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Akkumulatorenbatterie und Verfähren zu ihrer
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Herstellung.
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Die Erfindung betrifft eine Akkumulatorenbatterie und ein Verfahren
zur Herstellung der Akkumulatorenbatterie. Sie bezieht sich insbesondere auf eine
Akkumulatorenbatterie, bestehend aus einer Anzahl von Zellen mit dazugehörenden
Plattenpaketen, welche Zellen mit einem Batteriedeckel bedeckt sind, wobei die Plattenpakete
in den Zellenkammern des Akkumulatorgefäßes angebracht sind und jedes Plattenpaket
mit je zwei Polbrücken und mit je einem Verbindungsbolzen auf jeder Pol brücke versehen
ist und der Batteriedeckel in dem Akkumulatorgefäß verschweißt ist.
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Eine solche Akkumulatorenbatterie ist bereits bekannt. Hierbei ist
es auch bekannt, zwischen Verbindungsbolzen in zwei nebeneinander liegenden Zellen
im Deckelteil der Batterie Verbindungsorgane anzuordnen. Ein Nachteil derselben
ist, daß es schwierig ist, zwischen dem Verbindungsorgan und dem umgebenden Material
eine einwandfreie Dichtung zu erreichen. Eine solche Dichtung ist notwendig, um
Schwefelsäure in der Batterie daran zu hindern, durch die Spalte zwischen dem Verbindungsorgan
und dem Material zwischen zwei Zellen zu kriechen, was Spannungsverluste zur Folge
hat.
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Es wurde nun gefunden, daß man diesen Nachteil wesentlich vermindern
kann, indem man im Zusammenhang mit der Herstellung der Batterie einen vorgefertigten
Batteriedeckel verwendet, der mit den Verbindungsbolzen entsprechende Uffnungen
und mit einer eingegossenen Bleibuchse in der Wand einer jeden solchen Uffnung versehen
ist. Ein derartiger Batteriedeckel kann aus thermoplastischem Kunststoff, vorzugsweise
Polypropylen, durch Spritzgießen hergestellt werden, wobei die Bleibuchsen mit dem
umgebenden Material eine sehr enge und vollkommen flüssigkeitsdichte Verbindung
eingehen. Nachdem ein solcher vorgefertigter Batteriedeckel auf einem entsprechenden
Akkumulatorgefäß
mit eingelegtem Plattenpaket und verschweißten
Polbrücken mit von diesen ausgehenden Verbindungsbolzen, welche durch je eine Uffnung
in dem Batteriedeckel geführt sind, angebracht und derselbe, vorzugsweise durch
sogenanntes Spiegelschweißen, an dem Oberteil des Gefäßes angeschweißt worden ist,
kann man zwischen der Bleibuchse in der Wand und jeder entsprechenden Uffnung in
dem Batteriedeckel und dem durch die Uffnung geführten Verbindungsbolzen eine Schmelzschweißverbindung
herstellen. Die Schmelzschweißverbindung kann dadurch vorbereitet werden, daß ein
Teil des Bleies in dem Verbindungsbolzen abgeschmolzen ist und einen ringförmigen
Raum zwischen der Außenseite des Verbindungsbolzens und der Außenwand der Bleibuchse
ausfüllt. Die Verbindung kann durch Hochfrequenzinduktionsschweißung herbeigeführt
werden. Die neue Akkumulatorenbatterie ermöglicht auch ein sehr rationelles Herstellungsverfahren,
das sich einer Fließbandfertigung leicht anpassen läßt.
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Die erfindungsgemäße Akkumulatorenbatterie ist auf Grund des Vorstehenden
daduch gekennzeichnet, daß der Batteriedeckel ein vorgefertigter Deckel ist, der
mit den Verbindungsbolzen entsprechendenUffnungen und mit einer eingegossenen Bleibuchse
in der Wand jeder solchen Uffnung versehen ist, welcher Deckel außerdem eingegossene
Verbindungsorgane und Endpolschäfte aufweist, um die Stromführung zwischen zwei
verschiedenen Zellen der Akkumulatorenbatterie über je einen Verblndungsbolzen in
diesen Zellen zu ermöglichen und um die Stromführung zwischen den Endpolschäften
und dem nächstliegenden Verbindungsbolzen in der Zelle zu ermöglichen, wobei außerdem
die Verbindungsbolzen durch ihre zugehörige Uffnung im Batteriedeckel geführt sind
und zwischen der Bleibuchse in der Wand der Uffnung und dem dazugehörigen Verbindungsbolzen
eine Schmelzschweißverbindung vorhanden ist.
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Um eine rationelle Handhabung bei der Herstellung der Akkumulatorenbatterie
zu ermöglichen, ist es wünschenswert, daß die Plattenpakete ohne zu großen Widerstand
in ihre jeweilige Zellenkammer eingeschoben werden können, was zur Folge hat, daß
zwischen den Wänden der Zellenkammer und der jeweiligen Außenseite des Plattenpakets
ein gewisser freier Raum vorkommt. Um zu erreichen, daß die Polschäfte von den Polbrücken
des Plattenpakets relativ zu ihrer entsprechenden Uffnung im Batteriedeckel nach
Anschweißen desselben
an dem Akkumulatorgefäß richtig zentriert
werden, ist es wünschenswert, mit Hilfe eines Fixierelements, das unter engem Paßsitz
in die zugehörige Zellenkammer eingeführt ist, das Plattenpaket in der Zellenkammer
zu fixieren.
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Hierbei kann zweckmäßig ein Teil des Fixierelements teilweise in einen
Raum zwischen den beiden Polbrücken eines Plattenpakets eingreifen, um das Paket
in der für die Zentrierung richtige Lage festzuhalten.
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Erfindungsgemäß können somit auf Grund des obigen die Plattenpakete
mit dazugehörigen Polbrücken und dem jeweiligen Verbindungsbolzen in -den Zellenkammern
des Akkumulatorgefäßes mit Hilfe eines Fixierelements, das unter engem Paßsitz in
der zugehörigen Zellenkammer eingeführt ist, hinsichtlich der Lage der Verbindungsbolzen
derart fixiert sein, daß diese Lage zu den ensprechenden Uffnungen im Batteriedeckel
paßt.
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Das Fixierelement kann erfindungsgemäß die Form eines scheibenförmigen
Organs haben, das aus einem gitterförmigen Zwischenteil und zwei Seitenteilen, von
denen jedes eine Uffnung für einen zugehörigen Verbindungsbolzen hat, zusammengesetzt
ist. Wenn das Zwischenteil dabei so ausgebildet ist, daß es nach Einführung des
Fixierelements an seinen Platz in der Akkumulatorzelle zwischen die Polbrücken hineinragt,
so erhält man hierbei eine doppelte Gewähr dafür, daß die Verbindungsbolzen relativ
zu der dazugehörigen Uffnung in dem Batteriedeckel ihre richtige Lage erhalten.
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Dem Fixierelement kann in der fertigen Akkumulatorenbatterie auch
eine besondere Funktion gegeben werden. Zu diesem Zwecke kann der Zwischenteil desselben
mit einer ringförmigen Uffnung versehen werden, die sich nach Fertigstellung der
Akkumulatorenbatterie gerade unterhalb eines Schauloches in einem oben liegenden
Batteriedeckel befindet, welche Uffnung normalerweise mit Hilfe eines Batteriestopfens-
verschlossen gehalten wird. Falls letzterer im Zusammenhang mit einer Inspektion
der fertigen Batterie zwecks Kontrolle und Einstellung des Säureniveaus entfernt
wird, so kann die ringförmige Uffnung des Fixierelements als Markierung des geeigneten
Niveaus des Elektrolyts ins der Batterie dienen.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist deshalb auf Grund des Letzterwähnten
dadurch gekennzeichnet, daß das Fixierelement in dem gitterförmigen Zwischenteil
eine
runde Uffnung hat, welche bei Kontrolle und Einstellung des Säureniveaus in der
fertigen Akkumulatorenbatterie als Niveaumarkierung dienen soll.
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Das Fixierelement kann unter der Voraussetzung, daß es von jener Art
ist, die ein Zwischenteil und zwei Seitenteile hat, wobei letztere je eine Uffnung
für einen Verbindungsbolzen haben, auch eine dritte Funktion haben.
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Hierbei kann an die Uffnung im Seitenteil ein Dichtungsring mit einer
Lippe, die gegen die Wand des Verbindungsbolzens und das Unterteil der Wand der
Bleibuchse in dem Batteriedeckel dichtet, angeschlossen sein. Die dichtende Lippe
hindert geschmolzenes Blei daran, In die dazugehörende Zellenkammer hinabzufileßen,
und stellt später eine Grenze der Schmelzschweißverbindung dar. Der Dichtungsring
kann mit Hilfe von kleinen federnden Verbindungsarmen, die längs einer Kreislinie
mit 1200 Winkeln zwischen sich angeordnet sein können, an eine Kantenpartie der
entsprechenden tffnung im Seitenteil des Fixierelements angeschlossen sein. Durch
die Federung in den Armen wird der Dichtungsring zwischen dem Verbindungsbolzen
und der unteren Wand der Bleibuchse effektiver festgehalten. Durch den Dichtungsring
erhält man, nachdem die Schmelzschweißverblndung hergestellt worden ist, auch ein
effektives Hindernis, daß Schwefelsäure von der dazugehörenden Zellenkammer über
einen Verbinder im Batteriedeckel zu einer benachbarten Zellenkammer wandert, sowie
eine Verlängerung des Kriechweges.
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Erfindungsgemäß kann oben auf dem Deckel ein Oberdeckel angeordnet
sein.
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Derselbe weist eine Anzahl von Stopfen auf, die es ermöglichen, die
verschiedenen Zellen mit Elektrolyt zu versehen und außerdem mit Elektrolyt zu ergänzen.
Der Oberdeckel hat auf seiner Unterseite Kämme mit ebener Fläche, die gegen einen
entsprechenden Kamm mit ebener Fläche auf dem Batteriedeckel gelegt und daran angeschweißt
sind, um geschlossene Kammern zu bilden, deren Aufgabe unten näher beschrieben werden
soll.
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Erfindungsgemäß kann der Batteriedeckel auf seiner Oberseite einen
Kamm mit ebener Fläche haben, der um eine Uffnung für einen Verbindungsbolzen herum
angebracht ist. Dieser Kamm bildet einen Damm, der im Zusammenhang mit
dem
Schmelzschweißvorgang eine Gießform für das der Schme#zschweißverbindung zugehörige
geschmolzene Blei bildet. Die Höhe des Kammes ist etwas niedriger als die Höhe der
anderen Kämme,da im Zusammenhanct mit dem .Anbringen des Oberdeckels, was üblicherweise
durch Spiegelschweißen erfolgt, der betreffende Kamm an dem Oberdeckel nicht angeschweißt
werden soll. Ein ringsumlaufender Kamm mit ebener Oberseite bildet einen ringförmigen
Raum um den ersten Kamm und hat eine solche Höhe, daß bei der Schweißung die Oberseite
an dem Oberdeckel angeschweißt wird. Als Folge der Schweißung entsteht um jeden
Verbindungsbolzen herum eine geschlossene Kammer, die Elektrolyt auffangen kann,
der durch Kriechen durch etwa vorhandene Spalte zwischen dem Verbinder zweier Zellen
und dem in dem vorgefertigen Batteriedeckel vergossenen Material, das gewöhnlich
ein thermoplastischer Kunststoff (Polypropylen) ist, hindurchgetreten ist.
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Auf Grund des obigen ist daher eine Ausführungsform der Akkumulatorenbatterie
dadurch gekennzeichnet, daß der Batteriedeckel auf seiner Oberseite einen ringsumgebenden
zweiten Kamm mit ebener Fläche außerhalb des Kammes mit ebener Fläche um die Uffnung
für einen Verbindungsbolzen herum besitzt, welcher ringsumlaufende Kamm einen ringförmigen
Raum um die dammähnliche Anordnung herum bilden kann, wobei der Oberdeckel auf seiner
Unterseite entsprechende ebene Flächen hat, welche an entsprechenden Flächen auf
dem Batteriedeckel anliegen, und daß die beiden einander anliegenden Flächen aneinander
angeschweißt sind zur Bildung von geschlossenen Kammern als Ergebnis der Schmelzschweißverbindung
der Verbindungsbolzen, welche Kammern Schwefelsäure auffangen können, die durch
Kriechen durch etwa vorhandene Spalte zwischen einem Zellenverbinder und dem herumgegossenen
Material hindurchgetreten Ist.
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Der Deckel der Akkumulatorenbatterie kann auf seiner Oberseite auch
einen dritten Kamm mit ebener Oberseite außerhalb des zweiten Kammes mit ebener
Fläche aufweisen. Auch der dritte Kamm hat eine solche Höhe, daß er im Zusammenhang
mit der Aufschweißung des Batteriedeckels an einem entsprechenden Kamm im Oberdeckel
angeklebt wird. Da der dritte Kamm einen geschlossenen Kreis bildet, ist der entstehende
Raum geschlossen. Eine wichtige
Funktion desselben kann darin bestehen,
einen gemeinsamen Raum zum Sammeln von Gasen von der Batterie im Zusammenhang mit
der Ladung derselben zu bilden. Für die Endverbindungsbolzen kann der zweite Kamm
und der dritte Kamm zu einer geschlossenen Kammer zum Sammeln von Elektrolyt, der
durch etwaige Spalte in der Schmelzschweißverblndung durchgelaufen ist, kombiniert
werden.
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Auf Grund des Vorerwähnten ist daher eine weitere Ausführungsform
der Akkumulatorenbatterie dadurch gekennzeichnet, daß der Batteriedeckel auf seiner
Oberseite einen ringsumgehenden dritten Kamm mit ebener Fläche ausserhalb des Kammes
oder der Kämme mit ebener Fläche um den dammähnlichen Kamm um die Uffnung für einen
Verbindungsbolzen hat, wobei der Oberdeckel auf seiner Unterseite entsprechende
ebene Flächen hat, die an entsprechenden Flächen auf dem Batteriedeckel anliegen
können, und daß die beiden aneinander anliegenden Flächen aneinander angeschweißt
sind zur Bildung eines Kanalsystems zwischen dem zweiten Kamm mit ebener Fläche
um dem dammähnlichen Kamm um die Uffnung für die Verbindungsbolzen und diesem äußeren
Kamm.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann der Oberdeckel
einen Auslass für Ladungsgase haben,-welche von dem Kanalsystem angesammelt worden
sind - eine Anordnung, die voraussetzt, daß die Batteriestopfen in der Akkumulatorenbatterie
geschlossen sind. Der Vorteil einer solchen Anordnung ist, daß keine Ansammlungen
von explosiven Gasen in der Nähe der Batterie entstehen können. Das System macht
es möglich, über eine Ableitung die Gase zu einer für Gefahren weniger bedenklichen
Stelle abzuleiten.
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Eine erfindungsgemäße Akkumulatorenbatterie ist überlicherweise länglich,
und ihr Gefäß ist durch Zwischenwände unterteilt, wobei eine von diesen in Längsrichtung
der Batterie und die übrigen in Querrichtung der Batterie verlaufen. Das Plattenpaket
wird üblicherweise in die von den Zwischenwänden gebildeten Zellenkammern eingeführt,
und eine geeignete Anordnung liegt darin, daß die Verbindungsbolzen hintereinander
längs einer gedachten Linie beiderseits einer Ebene durch die längsgehende Zwischenwand
positioniert
sind. Es wird dann möglich, denselben Batteriedeckel und Oberdeckel für Batterien
verschiedener Kapazität zu verwenden, wenn die Kapazität der Batterie durch Variation
der Länge und Breite der Batterieplatten variiert wird, da die Verbindungsbolzen
relativ zu den Uffnungen des Batteriedeckels immer dieselbe Lage erhalten.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist deshalb dadurch gekennzeichnet,
daß der Kamm um die Uffnung für die Verbindungsbolzen herum, der einen dammähnlichen
Raum bildet, und der Kamm um diesen dammähnlichen Raum herum sowie der äußere Kamm,
der zu den entsprechenden ebenen Flächen auf der Unterseite des Oberdeckels paßt
und daran spiegelverschweißt ist, einen unabhängig von den übrigen Abmessungen der
Batterie identischen, zentralen Teil bilden.
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Die Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zur Herstellung von Akkumulatorenbatterien,
bestehend aus einer Anzahl von Zellen mit dazugehörenden Plattenpaketen, welche
Zellen mit einem Batteriedeckel bedeckt sind, wobei man die Plattenpakete in den
Zellenkammern des Akkumulatorengefäßes anbringt und jedes Plattenpaket mit je zwei
Polbrücken und mit je einem Verbindungsbolzen auf jeder Polbrücke versieht, sowie
darauf den Batteriedeckel durch sogenannte Spiegelverschweißung anschweißt. Die
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß man als Batteriedeckel einen vorgefertigten
Deckel verwendet, der mit den Verbindungsbolzen entsprechenden Uffnungen und mit
einer eingegossenen Bleibuchse in der Wand jeder solchen Uffnungen versehen ist,
welcher Deckel außerdem eingegossene Verbindungsorgane und Endpolschäfte aufweist,
um die Stromdurchführung zwischen zwei verschiedenen Zellen in der Akkumulatorenbatterie
über je einen Verbindungsbolzen in diesen Zellen zu ermöglichen und um die Stromführung
zwischen den Endpolschäften und dem zunächstliegenden Verbindungsbolzen in den Endzellen
zu ermöglichen, und daß man nach dem Anschweißen durch Spiegelverschweißen, zu welchem
Zeitpunkt die Verbindungsbolzen durch ihre zugehörigen Uffnungen im Batteriedeckel
geführt sind, diese Verbindungsbolzen durch Hochfrequenzinduktionsschweißen zur
Bildung einer Schmelzschweißverbindung zwischen der Bleibuchse in der Wand der Uffnung
und dem dazugehörenden Verbindungsbolzen erhitzt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann man nach Anbringen
der Plattenpakete mit dazugehörenden Polbrücken und dem jeweiligen Verbindungsbolzen
in den Zellenkammern des Akkumulatorgefäßes mit Hilfe eines Fixierelements, das
unter engem Paßsitz in die dazugehörige Zellenkammer eingeführt werden kann, de
Lage der Verbindungsbolzen so fixieren, daß deren Lage zu den entsprechenden Uffnungen
im Batteriedeckel paßt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann man als Fixierelement
ein scheibenförmiges Organ verwenden, das aus einem gitterförmigen Zwischenteil
und zwei Seitenteilen, von denen jedes eine Uffnung für einen dazugehörigen Verbindungsbolzen
hat, zusammengesetzt ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann man als Fixierlement
ein solches verwenden, das in dem gitterförmigen Zwischenteil eine runde Uffnung
hat, welche bei Kontrolle und Einstellung des Såureniveaus in der fertigen Akkumulatorenbatterie
als Niveaumarkierung dienen soll.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann man als Fixierelement
ein solches verwenden, in welchem ein Dichtungsring an die Uffnung jedes Seitenteils
angeschlossen ist und eine gegen den Verbindungsbolzen und die dazugehörige Uffnung
im Batteriedeckel dichtende Lippe besitzt, wobei die Dichtung zum Zwecke hat, im
Zusammenhang mit dem Hochfrequenzinduktionsschweissen geschmolzenes Blei daran zu
hindern, in die Batteriezellenkammer hinabzufließen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist nach Anschweißen des
Batteriedeckels durch Spiegelverschweißung und Herstellung der elektrischen Verbindung
im Deckel durch Hochfrequenzinduktionsschweißen ein Oberdeckel auf dem Deckel durch
Spiegelverschweißung angebracht.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann man als Batteriedeckel
einen solchen verwenden, der auf seiner Oberseite einen Kamm mit ebener Fläche um
die Uffnung für einen Verbindungsbolzen herum hat, um einen dammähnlichen Raum zu
bilden, der im Zusammenhang mit dem Induktionsschweißvorgang von
von
der Schmelzschweißverbindung aufallendes Blei aufnehmen kann.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann man als Batteriedeckel
einen solchen verwenden, der auf seiner Oberseite einen ringsumlaufenden zweiten
Kamm mit ebener Fläche außerhalb des Kammes mit ebener Fläche um die #ffnung für
einen Verbindungsbolzen hat, welcher Kamm einen ringförmigen Raum um den dammähnlichen
Raum bilden kann, wobei der Oberdeckel auf seiner Unterseite entsprechende ebene
Flächen hat, die an entsprechenden Flächen auf dem Batteriedeckel anliegen können,
und im Zusammenhang mit dem Aufschweißen des Oberdeckels durch den zweiten Spiegelschweißvorgang
auch die beiden, aneinander anliegenden Flächen zur Bildung von geschlossenen Kammern
im Anschluß an die Schmelzschweißverbindung der Verbindungsbolzen aneinander anschweißen,
welche Kammern Schwefelsäure auffangen können, die durch Kriechen durch etwa vorhandene
Spalte zwischen einem Zellenverbinder und dem herumgegossenen Material hindurchgetreten
ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann man als Batteriedeckel
einen solchen verwenden, der auf seiner Oberseite einen ringsumlaufenden dritten
Kamm mit ebener Fläche außerhalb des Kammes mit ebener Fläche um den dammähnlichen
Kamm um die Uffnung für einen Verbindungsbolzen hat, wobei der Oberdeckel auf seiner
Unterseite entsprechende ebene Flächen hat, die an entsprechenden Flächen auf dem
Batteriedeckel anliegen können und im Zusammenhang mit dem Aufschweißen des Oberdeckels
durch den zweiten Spiegelschweißvorgang auch die beiden aneinanderliegenden Flächen
miteinander verschweißen, um ein Kanalsystem zwischen dem zweiten Kamm mit ebener
Fläche um den dammähnlichen Kamm um die Uffnung für die Verbindungsbolzen und diesen
äußeren Kamm zu bilden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann als Batteriedeckel
ein solcher verwendet werden, an welchem das Kanalsystem zwischen dem äußeren Kamm
und dem Kamm um den dammähnlichen Kamm als gemeinsamer zentraler Kanal zum Ansammeln
von Ladungsgasen dient.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann man als Oberdeckel
einen Deckel verwenden, der zur gemeinsamen Ableitung von Ladungsgasen von den verschiedenen
Zellen über den zentralen Kanal eine zentrale Uffnung hat.
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Die Erfindung wird im folgenden unter Hinweis auf beigefügte Zeichnungen
näher beschrieben, in welchen Fig. 1 eine teilweise im Aufriß wiedergegebene perspektivische
Ansicht einer erfindungsgemäßen Akkumulatorenbatterie mit auseinandergenommenen
Oberdeckel zeigt, Fig. 2a einen Schnitt durch den Oberdeckel in Fig. 1 zeigt, Fig.
2b einen Schnitt durch den in Längsrichtung der Batterie gelegten Batteriedeckel
durch eine Uffnung für Je drei Verbindungsbolzen und zwei Uffnungen zur Nachfüllung
und Einstellung des Säureniveaus zeigt, Fig. 2c einen Schnitt durch den oberen Teil
der Batterie mit Verbindungsbolzen zeigt, Fig. 3 einen Schnitt ähnlich wie in Fig.
2b längs der Linie A-A in Fig.5 mit elektrischer Verbindung zwischen zwei Zellen
zeigt, Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Fixierelements zeigt, das in einer
Akkumulatorenbatterie nach der Erfindung verwendet wird, und Fig. 5 eine Draufsicht
einer nicht fertigmontierten Akkumulatorenbatterie mit aufgesetztem Batteriedeckel
zeigt.
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Unter Hinweis auf Fig. 1 besteht eine Akkumulatorbatterie gemäß der
Erfindung aus einem Akkumulatorgefäß 10, das eine obere ebene Kantenfläche hat,
und einem Akkumulatordeckel 11, der eine untere ebene Kantenfläche hat, wobei die
beiden Flächen durch sog. Spiegelschweißung zum Anhaften aneinander gebracht worden
sind. Die Figur zeigt auch einen Oberdeckel 12, der von beiden angegebenen Einzelteilen
getrennt ist. Das Akkumulatorgefäß 10 ist länglich und wird teils von einer in einer
gedachten Ebene durch die Längsrichtung gehende Zwischenwand, teils von zwei in
gleicher Ebene in Querrichtung gelegten Zwischenwänden unterteilt, so daß das Gefäß
sechs Zellenkammern enthält. Jede Zellenkammer enthält ein Plattenpaket, das eine
Anzahl von negativen 13 und eine Anzahl (nicht gezeigt) von positiven Platten mit
dazwischenliegenden Separatoren 14 umfaßt. Jede Platte ist in üblicher Weise mit
einer Stromfahne 15 versehen. Jede Stromfahne 15 der negativen
Platten
13 ist mit einer ersten Polbrücke 16 leitend verbunden und jede Stromfahne 17 der
positiven Platten ist mit einer zweiten Polbrücke 18 leitend verbunden. Die beiden
Polbrücken weisen je einen Verbindungsbolzen 19 auf, wobei die Bolzen mit Hilfe
von im Batteriedeckel 11 eingegossenen Elementen aus Blei, die im folgenden näher
beschrieben werden, miteinander verbunden werden sollen. Die Akkumulatorenbatterie
weist auch Endpolschäfieauf, von denen der eine mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet
ist.
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Der Batteriedeckel 11 ist ursprünglich als ein separat vorgefertigtes.Element
hergestellt, dessen Aussehen hinsichtlich Anordnungen, die auf der Oberseite vorkommen,
aus Fig. 1 und hinsichtlich eingegossener Verbinder aus Fig. 2a hervorgeht, während
Fig. 3 den Zustand der Akkumulatorenbatterie zeigt, in welchem die für die Stromführung
erforderlichen Verbindungen hergestellt sind.
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Der Batteriedeckel 11 weist eine Anzahl von Uffnungen für zwei verschiedene
Zwecke auf, und zwar teils Uffnungen 21 zur Durchführung der Verbindungsbolzen 19,
teils Uffnungen 22, die die Inspektion des Säureniveaus der Batterie und Auffüllung
von Elektrolyt (Schwefelsäure) ermöglichen sollen. Die beiden verschiedenen Typen
von Uffnungen sind zueinander angeordnet und orientiert, wie aus Fig. 5 hervorgeht.
In der Batterie verläuft somit der Strom bei der Entladung von dem einen Endpolschaft
20 durch einen (nicht gezeigten) Verbinder in dem vorgefertigten Deckel 11 zu dem
zunächstliegenden Endverbindungsbolzen 28 und dann zu der diesem Bolzen zugeordneten
Polbrücke mit den angeschlossenen Platten. Von den Platten der Polbrücke geht dann
der Strom über den in einem Separator eingesaugten Elektrolyt weiter zu einer Polbrücke
für Platten entgegengesetzter Polarität und wird von einem durch die Uffnung 27
geführten Verbindungsbolzen gesammelt. Die Platten mit dazwischenliegenden Separatoren
und dazugehörenden Polbrücken und Verbindungsbolzen bilden eine Zelle in der Akkumulatorenbatterie.
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Letztere weist im vorliegenden Falle, wie erwähnt, sechs Zellen auf,
wobei lediglich die Zellen, die sich in der Nähe der Endpolschäfte befinden, aus
der Figur hervorgehen. Der Strom geht von der Zelle mit den Uffnungen 27, 28 zu
einer benachbarten Zelle mit der Uffnung 21 für einen entsprechenden
Verbindungsbolzen
durch einen Verbinder 29, der durch eine querlaufende Zwischenwand 30 im Batteriedeckel
11 verlaufen soll. Von dem Verbindungsbolzen durch die Uffnung 21 passiert der Strom
eine inmittenliegende Zelle und geht hinüber zu einer Endzelle und von dieser Endzelle
zurück durch eine banchbarte Endzelle und zwei weitere Zellen, von denen die eine
#ffnung 26 für einen Verbindungsbolzen und die andere zwei Uffnungen 25, 24 für
je einen Verbindungsbolzen hat. Der Strom gelangt durch den Endpolschaft 23 hinaus,
welch letzterer somit ein Zeichen hat, das dem Endpolschaft 20 entgegengesetzt tst,
Der Batteriedeckel 11 weist auf seiner Oberseite ein System von Kämmen mit ebener
Oberseite auf. Das System umfaßt teils erste Kämme 31 um jede Uffnung für einen
Verbindungsbolzen 19 mit verhältnismäßig niedriger Höhe, teils zweite Kämme 32 um
den ersten Kamm 31 in jedem besonderen Falle mit ebener Fläche in einer etwas größeren
Höhe und teils dritte Kämme 33 mit ebener Fläche in derselben Höhe wie bei den anderen
Kämmen auf. Die zweiten 32 und dritten Kämme 33 sollen mit ihrer planen Fläche in
einer anliegenden Fläche im Oberdeckel 12 angeschweißt sein. Der erste Kamm 31 soll
einen Damm für eine Gießform bilden, die im Zusammenhang damit, daß zwischen den
Verbindungsbolzen 19 in zwei benachbarten Zellen sowie zwischen dem Endverbindungsbolzen
28 (24) und dem Endpolschaft 20 (23) Verbindungen hergestellt werden, geschmolzenes
Blei sammelt. Die beiden Verbindungen haben den Charakter einer Schmelzschweißverbindung.
Die zweiten Kämme 32, denen in jedem besonderen Falle ein erster Kamm 31 im Anschluß
an einen Verbindungsbolzen 19 zugeordnet ist, bilden nach Aufschweißung des Batteriedeckels
11 eine geschlossene Kammer, deren Aufgabe es ist, Elektrolyt, d.h. Schwefelsäure,
aufzufangen, die durch Kriechen in etwa vorhandenen Spalten zwischen einem Zellenverbinder
29 und diesen umgebenden Material zwischen den Zellen wandert. Bezüglich der beiden
Endpolschäfte 24, 28 ist der dritte Kamm 33 mit dem zweiten Kamm 32 zu einer geschlossenen
Kammer kombiniert.
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Der dritte Kamm 33 und die zweiten Kämme 32 bilden nach Aufschweißung
des Oberdeckels 12 ein geschlossenes Kanalsystem zum Sammeln von Ladungsgasen, welch
letztere durch einen zentralen Auslaß zur Entgasung abgeleitet werden
können.
Der Deckel 11 ist weiterhin mit vierten Kämmen 34 mit ebener Fläche in derselben
Höhe wie die ebene Fläche der zweiten Kämme 32 und des dritten Kammes 33 im Anschluß
an jeden Stopfen im Oberdeckel 12 versehen.
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Auch die ebene Fläche des vierten Kammes 34 ist im fertigen Zustand
der Batterie an einer entsprechenden Fläche im Oberdeckel 12 angeschweißt. Er bildet
eine Hülse, in welche ein entsprechend mit innenseitigem Gewinde versehener Teil
35 des Oberdeckels 12 eingeschoben ist und den Sitz für einen Batteriestopfen 36
bildet. Die Hülse ist in axialer Richtung aufgeschlitzt zur Bildung eines Auslasses
37 für Ladungsgase, welche in dem von dem dritten Kamm 33 und den zweiten Kämmen
32 gebildeten Kanalsystem gesammelt und von diesem durch den zentralen Auslass 38
abgeleitet werden.
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Im Zusammenhang mit der Herstellung der Akkumulatorenbatterie wird
ein sog.
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Fixierelement 39 verwendet, dessen Aussehen aus Fig. 4 näher hervorgeht.
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Das Element stellt ein scheibenförmiges Organ dar, das ein aus einem
Gitter bestehendes Mitteilteil 40 und je ein an die Seiten dem Mittelteils angeschlossenes
flanschartiges Seitenteil 41 hat. Jedes Seitenteil 41 ist seinerseits an einem Ende
mit einer Partie 42, die ein Loch 43 hat, verlängert. Das Loch 43 ist zur Durchführung
eines Verbindungsbolzens 19 von einer Polbrücke in einer Batteriezelle bestimmt.
Jedem Loch 43 ist ein Dichtungsring 44 zugeordnet, der von drei federnden Armen
45 getragen wird, welche längs einer Kreislinie angeordnet sind, die das Loch mit
1200 Winkeln zwischen sich begrenzt. Das Fixierelement hat außerdem eine quergestellte
Flanschpartie 46, deren. Großfläche mit den beiden Seitenteilen 41 einen rechten
Winkel bildet. Der aus einem Gitter bestehende Mittelteil 40 hat eine kreisförmige
Uffnung 47, deren Aufgabe es ist, in der ferti-gen Batterie im Zusammenhang mit
Kontrolle und Auffüllung von Flüssigkeit als Kontrollorgan für das Elektrolytniveau
in der entsprechenden Batteriezelle zu dienen. Das Fixierelement hat im Zusammenhang
mit der Herstellung der Akkumulatorenbatterie auch eine wichtige Aufgabe, die aus
dem folgenden hervorgehen wird.
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Bei der Herstellung einer Akkumulatorenbatterie nach der Erfindung
geht man von einem Akkumulatorgefäß 10 aus, das mit Hilfe von einer längsgehenden
Zwischenwand und zwei quergestellten Zwischenwänden, von denen die eine
das
Bezugszeichen 48 hat, in sechs Zellenkammern unterteilt ist. In jede Zellenkammer
wird darauf ein sog. Plattenpaket eingeführt, das aus den negativen 13 und den positiven
Platten mit dazwischenliegenden Separatoren 14 besteht, welche in der fertigen Batterie
Elektrolyt augesaugt halten.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ruht jedes Plattenpaket auf querlaufenden
Rippen 49. Die Platten 13 derselben Polarität und mit ihrer zugehörigen Stromfahne
15 wurden bereits in einer separaten Arbeitsstufe durch Gießen mit einer Polbrücke
16 und einem dazugehörigen Verbindungsbolzen 19 versehen.
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Um sicherzustellen, daß das Plattenpaket durch einen einfachen Handgriff
und ohne Aufwand an zu viel Handarbeit in seine dazugehörige Zellenkammer eingeführt
werden kann, wird dasselbe mit einem gewissen Spiel zwischen der Aussenseite jeder
Endplatte und der nebenanliegenden Wand in die Kammer eingeführt. Wenn keine Maßnahmen
ergriffen wären, um dieses Spiel zu kompensiegen, würden bei dem Arbeitsvorgang,
während dessen der #Batteriedeckel 11 auf seinen Platz zum Schweißen mit einer Fläche
gegen die Oberkante des Batteriegefäßes ruhend angebracht wird, später Schwierigkeiten
entstehen.
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Man würde dann gezwungen sein, die Lage jedes Plattenpakets zu verstellen,
so daß zugehörige Verbindungsbolzen in die entsprechende Uffnung des Batteriedeckels
hineinpassen. Um diesen Nachteil zu vermeiden, bringt man statt dessen das Fixierlement
39 In jeder Zelle im Akkumulatorgefäß unter enger Einpassung in jede Kammer an.
Hierbei wird jeder Verbindungsbolzen 19 durch sein entsprechendes Loch 43 im Fixierelement
durchgeführt, so daß der Dichtungsring 44 an der Außenseite des Bolzens federnd
anliegt. Die quergestellte Flanschpartie 46 trägt dazu bei, daß das Fixierelement
eine gute Stabilität erhält. Die Lage des Fixierelements 39 im Batteriegefäß geht
aus Fig. 3 hervor, wobei insbesondere die Lage der Uffnung 47 in dem gitterförmigen
Mittelteil 40 gezeigt wird, welche Uffnung nach Entfernung des Batteriestopfens
36 als Organ zur Einstellung und Kontrolle des Elektrolytniveaus ausgenutzt werden
kann. Der Batteriedeckel 11 läßt sich nun sehr leicht am Platze zum Schweißen anbringen.
Um denselben an dem Batteriegefäß anzuschweißen, wird die übliche Spiegelschweißtechnik
angewandt, welche darin liegt, daß eine erhitzte Schweißplatte mit Ausnehmungen
für
hinausragende Teile mit der Oberkante des Batteriegefäßes 10,
welche Kante eine ebene Fläche darstellt, und mit der Unterseite des Batteriedeckels
11, die eine spiegelverkehrte ebene Fläche hat, die der ebenen Fläche auf dem Batteriegefäß
entspricht, in Berührung gebracht wird. Sobald die beiden ebenen Flächen von der
Schweißplatte ausreichend erhitzt worden sind, wird diese entfernt, worauf das Akkumulatorgefäß
und der Batteriedeckel zusammengeführt werden, so daß man eine Schweißnaht erhält.
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Während des nächsten Arbeitsvorganges werden nun die Verbindungen
in der Akkumulatorenbatterie hergestellt. Zu diesem Zwecke gibt es in dem vorgefertigten
Batteriedeckel 11 eingegossene Bleibuchsen, deren Außenseite die Wand in einer Uffnung
im Deckel für den Verbindungsbolzen 19 bildet. Um die notwendige elektrische Verbindung
zwischen zwei Verbindungsbolzen 19 beiderseits einer Zwischenwand 48 in der Batterie
und zwischen dem Endpolschaft 20 und dem Endverbindungsbolzen, durch eine der Uffnungen
24 und 28 geführt, zu erreichen, gibt es in dem vorgefertigten Batteriedeckel 11
eingegossene Blelbuchsen 50 im Anschluß an die oeffnungen, durch welche die Verbindungsbolzen
geführt sind, wenn der Deckel 11 auf dem Batteriegefäß 10 angebracht worden ist.
Zwischen solchen Bleibuchsen 50 ist auch der Verbinder 29 eingegossen. Von der Bleibuchse
50 in jedem Endverbindungsbolzen geht auch ein eingegossener (nicht gezeigter) Verbinder
zu dem elektrisch zunächstliegenden Endpolschaft 20 oder 23.
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Um die notwendige elektrische Verbindung zwischen jedem Verbindungsbolzen
19 und der in der Uffnung im Deckel 11 angebrachten Bleibuchse 50 herbeizuführen,
bildet das Unterteil der Uffnung im Deckel, durch welche der Verbindungsbolzen 19
geführt ist, einen Sitz für den dem Fixierelement 39 zugehörigen Dichtungsring 44.
Gleichzeitig bildet der erste Kamm 31 einen Damm, der geschmolzenes Blei gesammelt
halten kann. Man schmilzt nun durch Hochfrequenzinduktionsschweißen so viel Blei,
wie erforderlich ist, um den Raum zwischen dem Verbindungsbolzen 19 und der umgebenden
Bleibuchse 50 in der Uffnung durch den Batteriedeckel 11 unddem dammähnlichen Raum,
der durch den ersten Kamm 31 entsteht, auszufüllen. Hierdurch entsteht eine Schmelzschweißverbindung
zwischen dem'Verbindungsbolzen 19 und der zugehörigen Bleibuchse 50, die zur Folge
hat, daß das Blei
an das umgebende Material äußerst innig angeschlossen
wird. Hierdurch wird die Gefahr eines Elektrolytüberganges zwischen zwei Verbindungsbolzen
19 äußerst gering. Das Verfahren ermöglicht die Verwendung automatischer Schweißwerkzeuge
mit Induktionselementen, die sich in BerUhrung mit dem zu schmelzenden Blei leicht
führen lassen. Es ist auch möglich, den Schweißvorgang dadurch zu rationalisieren,
daß ein Schweißwerkzeug verwendet wird, das Induktionselemente hat, um alle in einer
Batterie erforderlichen Schweißnähte in einem Arbeitsvorgang zu erzeugen. Um den
Kriechweg für den Elektrolyten zwischen zwei Verbindungsbolzen 19 zu verlängern,
kann die Bleibuchse in einer Uffnung im Deckel 11 mit einer Anschwellung 56 versehen
sein. Diese trägt auch dazu bei, zwischen der Bleibuchse 50 und dem umgebenden Material
eine feste Verbindung herbeizuführen.
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Um die Akkumulatorenbatterie fertigzustellen, wird nun der in Fig.
1 perspektivisch und in Fig. 2a im Schnitt gezeigte Oberdeckel 12 an seinen Platz
oberhalb des Deckels 11 angebracht, wodurch das spezielle Kanalsystem zum Ansammeln
von Ladungsgasen zur Ableitung zu einem zentralen Auslass und die geschlossenen
Kammern zum Ansammeln von etwa durchgekrochenem Elektrolyt gebildet werden. Auch
dieser Arbeitsvorgang wird durch Spiegelschweißen gemäß derselben grundsätzlichen
Technik, die oben im Zusammenhang mit dem Aufschweißen des Deckels auf das Akkumulatorgefäß
beschrieben wurde, durchgeführt.
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Es ist möglich, daß man den links in Fig. 2 gezeigten Akkumulatorstopfen
36, der sich für den Fall eignet, daß man eine zentrale Entgasung von Ladungsgasen
über das Sammeln in dem von den zweiten Kommen 32 und dem dritten Kamm 33 gebildeten
Kanalsystem vornimmt, durch einen gasdurchlässigen Stopfen 50 der rechts in Fig.
2 gezeigten Art ersetzt. Ein solcher Stopfen ist innenseitig in zwei Räume unterteilt,
die durch eine konische Zwischenwand 52 und einen in eine Uffnung der Zwischenwand
52 eingesetzten umgekehrten Ausguß 53 voneinander getrennt sind. Der oberste der
von der Zwischenwand 52 unterteilten Räume 54 dient als Separationskammer zur Abtrennung
von Schwefelsäuretropfen, welche den Ladungsgasen bitfolgen. Die Flüssigkeit in
diesen Tropfen soll über einen Spalt zwischen dem Ausguß 53 und einer Verlängerung
der konischen Zwischenwand 52 zurückfließen. Um sicherzustellen, daß mit Elektrolyttropfen
erfüllte Ladungsgase tatsächlich den
Separationsraum 54 im Stopfen
51 passieren, ist eine konische Dichtung 55 im Batteriedeckel im Anschluß an eine
Uffnung 22 zur Einführung des Batteriestopfens angeordnet. Diese Dichtung liegt
mit einer dichtenden Fläche an dem äußersten Ende der Verlängerung der konischen
Zwischenwand 52 im Batteriestopfen an und lenkt somit die Gase mit dispergierten
Säuretropfen in die Separationskammer 54 hinein.
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Die konische Dichtung 55 ist auch im Anschluß an die Uffnung links
in Fig. 2b für den dichten Stopfen 36 gezeigt, aber in diesem Fall ist sie nach
unten gekehrt, um einen Durchgang durch den Spalt 37 in dem kreisförmigen vierten
Kamm 34 freizulegen, so daß eine Verbindung mit dem von den zweiten Kämmen 32 und
dem dritten Kamm 33 gebildeten Kanalsystem vorliegt, das mit dem gemeinsamen Auslaß
38 in Verbindung steht.