DE3245057A1 - Verfahren zur herstellung eines batteriegehaeuses, sowie mittels dieses verfahrens hergestelltes dekoriertes batteriegehaeuse und verfahren zur umhuellung einer batterie, sowie mittels dieses verfahrens hergestellte batterie - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines batteriegehaeuses, sowie mittels dieses verfahrens hergestelltes dekoriertes batteriegehaeuse und verfahren zur umhuellung einer batterie, sowie mittels dieses verfahrens hergestellte batterie

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DE3245057A1 DE19823245057 DE3245057A DE3245057A1 DE 3245057 A1 DE3245057 A1 DE 3245057A1 DE 19823245057 DE19823245057 DE 19823245057 DE 3245057 A DE3245057 A DE 3245057A DE 3245057 A1 DE3245057 A1 DE 3245057A1
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Description

PATENT Al^W ATTS Bü RO"
RhClSTHREI) KEI'RESEN TATIVES BE-FORI- THE EUROPEAN PATENT OFFICE
PATENTANWÄLTE
Duracell International Inc. Κ.-Λ. KÜHNEN*. o!h_-inc;.
W. LUDERSCHMIDT**, dr., dipl.-chem. P.-A. WACKER*, DiPL -inc., dipl.-wirtsch.-ing.
Tarrytown
USA 16 DU0.3 21 3/bu
I Verfahren zur Herstellung eines Batteriegehäuses,
> sowie mittels dieses Verfahrens hergestelltes de-
§ koriertes Batteriegehäuse und Verfahren zur Umhül-
< lung einer Batterie,sowie mittels dieses Verfah-
β rens hergestellte Batterie
ζ Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
κ eines Batteriegehäuses gemäß dem Oberbegriff des An-
g spruchs 1 sowie ein dekoriertes Batteriegehäuse ge-
% maß dem Oberbegriff des Anspruchs 10 und ein Verfah-
ι 5 ren zur Umhüllung einer Batterie gemäß dem Oberbegriff
ζ des Anspruchs 11 sowie eine Batterie gemäß dem Oberbe-
3 griff des Anspruchs 13.
Insbesondere sind hier Batteriegehäuse aus Kunststoff 10 mit einer dekorativen Etikettierung vorgesehen.
Batterien oder Zellen werden im allgemeinen, bei den am weitesten verbreiteten Ausbildungen,mit metatlischen Behältern aufgebaut, die die allgemeinen korrosiven 15 Zellenbestandteile umschließen. Der metallische Behäl-
BURO 6370 OBERURSEL·· Bl-1RO 6050 FKbISING- ZWUICBÜRO β3·» PASSAU
LINDENSTRASSE 10 SCHNEGGSTRASSE 3-5 LUDVVIGSTRASSE Z
TEL. 06171/56849 TEL. 08161· 62091 TEL. 0851 36616
TELEX 4186343 real d TI-.LEX 52654,· pawa <J
TELEGRAMMAt)RESSE PAWAMUC - POSTSCHECK MÜNCHEN Πού Γ>2 βϋΖ ■ - TELECOPY: 08161/62096 (GROUP II - automat.) -
BAD ORiGINAt
ter wird dann mit einem bedruckten dekorativen äußeren Gehäuse umgeben, oder dekorative Etiketten werden an dem metallischen Behälter befestigt, um Anklang beim Verbraucher zu finden und informative Angaben, Warenzeichenidentifikationen oder dgl. anzubringen. Die äußeren Gehäuse weisen im allgemeinen Pappe für die billigeren Leclanche-Zellen oder Metall für die teueren Alkali-Zellen auf. Kunststoffgehäuse sind ebenso verwendet worden und im allgemeinen aus relativ dicken Materialien, wie beispielsweise ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer) mit guter struktureller Widerstandsfähigkeit bzw. Integrität hergestellt worden. Wärmegeschrumpfte Kunststoffe, wie unbedrucktes oder vorgedrucktes PVC (Polyvinylchlorid) sind gelegentlich verwendet worden. Hierbei trat jedoch der Nachteil auf, daß derartige Materialien beim Wärmeschrumpfen auf der Batterie oder Zelle an alle Unregelmäßigkeiten der darunter liegenden Materialien oder Behälter angepaßt wurden und dadurch eine unansehliche Verpackung ausgebildet wurde.
Für Anwendungen, bei welchen dekorative Materialien metallisch sind, ist bekanntlich das bevorzugte Gehäusematerial Metall. Tatsächlich neigen vorgedruckte metallisch beschichtete Kunststoff-Wärmeschrumpfmaterialien dazu, sich zu verformen oder zu verzerren, wenn sie auf Zellen oder Batterien geschrumpft werden. Metallische Gehäuse weisen jedoch verschiedene Nachteile auf, von denen die hohen Kosten nicht der unwichtigste ist. Wegen der elektrischen Leitfähigkeit der Metallgehäuse und der Nähe der Metallgehäuse zu den elektrischen Zellen müssen die Metallgehäuse gut von den
gQ elektrischen Zellen isoliert werden, um die Möglichkeit von Kurzschlüssen zwischen den Anschlüssen der Zellen oder Batterien zu vermeiden. Ferner ist das bei solchen.Gehäusen verwendete Metall relativ dick. Dadurch wird innerhalb der vorher festgelegten Parameter für die Abmessungen der Zelle
gg das verfügbare Volumen für aktive Zellenmaterialien vermindert.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein wirtschaftliches
BAD ORiGiNAL
Verfahren zur Herstellung dekorierter Batterie- oder Zellen-Gehäuse zu schaffen, welche widerstandsfähig gegen mechanische oder chemische Schäden sind.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein derartiges Verfahren zu schaffen, bei welchem die Batterie- oder Zellen-Gehäuse aus Kunststoff mit dekorativen Metallbeschichtungen auf dem Kunststoff bestehen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, derartige dünne Kunststoffgehäuse anstelle von Metallgehäusen zu schaffen, wodurch das verfügbare Zellenvolumen erhöht wird und die Kapazität der Zellen vergrößert werden kann.
Diese Aufgaben werden durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1, 10, 11 und 13 gelöst. Vorteilhafte Wei^ terbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß zunächst dekorierte Batterie- oder Zellen-Gehäuse (und vergleichbare Gehäuse) hergestellt werden, wobei ein dünnwandiges wärmeschrumpfbares Umhüllungsteil, beispielsweise ein wärmeschrumpfbarer Plastik- oder Kunststoffschlauch mit einer Stärke von 0,04 " (0,1 mm) mit geeigneten Abmessungen auf ein Stützteil oder einen Spanndorn aufgebracht wird. Der Spanndorn ist vorzugsweise etwas größer als die Zelle (im allgemeinen sind etwa 0,002 " (0,05 mm) ausreichend), um das Aufbringen des nachfolgend wärmegeschrumpften Schlauches auf die Zelle nach der Entfernung von dem Spanndorn zu erleichtern. Der Schlauch kann eine Naht aufweisen, nahtlos sein, oval oder ähnlich ausgebildet sein, wobei die nahtlose Ausführung aus ästhetischen Gründen bevorzugt wird. Der Schlauch wird auf dem Spanndorn wärmegeschrumpft, durch ein geeignetes Druckverfahren, beispielsweise warmpressen oder Warmprägen, dekoriert, mit einer Schutzschicht abgedeckt, wenn dies erforderlich ist (beispielsweise auf einer metallischen Dekoration), wahlweise an einem Ende gebördelt, um die strukturelle Widerstandsfähigkeit bzw.
BAD ORJGJNAL
α α φ ·
• 4 β
Formstabilität zu verbessern und von dem Spanndorn entfernt, um schließlich auf die Batterie oder Zelle aufgebracht worden zu können, wo das andere Ende des Gehäuses umgebördelt wird, um das Umpackungsverfahren zu vervollständigen. Durch Wärmeschrumpfen des Gehäuses vor dem Aufbringen auf die Batterie oder Zelle (in der Folge wird der Ausdruck "Batterie" sowohl für eine Batterie als auch für eine Zelle verwendet) werden Unzulänglichkeiten der Batterie nicht in dem Gehäuse sichtbar, wie es bei den bekannten Batterien der Fall ist. Ferner ergibt sich ein besonderer Vorteil daraus, daß das erfindungsgemäße Verfahren vollständig und daher wirtschaftlich automatisiert werden kann.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile werden anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung näher erläutert.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt den Ablauf der verschiedenen Verfahrensschritte.
Wie dargestellt, wird ein flachliegender, nahtloser wärmeschrumpfbarer Schlauch, beispielsweise aus PVC, von einer Vorratsrolle 10 einer Schneid- und Öffnungsvorrichtung 11 zugeleitet, in welcher der Schlauch auf vorgegebene Abmessungen geschnitten und aufgebogen bzw. geöffnet wird. Der zugeschnittene und aufgewölbte Schlauch 12 wird dann auf einen Dorn oder Spanndorn 13 aufgebracht, der Teil einer Drehscheibe 14 ist, welche an ihrem Außenrand nach Funktion eingeteilte Stellungen entsprechend den Verarbeitungssehrit-
gg ten aufweist. Der Dorn 13 mit dem darauf befindlichen zugeschnittenen Schlauch 12 durchläuft zunächst eine tunnel-förmige Wärmeschrumpf-Station 15, in welcher der Schlauch 12 auf die schließlich erforderlichen Abmessungen für das Batteriegehäuse vorgeschrumpft wird. Diese Maßnahme bildet
gg einen besonderen Vorteil gegenüber dem vorgeschlagenen Ummantelungsverfahren mit Wärmeschrumpfung, bei welchem das Material bei Beginn auf der Batterie selbst wärmegeschrumpft wird. Anstelle des beschriebenen Schrumpfsehrit-
BADORfGlNAL
tes kann der Dorn selbst erwärmt werden, um das Wärmeschrum pfen zu bewirken. Daraufhin wird der Dorn 13 mit dem darauf befindlichen wärmegeschrumpften Schlauchstück 12 zu der Dekorierstation 16 geleitet, wo das wärmegeschrumpfte Schlauchstück bedruckt und dekoriert wird, beispielsweise mit angelegten Metallfolien 17 und 18 mit einer Druck-Wärmeübertragung (Warmprägen oder Warmpressen) mittels einer Preßform 19. Wegen der geringen Stärke (beispielsweise 0,0002 " (0,005 mm)) der Metallfolien und ihrer Neigung, relativ zueinander zu wandern, sind geeignete Führungen mit - nicht dargestellten - Beschickungsgestellen für die Folien erforderlich, um die richtige Registrierung oder Ausrichtung (engl.: registry) bei dem Preß-Aufdrucken zu erreichen. In Abhängigkeit von dem verwendeten wärmeschrumpfbaren Material und dem Ausmaß des erforderlichen Wärmeschrumpfens kann das Warmpressen selbst verwendet werden, um das Wärmeschrumpfen zu bewirken, wenn nur eine geringe Schrumpfung erforderlich ist.
Das Aufbringen einer chemisch widerstandsfähigen transparenten Beschichtung 20 auf das dekorierte Schlauchstück findet an der nächsten Arbeitsstation 21 mittels eines ähnlichen Warmpressens mit einer Anlageform 22 (engl.: die) statt. Die Beschichtung 20 wird aufgebracht, um mechanische oder chemische Beschädigung der relativ zerbrechlichen Metallfoliendekoration zu verhindern. Dementsprechend wird die verwendete Beschichtung 20 so ausgewählt, daß sie den bekannten korrosiven chemischen Bestandteilen widerstehen kann, die in Batterien enthalten sind, wie bei-
QQ spielsweise KOH, welches sich in Alkali-Batterien findet, und Dimethoxyethan, welches sich in Li/MnO_-Batterien findet. Mit dem Aufbringen der Schutzschicht 20 wird die Metallfoliendekoration ferner von einem möglichen elektrischen Kurzschluß mit Bauteilen der Batterie isoliert. Wenn
ge die Dekoration des Schlauchstückes 12 nicht so zerbrechlich, wie beispielsweise die oben erwähnten Metallfolien, ist, kann der Reschichtungsschritt wahlweise oder als Option durchgeführt werden, um die Druckfarbe des bedruck-
BAD ORIGINAL
ten Schlauchstuckes 12 oder das Wäimesd)rumpfmaterial selbst zu schützen.
Nach dem Aufbringen der Schutzschicht 20 wird der Dorn mit dem vorgeschrumpften, dekorierten und beschichteten Schlauchstück 12 auf die Bördelstation 23 geschaltet, wo das Schlauchstück teilweise von dem Dorn abgehoben und an einem Ende gebördelt wird, wobei Wärme das Bördeln erleichtert. Das Bördeln findet wahlweise statt, ist jedoch vorteilhaft zur Verbesserung der Formstabilität, strukturellen Widerstandsfähigkeit und Festigkeit des dünnen Schlauches und, um das Umschließen der Batterie dadurch zu erleichtern, daß ein Anschlag für die Batterie in dem Gehäuse vorgesehen ist. Das vorgeschrumpfte, dekorierte, beschichtete und gebördelte Schlauchstück 12 wird daraufhin zu der Auswerfstation 24 geschaltet, wo es ausgeworfen wird und erst dann verwendet wird, um die feste Ummantelung oder Umhüllung einer Batterie dadurch zu vervollständigen, daß das andere Ende umgebördelt. Zur Erleichterung des Auswerfens ist der Dorn von vornherein aus einem Material ausgebildet oder mit einem Material beschichtet, welches einen niedri-? gen Reibungskoeffizienten aufweist, wie beispielsweise PTFE (Polytetrafluorethylen).
Wegen der geringen Stärke des Schlauchstückes und der dekorativen Beschichtungen im Vergleich mit Metall- oder festen Platikgehäusen steht mehr Zellenvolumen für aktive Materialien zur Verfügung (der erfindungsgemäße Schlauch weist etwa die halbe Stärke auf).
Zu den typischen Wärmeschrumpfmaterialien, die für den Schlauch bei der Erfindung verwendet werden können, gehören außer PVC Polyolefine, wie beispielsweise Polyethylen und Polypropylen; Polyvinylidenchlorid; Polyester; Nylon usw. Zu den Materialien der Werkstoffe für die Schutzschicht gehören dünne Schichten, beispielsweise von einer Stärke von 0,0002· " (O,OO5 mm)), aus den oben erwähnten Materialien, die für den wärmeschrumpfbaren Schlauch geeignet
BAD ORIGfNAL
sind.
Gewünschtenfalls kann der Wärmeschrumpfschlauch eine zusätzliche Abdichtung für die Batterie bilden. Beispielsweise kann die Spitze der Batterie umfangsseitig mit einem Dichtungsmittel derart beschichtet werden, daß beim Umbördeln des darauf befindlichen Schlauchstückes unter Wärmeeinwirkung eine Abdichtung dadurch ausgebildet wird.
Um die dekorative Einfärbung des Wärmeschrumpf-Schlauches zu erleichtern, ist es besonders günstig, wenn der Schlauch von einer Colorierung ist, die die Grundcolorierung oder den Hauptteil der dekorativen Colorierung bildet. Beispielsweise weisen derzeit unter dem Warenzeichen "Duracell" ver-
X 5 triebene Batterien überwiegend eine Gestaltung aus Kupfer (eine ausschließlich metallische Farbe) und schwarzen Bändern, mit schwarzen und. silbernen (metallischen) Aufdrucken auf. Somit sind gemäß dem obigen Verfahren ah der Dekorierstation 16 die Metallfolien 17 und 18 kupfern und silbern gefärbt und das wärmeschrumpfbar Grundmaterial ist schwarz, um die erforderlichen Gehäusedekorationen zu schaffen.

Claims (13)

  1. Patentansprüche
    ΊΛ Verfahren zur Herstellung eines Batteriegehäuses
    V. J
    aus einem dekorierten wärmeschrumpfbaren Umhüllungsteil, dadurch gekennzeichnet, daß das Umhüllungsteil auf ein Stützteil gebracht wird und auf dem Stützteil geschrumpft wird, daß das Umhüllungsteil dekoriert wird, während es sich auf dem Stützteil befindet, daß das dekorierte wärmegeschrumpfte Umhüllungsteil von dem Stützteil entfernt wird und daß eine Batterie fest in dem Umhüllungsteil umschlossen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützteii als Spanndorn mit einem Durchmesser ausgebildet ist, welcher etwas größer als der Durchmesser der Batterie ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spanndorn eine Oberfläche aus einem Material mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da-
    BURO 6370 OBERURSEL" UNDEN'STRASSE 10 TEL 0bl71-'56849 TELHX 4 186343 real d
    BÜRO 8050 FRElStNG"
    SCHNEGGSTRASSE 3-5
    THL. 08161/62091 BAD ORiGIISJAL --'■"
    ZWEIGBORQ 8.Wu PASSAU-LUDWIGSTRASSE 2 TEL. 0851 '366 J.6
    TELEX 526547 pjtva il
    -TELEGRAMMADRESSE PAWAMt)C -POSTSCHECK MÜNCHEN 13<-Λ *·""«■
    durch gekennzeichnet, daß das Umhüllungsteil mit einer Metallfolie dekoriert wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Umhüllungsteil durch Warmpressen oder -prägen dekoriert wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfoliendekoration mit einer durchsichtigen Schutzfilm-Beschichtung abgedeckt wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Umhüllungsteils vor der Entfernung von dem Stützteil gebördelt wird.
  8. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeschrumpfbare Stützteil aus einem flachliegenden Schlauch besteht,, der
    _ vor dem Aufbringen auf das Stützteil· auf die richtige
    Größe zugeschnitten und aufgebogen wird.
  9. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeschrumpfbare Umhül-
    O(- lungsteil aus PVC besteht.
  10. 10. Dekoriertes Batteriegehäuse, dadurch gekennzeichent, daß es nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist.
  11. 11. Verfahren zur Umhüllung einer Batterie mit einem dekorierten Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß ein wärmeschrumpfbares Umhüllungsteil auf eine vorgegebene Größe wärmegeschrumpft wird, daß das Umhüllungsteil
    dekoriert wird, daß dann eine Batterie in das Umhül-35
    lungsteil eingebracht wird, und daß wenigstens ein Ende des Umhüllungsteils unter Wärmezufuhr gebördelt wird, um die Batterie in dem Umhüllungsteil aufzunehmen.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Umhüllungsteiles unter Wärmezufuhr gebördelt wird, bevor die Batterie in das Umhüllungsteil eingebracht wird.
  13. 13. Batterie mit dekoriertem Gehäuse, gekennzeichnet, durch eine Herstellung in Übereinstimmung mit den Ansprüchen 11 odor
    BAD ORIGINAL
DE19823245057 1981-12-08 1982-12-06 Verfahren zur herstellung eines batteriegehaeuses, sowie mittels dieses verfahrens hergestelltes dekoriertes batteriegehaeuse und verfahren zur umhuellung einer batterie, sowie mittels dieses verfahrens hergestellte batterie Withdrawn DE3245057A1 (de)

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US06/328,566 US4436777A (en) 1981-12-08 1981-12-08 Method for making decorated battery casings

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DE3245057A1 true DE3245057A1 (de) 1983-07-21

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