DE2713167C2

DE2713167C2 - Verfahren zur Aufbringung von Kunststoffabschlußstreifen auf positive Röhrchenplatten von Bleiakkumulatoren

Info

Publication number: DE2713167C2
Application number: DE2713167A
Authority: DE
Inventors: Rolf 5801 Berchum Wiepen
Original assignee: VARTA Batterie AG
Current assignee: VARTA Batterie AG
Priority date: 1977-03-25
Filing date: 1977-03-25
Publication date: 1981-12-03
Also published as: DE2713167A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbringung von Kunststoffabschlußstreifen auf positive Röhrchenpiatten von Bleiakkumulatoren, wobei der Kunststoffabschlußstreifen bohrungen mit Zentrierkonen besitzt.

Rohrchenelektrodenplatt-.-n für Bleiakkumulatoren bestehen im wesentlichen aus mehreren parallel zueinander angeordneten Bleiseelei weiche an einer Seite mit einer Polbrücke elektrisch und mechanisch verbunden sind. Auf diesen Bleistäben sind Röhrchen aus porösem Kunststoffmaterial angeordnet, wobei der Raum zwischen Röhrchen und Bleiseelen von aktiver Masse ausgefüllt ist. Die Bleiseelen stehen nach dem Füllen der Röhrchen üblicherweise ca. 5 mm über die Umhüllung hervor. Auf diese überstehenden freien Enden der Bleiseelen werden Abschlußstreifen aufgeschlagen, die die Enden der Bleiseelen gegen Korrosion schützen sollen und die die Röhrchenumhüllung verschließen sollen, um ein Austreten aktiver Masse zu verhindern. Dieser Arbeitsgang erfordert eine sehr hohe Geschicklichkeit, da die Bleiseelen manuell auszurichten sind und anschließend der Kunststoffabschlußstreifen auf die Bleiseelen aufzufädeln und aufzuschlagen ist. Durch Umkrempeln und Einziehung oder durch Anstauchung der Röhrchenummantelung des ungeführt aufgeschlagenen Abschlußstreifens ist mit einer hohen Ausschußrate zu rechnen.

Nach einem anderen bekannten Verfahren wird eine U-förmige, an den Flanken unter Spannung stehende Schiene aus Kunststoff auf die Enden der Röhrchenplatte klammerartig aufgeschoben. Dabei erweist es sich als nachteilig, daß die Schiene die Röhrchenenden deformiert und durch die Deformation die Breite der Elektrodenplätte im Bereich der Abschlußschiene vergrößert wird. Ein weiterer Nachteil ist die nicht einwandfreie Abdichtung durch eine solche Abschlußschiene, so daß bei Nachlassen der Flankenspannung eine erhöhte Abschlammung von Masseteilchen entsteht. Bei Temperatureinwirkung, wie sie im Betrieb des Akkumulators besonders bei Hochstrombelastung der RöhrchenDlaiten unvermeidbar ist, läßt die Flankenspannung und damit die Klemmwirkung der Abschlußschiene schnell nach. Da die Bleiseelen von der Schiene nicht zentriert werden können, wird der Plattenblock insgesamt instabil und die Abschlammungsrate wird erhöht.

Ferner ist die Aufbringung eines Abschlußstreifens auf die Enden der Röhrchenumhüllungen in Gestalt eines Schaumstoffes mittels Formwerkzeugen bekannt. Nachteilig hat sich in der Praxis die chemische

ίο Unbeständigkeit der meisten für das Verfahren geeigneten Materialien erwiesen. Zersetzen sich derartige Kunststofformstreifen auch nur teilweise, so korrodieren insbesondere die freigelegten Bleiseelen, und die Röhrchenplatte wird schließlich unbrauchbar.

is Aus der DE-AS 10 82 639 ist eine Röhrchenplatte bekannt, weiche mit Abschlußstreifen verschlossen wird. Die Zapfen haben eine konische Form; sie sind mit Bohrungen versehen, die zur Aufnahme der Stromableiter dienen. Die Abschlußstreifen werden vor dem Aufziehen auf 30 bis 50° C erwärmt, um ein verbessertes Aufsetzen des Abschlußstreifens auf die Bleiableiter zu ermöglichen; beim Abkühlen ziehen sich die Abschlußstreifen zusammen, wodurch sich ein enges Umfassen der Bleiableiter erreichen läßt

Als nachteilig erweist sich dabei die Vorwärmung sowie die nach wie vor erhebliche Anforderung an die Geschicklichkeit beim Montagevorgang.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das ein sicheres, mechanisch automatisierbares Aufbringen von AbschluBstreifen gewährleistet, wobei die Bleiseele sicher im Abschlußstreifen festgelegt ist und auch die Enden der Röhrchenumhüllung sicher verankert sind bei gleicher oder geringerer Bauhöhe des Abschlußstreifens.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die an der Unterseite der mit aktiver Masse gefüllten Röhrchenelektrodenplatten überstehenden Bleiseelen mittels pulsierend arbeitender Zentrierkämme mittig ausgerichtet und gehalten werden, daß der Kunststoffab- schlußstreifen auf die Bleiseelen aufgeschoben wird und daß nach Auseinanderfahren der Zentrierkämme durch Ultraschalleinwirkung der Kunststoffabschlußstreifen mit den Enden der Bleiseelen durch Plastifizieren fest verbunden wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist vollautomatisierbar, da die Zentrierung der Bleiseelen, beispielsweise mit Hilfe von Zentrierkämmen, das Aufschieben des Abschlußstreifens und die Bearbeitung mit dem Ultraschallwerkzeug entweder in einer Maschine oder

so auf einer Transferstraße hintereinanderfolgend durchgeführt werden können. Während des Aufschiebens ist der Abschlußstreifen in der paßgerechten Ausnehmung einer Ultraschallsonotrode gehaltert; durch hochfrequente Erregung in der Umgebung der Bleiseelenenden wird Reibungswärme erzeugt, so daß die Innenwände der Bohrungen bzw. Sacklöcher kurzzeitig aufschmelzen. Die Adhäsionskraft des plastifizierten Kunststoffes am Metall verbürgt einen unverrückbaren Sitz des Abschlußstreifens, der keinesfalls mit gleicher Sicher heit erreicht werden kann, wenn der Abschlußstreifen lediglieh mechanisch auf die Bleiseelen aufgetrieben und von diesen nur durch Reibkraft festgehalten würde.

Besonders vorteilhaft wirkt sich das erfindungsgemäße Verfahren dahingehend aus, daß neben kurzer Taktzeit und zuverlässigem Verschluß der Röhrchenplatte durch die hochfrequenten Schwingungen die aktive Masse im Bereich des Abschlußstreifens gut verdichtet wird und daß durch die hochfrequente

dynamische Art der Belastung sowie durch das Plastifizieren des Kunststoffes die BIejseele nicht ausknickt, was unter statischer Last leicht möglich wäre.

Anhand der Fig, 1 und 2 wird die Aufbringung von Polypropylen-Kunststoffabschlußstreifen auf die mit aktiver Masse gefüllte Röhrchenplatte bei automatischem Verfahrensablauf näher erläutert

F i g. 1 zeigt in schematischer Darstellung die Röhrchenplatte in der zur Durchführung des Verfahrens vorgesehenen Vorrichtung;

Fig.2 stellt den mechanisch hochfrequent schwingenden Abschlußstreifen dar.

Gemäß F i g. 1 wird die Plattenfahne 1 der Röhrchenelektrodenplatte in der Auf.age 7 gehalten. Das offene Röhrchenende wird durch die der Röhrchenumhüllung 3 angepaßten Profilbacken 8 eingespannt

Die um das in Fig.2 näher erläuterte Maß »a« frei über das Röhrchenmantelende stehenden Bleiseelen 2 werden durch kammartige, pulsierend arbeitende Zentrierkämme 9 mittig ausgerichtet und gehalten. Ein Magazin 12 dient zur Aufnahme dtr vorsortierten Kunststoffabschlußstreifen 4. Die Abschlußstreifen 4 fallen auf die formgerechte Ausnehmung des am unteren Ende des Magazins 12 angeordneten Schiebers 13. Dieser schiebt den Abschlußstreifen in die Ausnehmung der Ultraschallsonotrode 10 und fährt leer wieder in die Ausgangsstellung zurück.

Die Ultraschallsonotrode und der lagenrichtige Abschlußstreifen werden senkrecht durch die Ultraschall-Schweißpresse 11 auf die zentrierten Bleiseelen 2 gefahren, bis der Zentrierkonus des Abschlußstreifens an der Bleiseele angreift. Danach fahren die Zentrierkämme 9 auseinander. Nun wird die Sonotrode 10 und indirekt auch der Abschlußstreifen 4 durch das Ultraschalliystem hochfrequent bis zu ca. 20 000 Ηε erregt, und mittels der Schweißpresse 11 schiebt die Sonotrode den Abschlußstreifen mit ca. 196 N Anpreßkraft auf die Bleiseelen; die Höhe der Kraft ist von der Plattenbreite abhängig. Die Dauer der Schweiß- und Haltezeit beträgt dabei ca. 1 see. Danach führt die Sonotrode wieder in ihre Ausgangsstellung.

Fig.2 stellt den mechanisch hochfrequent schwingenden Abschlußstreifen 4 dar. Durch Berührung mit der stehenden Bleiseele 2 wird Reibungswärme erzeugt und der Kunststoff im Bereich der Zone 5 örtlich plastifiziert Um diesen Bereich gleichmäßig zu plastifizieren, ist es vorteilhaft, den Durchmesser des Sackloches im Abschlußstreifen kleiner als den Durchmesser der Bleiseele zu wählen. Der Kunststoff legt sich beim Erkalten reibschlüssig, und wenn die Bleiseele 2 durch Kerben 6 oder eine entsprechende Oberfläche vorbehandelt ist formschlüssig um die Bleiseelen 2 und sorgt für unverrückbaren Sitz des Aischlußstreifens 4 auf der Bleiseele. Die Ultraschalleinwirkung erfolgt mit Leistungen im Bereich von 150 bis 1500 Watt, vorzugsweise ca. 400 Watt, abhängig von der Anpreßkraft der Sonotrode und der Breite der Röhrchenplatte. Die Einwirkungsdauer liegt zwischen 0,2 und 4 see, vorzugsweise bei ca. 1 see.

Die thermisch erweichten Innenwände der Bohrungen bzw. Sacklöcher im Abschlußstreifen können demnach auch beträchtliche Dickeunterschiede bei den Bleiseelen ausgleichen, so daß entsprechende Durchmessertoleranzen zulässig sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Aufbringung von Kunststoffabschlußstreifen auf positive Röhrchenplatten von Bleiakkumulatoren, wobei der Kunststoffabschlußstreifen Bohrungen mit Zentrierkonen besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Unterseite der mit aktiver Masse gefüllten Röhrchenelektrodenplatten überstehenden Bleiseelen (2) mittels pulsierend arbeitender Zentrierkämme (9) mittig aufgerichtet und gehalten werden, daß der Kunststoffabschlußstreifen (4) auf die Bleiseelen (2) aufgeschoben wird und daß nach Auseinanderfahren der Zentrierkämme (9) durch Ultraschalleinwirkung der Kunststoffabschlußstreifen (4) mit den Enden der Bleiseelen (2) durch Plastifizieren fest verbunden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d3ß der mechanisch mit Hochfrequenz schwingende Abschlußstreifen (4) Reibungswärme durch Berührung mit der feststehenden Bleiseele (2) erzeugt und daß in diesem Bereich der Kunststoff örtlich plastifiziert wird.