt.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt zur Darstellung des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Schrägansicht eines gemäß der Erfindung hergestellten. Akkumulatorelements.

Nach Fig. 1 ist eine Form oder Gießform 1 an ihrem oberen Ende . mit zwei Ausnehmungen versehen, von denen der Klarheit wegen nur eine Ausnehmung 2 gezeigt ist, während die andere Ausnehmung die dargestellte ist. Jede Ausnehmung 2 weist eine einem Steg 10a oder 11a entsprechende Gestalt und einen gemäß Fig. 2 ausgebildeten Zapfen 10 oder 11 auf. Die Ausnehmung 2 ist nach oben offen und an ihrem unteren Teil durch ein elektrisches Heizelement 4 abgeschlossen, das aus Graphit oder dergleichen herge-

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stellt ist und mit einem wärmefesten elektrischen Isoliermaterial 3 beschichtet ist, wodurch eine konkav geformte Schweißausnehmung gebildet wird. Das Heizelement 4 hat etwa die Form eines umgekehrten U und ist durch die Form 1 hindurch entfernbar vorgesehen. An die unteren Ende des Heizelements 4 sind Leitungsdrähte 6 angeschlossen, die mit einer elektrischen Energiequelle verbunden werden können.

über der Form 1 und der Schweißausnehmung 5 befinden sich positive und negative Platten 7 bzw. 8, die abwechselnd mit dazwischen befindlichen Abstandsstücken 9 angeordnet sind. Die positiven und negativen Zapfen 10 und 11 werden in den entsprechenden Schweißausnehmungen 5 einstückig mit den positiven und negativen Stegen 10a bzw. 11a verschweißt.

Es wird nun auf eines der vorliegenden Verfahren zur Herstellung eines Akkumulatorelements Bezug genommen, bei dem an den positiven und negativen Platten 7 und 8 befindliche Fahnen 7a bzw. 8a einstückig mit den positiven und negativen Stegen 10a bzw. 11a verschweißt werden.

Als erstes werden in bekannter Weise die positiven und negativen Platten 7 und 8 so ausgebildet, daß sie daran Fahnen 7a bzw. 8a aufweisen, wobei eine allgemein übliche Bleilegierung mit einem Schmelzpunkt von etwa 270 ⁰C verwendet wird. Diese positiven und negativen Platten 7 und 8 werden mit dazwischen befindlichen geeigneten Abstandsstücken 9 so nebeneinander angeordnet, daß sich die Fahnen 7a und 8a abwärts erstrecken. Dann wird eine Bleilegierung 12 mit einem Schmelzpunkt von etwa 270 ⁰C_x .^ie . bei einer geringfügig über dem Schmelzpunkt

liegenden Temperatur geschmolzen ist, in die Ausnehmungen 5 der Form gegossen. Zu dieser Zeit ist das Heizelement 4 nicht erregt, da hierzu kein elektrischer Strom geliefert wird. Auch wird bei der Erfindung die Form 1 zu keiner Zeit erhitzt. Daher kühlt sich die in die Schweißausnehmungen 5 gegossene geschmolzene Bleilegierung ab, wenn deren Wärme vom nicht erregten Heizelement 4 und der Form aufgenommen wird, und verfestigt sich darin un-

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mittelbar. Wenn das Heizelement 4, etwa ein Graphitheizelement, durch Anlegen einer Wechsel Stromspannung von etwa 4V erregt wird zur Durchleitung eines elektrischen Stroms von etwa 300.A während etwa sieben Sekunden wird danach die in den Ausnehmungen 5 befindliche Bleilegierung 12 geschmolzen bei einer Temperatur von etwa ^20 ⁰C . _an ihrem unteren Ende, wobe.i dazwischen eine Temperaturdifferenz von etwa 50 ⁰C vorhanden ist. Unmittelbar nach dem Schmelzen der in den Ausnehmungen befindlichen Bleilegierung werden die sich von den positiven und negativen Platten 7 und "8 nach unten erstreckenden Fahnen 7a bzw. 8a in die in den Ausnehmungen befindliche geschmolzene Bleilegierung eingesetzt, vergl. Fig. 1. Die eingesetzten Fahnen 7a und 8a werden aufgrund der höheren Temperatur der in den Ausnehmungen befindlichen geschmolzenen Bleilegierung für die Stege an ihren unteren freien Endteilen völlig geschmolzen, so daß sich diese geschmolzenen Bleilegierungen einstückig miteinander verbinden.' Jedoch wird der obere Teil der Fahnen kaum geschmolzen, da die Temperatur der geschmolzenen Bleilegierung am oberen Teil der Ausnehmungen nicht so hoch ist und sich nicht so dicht am Schmelzpunkt der Bleilegierung befindet und da die Zeit der Ausübung des elektrischen Stroms am Heizelement 4 sehr kurz ist. Unmittelbar nachdem die Ausübung des elektrischen Stroms am Heizelement 4 unterbrochen ist, beginnt sich die Temperatur des Heizelements schnell zu verringern und ist in zwei oder drei Sekunden danach die in den Ausnehmungen befindliche geschmolzene Bleilegierung völlig verfestigt, da deren Wärme von der Form 1 und dem abgekühlten Heizelement 4 aufgenommen wird. Somit werden die positive und die negative Platte 7 und 8 einstückig mit dem positiven Zapfen 10 und Steg 10a bzw. dem negativen Zapfen 11 und Steg 11a an den unteren Teilen der Fahnen 7a bzw. 8a ver. schweißt. Fig. 2 zeigt das Akkumulatorelement, das von der Form nach oben entfernt und in aufrechte Lage zurückgedreht ist.

Die Spannung und der elektrische Strom, die am elektrischen Heizelement ausgeübt werden, und die Zeit zum Hindurchleiten des Stroms durch das Heizelement, um dieses nach Wunsch zu erregen,

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können verändert werden und hängen vom Schmelzpunkt der Bleilegierung sowie den Formen und Arten des Heizkörpers ab. Für gewöhnlich liegt jedoch die am elektrischen Heizelement, etwa Graphit, angelegte Spannung im Bereich von etwa 3-5 V, wobei der zugeführte Strom'im Bereich von etwa 250-350 A und die Zeit der Stromanwendung im Bereich von etwa 5-10 see liegt.

Bei der oben angegebenen bevorzugten Ausführungsform werden die Schritte zum einstückigen Verschweißen der positiven und negativen Fahnen mit den positiven bzw. negativen .Stegen entsprechend dem oben angegebenen praktischen Verfahren ΙΓ beschrieben. Jedoch können die oben angegebenen anderen Verfahren I und III ebenfalls ohne Einwand angewendet werden.

Das heißt, daß gemäß dem oben angegebenen praktischen Verfahren I die Bleilegierung für das Abgießen der Stege mit einer Temperatur geschmolzen wird, die etwa gleich deren Schmelzpunkt oder geringfügig höher ist, und in die Ausnehmungen 5 der Form 1 gegossen wird. Die Fahnen 7a und 8a der positiven und negativen Platte 7 bzw. 8 werden vor oder unmittelbar nach dem Gießen der geschmolzenen Bleilegierung in die Ausnehmungen 5 in diese so eingesetzt, daß die geschmolzene Bleilegierung die Fahnen der Platten berührt und sich in den Ausnehmungen allmählich verfestigt. Dann wird die verfestigte Bleilegierung dadurch stark erhitzt, daß elektrischer Strom während einer kurzen Zeit dem unter den Ausnehmungen vorgesehenen Heizelement 4 zugeführt wird, um die in den Ausnehmungen befindliche Bleilegierung 12 zu schmelzen bei einer Temperaturdifferenz mit einer höheren Temperatur am unteren Teil und einer niedrigeren Temperatur am oberen Teil hiervon. Aufgrund der dem Heizelement 4 zugeführten Wärme werden auch die unteren Endteile der Fahnen 7a und 8a in den Ausnehmungen geschmolzen und verbinden sich einstückig mit der in den Ausnehmungen 2 befindlichen geschmolzenen Bleilegierung 12. Bald nach Unterbrechung der Stromzufuhr zum Heizelement 4 verfestigen sich die geschmolzenen unteren Endteile der Fahnen und die geschmolzene Bleilegierung für die Stege einstückig miteinander.

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Die Bleilegierung für das Abgießen der Stege wird ebenfalls nach dem oben angegebenen praktischen Verfahren mit einer Temperatur geschmolzen, die etwa gleich deren Schmelzpunkt oder geringfügig höher ist und wird in die Ausnehmungen 5 der Form 1 gegossen. Zur Zeit des Gießens der Bleilegierung wird ein verhältnismäßig geringer elektrischer Strom dem unter den Ausnehmungen 5 befindlichen Heizelement 4 zugeführt, damit der Schmelzzustand der gegossenen Bleilegierung so wie er ist, aufrechterhalten wird. Danach wird während einer kurzen Zeit ein starker elektrischer Strom dem Heizelement 4 zugeführt, um die in den Ausnehmungen befindliche Bleilegierung auf eine höhere Temperatur zu erhitzen, wodurch in der geschmolzenen Bleilegierung eine Temperaturdifferenz erzeugt wird mit einer höheren Temperatur am unteren Teil der Bleilegierung und einer niedrigeren Temperatur^am oberen Teil der Bleilegierung. Unmittelbar vor oder nach der Zufuhr des höheren elektrischen Stroms zum Heizelement werden die Fahnen 7a und 8a der positiven und negativen Platten 7 bzw.. 8 in die in den Ausnehmungen befindliche geschmolzene Bleilegierung 12 eingesetzt. Die eingesetzten Fahnen werden an ihrem unteren freien Endteil geschmolzen und verbinden sich einstückig mit der gegossenen Bleilegierung. Bald nach Unterbrechung der Zufuhr des elektrischen Stroms zum Heizelement verfestigt sich die geschmolzene Bleilegierung mit dem Ergebnis, daß die Fahnen 7a und 8a und die Stege 10a und 11a einstückig mit den oberen Teilen der Fahnen verschweißt sind, vergl. Fig.2

Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, ist gemäß dem vorliegenden Verfahren zur Herstellung eines Akkumulatorelements keine genaue Temperatursteuerung der Form erforderlich, die bei dem bekannten Angußverfahren erforderlich ist, bei dem die Temperatur der Form mit enger Toleranz genau auf einen gegebenen Wert gehalten werden muß.

Beim vorliegenden Verfahren werden die Bleilegierungen für den Steg und die unteren Teile der Fahnen schnell geschmolzen, damit sie sich einstückig durch die hohe Wärmemenge verbinden, die während einer kurzen Zeitdauer zugeführt wird. Zusätzlich

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verfestigt sich die geschmolzene Bleilegierung kurz nach dem Verstreichen der kurzen Zeitdauer, da das Heizelement, etwa Graphit, sich schnell nach dem Unterbrechen seiner Erregung abkühlt und die Wärme der geschmolzenen Bleilegierung aufnimmt. Auch kann der gebildete Steg bald nach seiner Verfestigung aus der Ausnehmung entfernt werden, da er schnell abgekühlt wird.

Somit ist es bei der Erfindung nicht erforderlich, die die Schweißausnehmung bildende Form oder dergl. auf eine gegebene hohe Temperatur vorzuerhitzen und sie auf dieser Temperatur zu halten, wenn die Form erneut verwendet wird, wie es bei dem bekannten Angußverfahren erforderlich ist. Demnach kann das erfindungsgemäße Verfahren den Produktionszyklus für das Akkumulatorelement merklich verkürzen und dessen Produktionswirkungsgrad erhöhen.

Ferner werden beim erfindungsgemäßen Verfahren die Plattenfahnen an die Bleilegierung geschweißt bei einer Temperaturdifferenz mit einer höheren Temperatur an deren unterem Teil und einer niedrigeren Temperatur an deren oberem Tei 1. Dadurch, daß die Temperatur am oberen Teil der Bl eilegienung etwa gleich dem Schmelzpunkt der Bleilegierung ist, und obwohl die in die Ausnehmung eingesetzten Plattenfahnen an ihren unteren freien Endteilen geschmolzen werden und sich einstückig mit der geschmolzenen Bleilegierung für die Stege verbinden, werden demnach die sich über dem Niveau der geschmolzenen Bleilegierung befindenden oberen Teile der Fahnen während einer solchen kurzen Zeit überhaupt nicht geschmolzen und werden nicht dünner, wie es bei dem durch das bekannte Angußverfahren hergestellten Akkumulatorelement der Fall ist. Demnach ist das durch die Erfindung hergestellte Akkumulatorelement fest und dauerhaft.

Ferner werden beim erfindungsgemäßen Verfahren die Bleilegierung für den Steg und die unteren freien Endteile der Plattenfahnen einstückig miteinander geschmolzen und verfestigt,ohne daß dazwischen irgendeine unverbrannte Grenze verbleibt, so daß das

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Schweißen der-Fahnen an die Stege fest und zuverlässig ausgeführt werden kann ohne die Notwendigkeit einer Flußmittelzufuhr zu den unteren Teilen der Fahnen, wie es beim bekannten Angußverfahren erforderlich ist.

Da das erfindungsgemäße Verfahren den Produktionszyklus für das Akkumulatorelement auch dann merklich verkürzen kann, wenn eine verhältnismäßig billige Bleilegierung mit einem Schmelzpunkt von etwa 270 ⁰C zur Bildung der Akkumulatorplatten und- Stege verwendet wird, wird außerdem, wie oben beschrieben, der Produktionswirkungsgrad für das Akkumulatorelement im Vergleich zum bekannten Angußverfahren nicht gesenkt, daß für gewöhnlich eine verhältnismäßig teure Bleilegierung mit einem Schmelzpunkt im Bereich von etwa 220-250 ⁰C verwendet. Somit kann das vorliegende Verfahren aufgrund der verminderten Materialkosten und des höheren Produktionswirkungsgrads die Produktionskosten des Akkumulatorelements verringern.

Auch ist die die oben angegebenen Verfahren ausführende vorliegende Vorrichtung sehr einfach aufgebaut und daher zuverlässig im Betrieb.

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Claims

P a tentansprüche

^l,1, Verfahren zum Schweißen von Plattenfahnen an einen Steg durch in Berührung bringen der Plattenfahnen mit einer geschmolzenen Bleilegierung in einer Ausnehmung für den Steg, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß von der ■ Unterseite der Ausnehmung her während einer kurzen Zeit eine große Wärmemenge zugeführt wird zur Herstellung eines geschmolzenen Zustands der Bleilegierung mit einer Temperaturdifferenz zwischen einer höheren Temperatur am unteren Teil und einer niedrigeren Tempratur am oberen Teil der Bleilegierung, wo/durch die unteren freien Endteile der den unteren Teil der Bleilegierung berührenden Plattenfahnen zusammen mit der Bleilegierung für den Steg zum Schmelzen gebracht wird, wobei sich nach Ablauf der kurzen Zeit die geschmolzene Bleilegierung zusammen mit den oberen Teilen der Plattenfahnen einstückig verfestigt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenfahnen vor Zuführung der großen Wärmemenge in die Ausnehmung eingesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenfahnen unmittelbar nach Zuführung der großen Wärmemenge in die Ausnehmung eingesetzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geschmolzene. Bleilegierung für den Steg-vor Zuführung der großen Wärmemenge in die Ausnehmung gegossen und sich darin in Berührung mit den Plattenfahnen allmählich verfestigt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die geschmol zene Bleilegierung für.den Steg vor Zuführung der großen Wärmemenge in die Ausnehmung gegossen und im geschmolzenen Zustand bei einer Temperatur gehalten wird, die

etwa gleich dem Schmelzpunkt der Bleilegierung ist oder geringfügig darüberllegt. .

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6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturdifferenz der geschmolzenen Bleilegierung größer als 50 ⁰C ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kurze Zeit, während welcher die große Wärmemenge zugeführt wird, im Bereich von etwa 5-10 see liegt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die große Wärmemenge durch Zuführung von elektrischem Strom zu einem Heizelement erzeugt wird.
9. Verfahren zur Herstellung eines Elements für einen Akkumulator aus mehreren abwechselnd angeordneten positiven und negativen Blatten mit Fahnen durch in Berührung bringen der Fahnen mit einer in Ausnehmungen befindlichen geschmolzenen Bleilegierung für positive und negative Stege, dadurch gekennzeichnet , daß der Bleilegierung von der Unterseite der jeweiligen Ausnehmungen eine große Wärmemenge während einer kurzen Zeit zugeführt wird zur Erzielung eines geschmolzenen Zustands der Bleilegierung bei einer Temperaturdifferenz mit einer höheren Temperatur am unteren Teil und einer niedrigen Temperatur am oberen Teil der Bleilegierung, daß die unteren freien Endteile der den unteren Teil der Bleilegierung berührenden Fahnen dazu gebracht werden, einstückig zusammen mit der Bleilegierung für die Stege zu schmelzen,und daß sich die geschmolzene Bleilegierung zusammen mit den oberen Teilen der Fahnen einstückig verfestigt.
10. Vorrichtung zum Schweißen von Plattenfahnen an einen Steg mit einer Einrichtung zum Ausbilden einer nach oben offenen Schweißausnehmung mit einer dem zu bildenden Steg entsprechenden Gestalt, dadurch gekennzeichnet , daß unter der Ausnehmung (2) ein Heizelement (4) vorgesehen ist,

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das bei Erregung dem Boden der Ausnehmung (2) eine große Wärmemenge zuführt, und daß das Heizelement (4) während einer' kurzen Zeit erregt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (4) mit seiner oberen Ebene die untere Ebene

, der Ausnehmung (2) begrenzt.,
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement ein elektrischer Heizkörper (4), etwa ein Graphitheizelement, ist, der bei Erregung Wärme in sich selbst erzeugt, und daß zwischen der Ausnehmung-(2) und dem Heizkörper (4) ein wärmebeständiges elektrisches Isoliermaterial (3) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Isoliermaterial (3) als Schicht auf dem elektrischen Heizkörper (4) aufgetragen ist und die untere Ebene der Ausnehmung (2) begrenzt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Heizkörper (4) aus Graphit hergestellt ist.

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