DE3317078A1 - Apparat und verfahren zum schweissen von zellenbruecken - Google Patents

Description

Albert-Rosshauplcr-Straaae 65 · D 6000 München 70 Telefon (089) 7605520 Telex 05-212284 palsd Telegrammo Kornpalenl Münch

GNB Batteries Inc. 10. Mai 1^CJ83

1110 Highway 110 GNB-01

Mendota Heights,
Minnesota 55118
U.S.A.

Apparat und Verfahren zum Schweißen vcn Zellenbrücken

Beschreibung:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schweißen, insbesondere zum Schweißen von Zellenbrücken in Blei/Säure-Batterien. Im einzelnen betrifft die Erfindung eine Schweißvorrichtung zum Verbinden von Batterieelementen durch die Zellentrennwand hindurch .

Blei/Säure-Batterien und Akkumulatoren sind bekannt und bestehen zumeist aus einer Reihe von Zellen, üblicherweise drei oder sechs Zellen, die untereinander in Reihe angeschlossen sind, um die gewünschte Ausgangsspannung zu liefern Blei/Säure-Batterien mit sechs Zellen werden in großem Umfang in Kraftfahrzeugen benutzt und häufig als Starter-,Beleuchtungs- und Zündbatterien (für englisch "SLI", namely smarting, lighting and ignition) für Kraftfahrzeuge bezeichnet.

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In den vergangenen Jahren sind zahlreiche Vorschläge zum Verbinden benachbarter Zellen in solchen Batterien gemacht worden. Die zur Zeit am typischsten verwendeten Konstruktionen sehen durch die Trennwand hindurchführende Verbindungen vor. In den US-Patentschriften 3 313 658 (Sabatino et al) und 4 013 864 (Tiegel et al) sind Beispiele für die früher benutzten Verfahren und Vorrichtungen zur Erzeugung solcher Verbindungen enthalten. Eine solche Vorrichtung ist dahingehend ausgelegt, die erforderliche! Zellenbrücko-i (intercell connect ions) in' d<?r für herkömmliche Batterien üblichen Wfi.sc zu orzcugen, d.h. in einer Form, in der lediglich eine einzige, durch jede Zelltrennwand hindurchführende Verbindung bzw. Brücke benötigt wird.

Andererseits sieht sich die Batterieindustrie fortlaufend mit offensichtlich weiter steigenden Anforderungen konfrontiert. Die Kraftfahrzeughersteller sehen sich einem erheblichen Druck nach leistungsfähigeren Produkten ausgesetzt, die beispielsweise einen geringeren Kraftstoffverbrauch pro bestimmter Anzahl gefahrener Kilometer gewährleisten. Diese Forderung hat wiederum dazu geführt, das Gesamtgewicht der Kraftfahrzeuge soweit wie möglich zu verringern. In diesem ^, Zusammenhang werden Batterien mit geringerem Gewicht gefordert, um zu dieser allgemeinen Gewichtsverringerung beizutragen. In gleicher weise gibt es Bestrebungen nach kleineren Abmessungen, einfach im Hinblick auf den beschränkten Raum, der unter der Motorhaube zur Verfügung steht.

Zur gleichen Zeit hat die Anzahl der sog. Mittelklassewagen und der noch kleineren Kraftfahrzeuge mit Motoren geringeren Hubraums ganz erheblich zugenommen. Obwohl die für solche kleineren Kraftfahrzeuge geforderten Batterien kleiner sein könnten, wer len an deren Leistungsfähigkeit höhere Anforderungen gesteLlt. So erlaubt es beispielsweise die Halbierung eines Hubrau.nvolumeris von 5 bis 6 Liter nicht, die Anforde- j

rungen an die Batterie im gleichen Ausmaß zu verringern. Die zum Starten oder Anlassen ein<-s solchen, kleineren Motors benötigte Energie beträgt beispielsweise weit mehr, als die Hälfte der notwendigen An. aß- oder .3tartenergie einer 5 bis 6 Liter-Maschine. Darüberhinaus benötigen A-Zylinder-Motoren eine erheblich höhere Startgeschwindigkeit, um den Motor in Gang zu setzen. Tatsächlich benötigen einige 4-Zylinder-Motoren das 1,5- bis 3-fache der Startergeschwindigkeit von V-8-Motoren.

Die zunehmende Beliebtheit der von Diesel-Motoren angetriebenen Kraftfahrzeuge hat ebenfalls zur Forderung nach leistungsstärkeren Batterien beigetragen. Dieser Motcrentyp benötigt zum Starten eine größere Energie als ein Benzinmotor vergleichbarer Größe. Demzufolge ist es nicht unüblich, daß ein von einem Dieselmotor angetriebenes Kraftfahrzeug mit zwei parallel geschalteten Batterien ausgerüstet ist, oder eine außerordentlich große Batterie verwendet, die nahezu die Abmessungen einer Lastwagenbatterie erreicht. Diese und weitere Überlegungen haben an die Batteriehersteller die Forderung nach Bereitstellung einer Batterie deutlich verbesserter Leistungsfähigkeit gerichtet. In diesem Zusammenhang wird mit der Deutschen Offenlegungsschrift 32 09 765 (Klang et al) eine Batterie beschrieben, die außerordentlich hohe Leistungs-Kenndaten pro Gewichts- oder Volumeneinheit im Verhältnis zu ; handelsüblich zugänglichen, wartungsfreien und anderen Starter-Beleuchtungs-"und Zündbatterien für Kraftfahrzeuge aufweist.

Der in jener Anmeldung von Klang et al beschriebene Batterietyp erlaubt eine Herstellung in großem Umfang bei hohen Stückzahlen. Andererseits können die handelsüblich zugänglichen Zellenbrücken-Schweißvorrichtungen nicht ohne die Vornahme gewisser Modifizierungen zum Schweißen der Zellenbrücken in

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solchen Batterien verwendet werden. In erster Linie muß beachtet werden, daß in solchen Ausführungsformen dieser Batterien, wo die Energie-Kenndaten, bezogen auf die Gewichtsoder Volumeneinheit optimiert worden sind, häufig beträchtliche Abweichungen und Abänderungen hinsichtlich der Größe, Masse, Form,.und Gewicht der üblichen Batteriekomponenten auftreten, beispielsweise hinsichtlich der Größe und Masse der Batterieplatten genauso wie beim Gesamtgewicht des sog. "Kopfbleies", d.h., dem Gewicht der Verbindungsstege und -bänder sowie der Anschlüsse. Beispielsweise kann bei den von Klang et al vorgeschlagenen Batterien das "Kopfblei" gegenüber den bis dahin üblichen Batterien um ungefähr 75 % oder dgl. verringert werden. Dies bedeutet im wesentlichen, daß die Masse der Stege und Bänder viel kleiner ist, als bei den üblicherweise verwendeten Stegen und Bändern; das gleiche gilt für die Vorsprünge an den Stegen und Bändern (die häufig als "Nase", "Fahne" odor "Grabsteine" bezeichnet werden) , die (an)geschmolzen werden, um die durch die Zellentrennwand hindurchführenden Zellenbrücken zu bilden. Es sind deshalb Abwandlungen und Modifizierungen der bislang gebräuchlichen Schweißvorrichtungen erforderlich, um befriedigend derartige kleinere Fahnen oder Vorsprünge zu schweißen.

Darüberhinaus, und dies ist besonders wichtig, fordern die von Klang et al vorgeschlagenen Batterien eine Anzahl von Zellenbrücken im Gegensatz zu der lediglich einen Zellenbrücke, die zumeist in den üblichen Batteriekonstruktionen vorgesehen ist. In den von Klang et al vorgeschlagenen Batterien sind wenigstens zwei Zellenbrücken vorgesehen, oft sogar drei Zellenbrücken, ciarüberhinaus sind gegebenenfalls sogar vier oder mehr dieser Zellenbrücken bzw. Zellenverbindungen wünschenswert. Wenn beispielsweise drei Zellenbrücken angewandt werden, dann steigert dies die Anzahl der Schweißvorgänge von fünf bei einer herkömmlichen Batterie auf fünfzehn

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Schweißvorgänge bei dieser Anzahl von Zellenbrücken. Darüberhinaus ist zu beachten, daß nach Erzeugung <ier ersten Zellenbrücke durch eine bestimmte Zellentrennwand hindurch beim Schweißvorgang alternative Strompfade gebildet werden, welche die Eigenschaften der Schweißung nachteilig beeinflussen können.

Darüberhinaus ist es ebenfalls wünschenswert, bei der Automatisierung eines solchen Produktionsverfahrens darauf zu achten, daß die Geschwindigkeiten, mit denen die Schweißvorgänge durchgeführt werden, im richtigen Verhältnis zur Geschwindigkeit anderer Zusammenbauvorgänge stehen bzw. entsprechend angepaßt werden können. Zum Beispiel kann die Produktionsstraße zum Abdichten des Deckels am Batteriebehälter einer Kunststoffbatter ie mit solcher Geschwindigkeit betrieben werden, daß alle 20 see oder tgl. eine Batterie behandelt wird. Um befriedigende Produktion: geschwind ιgkeiten und Durchsätze zu erreichen, ist es döher erforderlich, einen Schweißapparat bereitzustellen, der auch diese hohen Produktionsgeschwindigkeiten zu erreichen vermag.

Eine grundlegende Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Schweißapparat für die Zellenbrücken von Blei/ Säure-Batterien bereitzustellen, der eine zufriedenstellende Erzeugung von Schweißverbindungen unter wirtschaftlichen Bedingungen erlaubt. Eine damit zusammenhängende und stärker präzisierte Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Schweißapparat der angegebenen Art bereitzustellen, der bei Geschwindigkeiten arbeitet, die zu denen von üblichen Fertigungsstraßen zur Erzeugung von Kunststoff-Batteriegehäusen passen.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Schweißapparat für die Zellenbrücken von Blei/Säure-Batterien bereitzustellen, welcher Apparat dann, wenn es erforderlich ist, an unterschiedliche Anforderungen von einer

Schweißung zur anderen innerhalb ein und derselben Batterie angepaßt werden kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Schweißapparat der angegebenen Art bereitzustellen, welcher eine Steuereinrichtung aufweist, die es erlaubt, die Schweißbedingungen leicht zu ändern, soweit das unterschiedliche Anforderungen verlangen.

Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen derartigen Schweißapparat für Zellenbrücken bereitzustellen, welcher die Wahrscheinlichkeit auf ein Minimum herabsetzt, daß an der durch den Apparat behandelten Batterie weniger als die Gesamtzahl der angestrebten Zellenbrücken erzeugt wird.

Die erf indur.gsgemäße Lösung dieser Aufgaben und Ziele ist ein Schweißapparat mit den in den Patentansprüchen 1 oder oder 19 oder 23 angegebenen Merkmalen, sowie ein Verfahren mit den in den Ansprüchen 24 oder 25 angegebenen Maßnahmen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachstehend wird die Erfindung im einzelnen anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; die letzteren zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zeilenbrükken-Schweißapparates einschl. der Erläuterung von entsprechenden Schweiß- und Hindrückstationeny

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Fig. 2a bis 2c ausschnittswei^e Seitenansichten des Apparates, zur Erläuterung der Schweiß- und Hindrückvorgänge, welche in dei beiden Stellungen an jeder Station stattfinden;

Fig. 3a bis 3c Schnittdarstellungen längs der Schnittlinie 3-3 aus Fig. 1 zur Erläuterung der verschiedenen Stellungen der Anschläge, welche den Eintritt eines Batteriebehälters in die erste Schweißstation regeln;

Fig. 4a bis 4c Schnittdarstellungen längs der Schnittlinie 4-4 aus Fig. 1 zur Erläuterung der verschiedenen Stellungen der Anschläge, welche dazu dienen, die Batteriet^hälter richtig in den beiden Stellungen der einsprechenden Schweiß- und Hindrückstationen anzuordnen;

Fig. 5 eine Seitenansicht der zusammengebauten Batterie, wobei der Behälter teilweise weggelassen ist, um die vollständigen, durch die Trennwand hindurchführenden Zellenbrücken zu zeigen;

Fig. 6 eine Schnittdarstellung längs der Schnittlinie 6-6 aus Fig. 5 zur weiteren Erläuterung der zahlreichen hergestellten Zellenbrücken;

Fig. 7 eine Seitenansicht eines Abschnittes eines Schweißelektrodenpaares, wobei die Elektroden in ihrer Stellung vor Beginn des Schweißvorganges gezeigt sind;

Fig. 8 eine Seitenansicht ähnlich der Fig. 7, wobei die Elektroden in ihrer Schlußstellung nach Vervollständigung des Schweißvorganges gezeigt sind;

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den;

Fig. 9 eine Seitenansicht ähnlich den Darstellungen nach Fig. 7 und 8, wobei jedoch eine Stellung der Hindrückzangen (crimper heads) gezeigt ist;

Fig. 10 eine Endansicht vom Eingangsende des erläuterten Apparates zur Darstellung der Einrichtung zum .Abfühlen, ob sich der Batteriebehälter in der gewünschten Stellung befindet und zur Erläuterung der Mittel zum Ausrichten des Batteriebehälters und des Apparates an dieser Schweißstation;

Fig. 11 eine Schnittdarstellung längs der Schnittlinie 11-11 aus Fig. 10 zur weiteren Erläuterung der Halterung der Schweißelektroden;

Fig. 12 eine Schnittdarstellung längs der Schnittlinie 12-12 aus Fig. 10 zur Erläuterung der Einrichtung, welche ein Schweißelektrodenpaar relativ zueinander verschiebt;

Fig. 13 eine Schnittdarstellung längs der Schnittlinie 13-13 aus Fig. 12 zur Erläuterung der Einrichtung, zur Einstellung der Anordnung der SchweißelektroFig. 14 eine Schnittdarstellung längs der Schnittlinie 14-14 aus Fig. 12 zur Erläuterung der elektrischen Anschlüsse und Verbindungen der Schweißelektroden;

Fig. 15 eine Seitenansicht der Hindrückstation und zur Erläuterang der Hindrückzangen in deren zurück gezogener Stellung;

Fig. 16 eine Schnittdarstellung längs der Schnittlinie 16-16 aus Fig. 15 zur Erläuterung der Plattenhalterung der Hindrückzange;

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Fig. 17 eine Schnittdarstellung längs ier Schnittlinie 17-17 aus Fig. 18 zur Erlä lter ing der geöffneten Stellung der zwei Backen e.ner Hindrückzange;

Fig. 18 eine Schnittdarstellung längs der Schnittlinie 18-18 aus Fig. 17 zur weiteren Erläuterung der Hindrückzange;

Fig. 19 eine Schnittdarstellung ähnlich der Darstellung nach Fig. 17, wobei sich jedoch die Backen der Hindrückzange in ihrer geschlossenen Stellung befinden; und

Fig. 20 ein vereinfachtes Blockdiagramm zur Erläuterung der Koordinierung des Schweißapparates und der Hindrückzange mit deren Kontroll- und Steuer-Einrichtungen.

Obwohl die Erfindung nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert wird, soll damit keinesfalls eine Beschränkung auf diese bevorzugten Ausführungsformen verbunden sein. Im Gegenteil sollen alle solche Alternativen, Modifizierunge, Äquivalente und Abweichungen umfaßt sein, die sich unter den Gegenstand der Patentansprüche und dere Äquivalente subsummieren lassen. Das heißt, obwohl die Erfindung in Verbindung mit einer Starter-, Beleuchtungs- und Zündbatterie für Kraftfahrzeuge beschrieben wird, ist festzuhalten, daß die Erfindung in gleicher Weise auf irgendeine andere Blei/ Säure-Batterie-Anwendung anwendbar ist. Obwohl die zur Erläuterung herangezogenen Ausführungsformen mehrere Stationen vorsehen, mehrere Elektrodenpaare an jeder Station vorsehen, einen Betriebsablauf mit im wesentlichen zwei Stellungen an jeder Station vorsehen, und eine besondere Abfolge der

Schweißvorgänge vorsehen, ist darüberhinaus zu beachten, daß zahlreiche Abweichungen und Abänderungen an diesen Parametern vorgenommen werden können, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Weiterhin gilt, obwohl die zur Erläuterung verwendeten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung das zu schweißende Werkstück als einen Batteriebehälter darstellen, kann in gleicher Weise irgendein anderes Werkstück geschweißt werden, wobei geeignete Modifizierungen eingeschlossen sein sollen, einschl. der Anpassung an bestimmte Schweißbedingungen und -Anforderungen.

Nach einem Gesichtspunkt weist der erf inc'ungsgemäße Zellenbrücken-Schweißapparat eine Steuereinrichtung auf, welche die Bedingungen zu kompensieren vermag, wenn sich die Schweißbedingungen einer Schweißung von denjenigen einer anderen Schweißung unterscheiden. In dieser gleichen Hinsicht ist der erfindungsgemäße Zellenbrücken-Schweißapparat besonders geeignet für den Einbau von Schweißprüfgeräten, so daß eine befriedigende Kompensation leicht durchgeführt werden kann, um die Anpassung an die wechselnden Bedingungen vorzunehmen. In gleicher Weise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in hervorragender Weise angepaßt, um Zellenbrücken-Schweißverbindungen dort wirksam zu erzeugen, wo mehrere, durch die Zellenwand hindurchführende Zellenbrücken erforderlich sind. Mit dem erfindungsgemäßen Zellenbrücken-Schweißapparat ist es möglich, die notwendigen Schweißarbeiten in zuverlässiger Weise durchzuführen und dies bei einer ausreichenden Produktionsgeschwindigkeitf die compatibel ist mit den bestehenden Produktionsgeschwindigkeiten von anderen üblic ien Batteriezusammenbau-Techniken. Andere und weitere Besonderheiten der vorliegenden Erfindung werden in Verbindung mit den der Erläuterung dienenden Ausführungsformen in dor nachstehenden detaillierten Beschreibung erläutert.

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Die Zeichnungen zeigen eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zellenbrücken-Schweiß.ipparates. Bei dieser zur Erläuterung bestimmten Ausführunusform sind drei Schweißstationen vorgesehen, die als_v Schweißstation Nr. 1, bezeichnet mit der Bezugsziffer 20, und Schweißstation Nr. 2, bezeichnet mit der Bezugsziffer 22, und Schweißstation Nr. 3, bezeichnet mit der Bezugsziffer 24 identifiziert sind; ferner ist eine llindrückstation (crinping station) vorgesehen, die mit der Bezugsziffer 26 bezeichnet ist. Jede dieser vier Stationen weist einen Rahmen auf, an welchem die notwendigen Vorrichtungen und Einzelteile des Schweißapparates oder der Hindrückzange befestigt sind. Das heißt, die aufrechtstehenden Rahmen 28, 30 und 32 tragen jeweils das notwendige Schweißgerät für die Schweißstationen 1, 2 und 3. Der aufrecht stehende Rahmen 34 trägt die notwendigen Komponenten und Bauteile der Hindrückzangen für die Hindrückstation 26.

Die mit 36 bezeichneten Transporteinrichtungen sind vorgesehen, um die Batteriebehälter in die verschiedenen Stationen hinein und durch die verschiedenen Stationen hindurch zu transportieren. Wie dargestellt, werden die Behälter 38 von dem am Rahmen 42 befestigten Förderband 40 durch die einzelnen Stationen geführt; das Förderband 40 wird seinerseits über ein geeignetes Getriebe von einem üblichen Motor 44 angetrieben. Die Tätigkeit des Förderbandmotors 44 wird von der Hauptsteuerung (vgl. Fig. 20) gesteuert, zu der übliche Maschinenverbindungen existieren.

Zu jeder Schweißstation gehören Folge- oder Nebensteuerungen, welche entsprechend den Befehlen der Hauptsteuerung arbeiten, um den Schweißvorgang auszuführen. Derartige Tochter- oder Nebensteuergeräte sind allgemein mit der Bezugsziffer 46 bezeichnet.

Die Hauptsteuetvorrichtung reguliert gleicherweise die Tätigkeit der Hindrückstation 26. Die entsprechenden Steuereinrichtungen können mit dei Kindrückstation 26 über übliche Maschinenverbindungen verknüpft sein.

Nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung werden die Batteriebehälter in jeder Station durch Ausrichte- und Festhaito-Sinrichtungen ^n der vorgesehenen Stellung angeordnet. Diete Einrichtungen richten den Behälter sowohl exakt und genau so aus, daß der Schweißvorgang und das Hindrücken zufriedenstellend ausgeführt werden können, wie sie den Behälter in jeder solcher Stellung festhalten oder festklemmen, während der Schweißvorgang oder das Hindrücken ausgeführt wird. Die Reise durch den Apparat in der, wie man sagen kann, Mascninenrichtung, endet dann, wenn der Behälter Anschläge erreicht, wie sie mit den Bezugszeichen 48, 48* und 48'' in den Schweißstationen 1 bis 3 und schließlicn mit deni Anschlag 50 in der Hinurückstation 26 bezeichnet sind. Wie das nachstehend noch ira einzelnen erläutert wird, weisen die Anschläge jeweils Nocken 52 und 54 auf, die an einer Welle 56 befestigt sind. Die Welle 56 wird von einem üblichen, pneumatisch gesteuerten Druckluft-Rotations-Motor 58 über eine Kette auf entsprechende Befehle der Hauptsteuerung hin in Drehung versetzt, wie das nachstehend noch im einzelnen erläutert v»ird.

Die Ausrichte- und Festhalteeinrichtungen dienen auch dazu, die Behälter relativ zu den Schweißköpfen in einer Richtung senkrecht zur Maschinenrichtung anzuordnen und festzuhalten. Zu diesem Zweck sind Quer-Ausrichtungs-Einrichtungen 62 an jeder Station angebracht, um die Behälter 38 gegenüber der Führungsschiene 64 in die richtige Stellung zu bringen und in dieser zu halten.

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Die Ausrichte-Einrichtungen 62 werden vom Hauptsteuergerät betätigt und halten positiven Kontakt mit dem Behalter, bis der Schweißvorgang oder das Hindrücken vollständig abgeschlossen ist. Auf diese Weise wird jeder Behälter von drei Seiten her in der vorgesehenen Stellung gehalten, wie das noch deutlicher aus Fig. 10 zu entnehmen ist, wodurch irgendeine unerwünschte Verschiebung im Verlauf der Schweißvorgänge oder des Hindrückens un ;erbunden ist.

Zur Vermeidung von Beschädigungen am Behälter, an den Schweißköpfen oder an der gesamten Vorrichtung sir J an jeder Station Fühler vorgesehen, um die Anwesenheit eines Batteriebehälters in seiner richtigen Stellung festzustellen. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind hierzu Photozellen 66, 66', 66'' und 66' " an den Schweißstationen 1 bis 3 und an der Hindrückstation 26 angebracht, um die Vorderkante 68 des Behälters 38 und deren Nähe zur Photozelle zu erfassen. Die Photozellen 66 bis 66''' übermitteln ihre Signale an das Hauptsteuergerät, welches daraufhin festzustellen hat, ob sich der bestimmte Behälter in seiner richtigen Stellung oder nicht relativ sowohl zu den Anschlägen wie zur Führungsschiene befindet. Zu diesem Zweck sind elektromagnetische Strahlung benutzende Fühler bekannt und können auch hier eingesetzt werden. Besonders zweckmäßig sind übliche photoelektrisch arbeitende Abtaster, die mit einem konvergierenden Strahlenbündel arbeiten.

Weiterhin ist eine Eintrittseinrichtung vorgesehen, um den Eintritt der Behälter in die erste Schweißstation 20 zu regeln. Zu diesem Zweck ist eine als Anschlag dienende Nocke 70 auf einer·Welle 56 befestigt, welche in Übereinstimmung mit den Anschlägen 48 bis 48'· und 50 in den entsprechenden Schweiß- und Hindrückstationen betätigt wird. Die besondere- Schrittfolge wird nachstehend noch im einzelnen mit Bezugnahme auf die Fig. 2a bis 2c erläutert.

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Obwohl irgendwelche zweckmäßigen Ausrichte- und Festhalte-Einrichtungen verwendet werden können, gewährleistet die dargestellte Ausführungsform ein kompaktes, wirksames und effektives System , daß die Batteriebehälter ihre vorgesehenen Stellungen in jeder Station erreichen und in dieser Stellung festgehalten werden, solange der Schweißvorgang oder der Hindrückvorgang stattfindet. In dieser Hinsicht können die Nockenanschläge rasch von einer Stellung in eine andere Stellung gebracht werden, wenn die Schrittabfolge der Vorrichtung ausgeführt wird.

Die Fig. 2a bis 2c zeigen die Schrittabfolge des Schweißens und Hindrückens in jeder einzelnen Station. Zur leichteren Beschreibung sind die Zellentrennwände jedes Behälters 38 mit A bis E bezeichnet worden, wobei mit der Zählung (A) am hinteren Ende des Behälters begonnen worden ist. wie in Fig. 2a dargestellt, werden die durch die Zellentrennwand hindurchführenden Schweißungen in den Zellentrennwänden B, D und E in der Anfangsstellung in den Schweißstationen 20, 22 und erzeugt, während in der Hindrückstation 26.die Zellenbrücken-Verschweißungen in den Zellentrennwänden A, C und E hingedrückt und ausgerichtet werden.

Nachdem die Schweißköpfe und die Hindrückzange zurückgezogen sind, werden die Behälter in Maschinenlaufrichtung (mit dem Pfeil angez'igt) um ciie Breite einer Zelle verschoben, in der zweiten und Schlußstellung jeder Station indiziert, wie das schematLsch in Fig. 2b dargestellt ist. In dieser Stellung wird die richtige Maschinenlaufrichtungs-Ausrichtung des Behälters durch entsprechende zweite Anschlagnocken 54 in den verschiedenen Stationen gewährleistet, wobei sich die Anfangsanschlagnocken 52 aus ihrer in Fig. 2a dargestellten Betätigungsstellung in eine Stellung gedreht haben, welche die Verschiebung der Batteriebehälter in die zweite, in Fig. 2b dargestellte Stellung erlaubt.

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Die Fig. 2c erläutert die Durchführung der Schweiß- und Hindrückvorgänge in dieser zweiten Stellung. Wie dargestellt, werden die Zellenbrücken-Schweißungen in den Zellentrennwanden A und C in den Schweißstationen 20 bzw. 22 durchgeführt. Die Schweißköpfe in der Schweißstation 24 verbleiben in ihrer zurückgezogenen Stellung, weil die Zellenbrücken-Schweißung in der Zellentrennwand D bereits vorher in der Schweißstation 22 - dort in der Anfangsstellung - durchgeführt worden ist, wie das in Fig. 2a dargestellt ist. Die notwendigen Hindrückvorgänge für die Zellenbrücken-Schweißungen in den Zellentrennwanden B und D werden in gleicher Weise ausgeführt _f wie das dargestellt ist.

Den nächsten Schritt in der Schrittfolge bildet die Verschiebung der Batteriebehälter in die nächste, in Maschinenlaufrichtung stromabwärts gelegene Station. Zu diesem Zeitpunkt ist der die Hindrückstation verlassende Batteriebehälter mit sämtlichen erforderlichen Zellenbrücken versehen worden und kann daraufhin nachfolgenden Bearbeitungsschritten zugeführt werden, etwa der Anbringung des Deckels auf dem Behälter. Eine Drehung der Eingangsanschläge erlaubt den Eintritt eines neuen Behälters in die erste Schweißstation 20.

Betrachtet man die Abfolge der Schritte eines einzelnen Behälters, während dieser durch die Vorrichtung fortschreitet, dann werden die Zellenbrücken-Verschweißungen in der Trennwand B in der ersten Stellung der Schweißstation 20 ausgeführt (Fig. 2a). Der Behälter wird daraufhin in der zweiten Stellung (Fig. 2c) indiziert, wo die durch die Zellentrennwand A hindurchführenden Zellenbrücken ausgebildet werden. Der Behälter wird daraufhin in die Schweißstation 22 verschoben und dort in die erste Stellung (Fig. 2a), wo die Zellenbrücken-Schweißungen in der Trennwand D erzeugt werden; daraufhin werden in der zweiten Stellung (Fig. 2c) die durch die Zellentrennwand C hindurchführenden Zellenbrücken erzeugt. Nachdem

der Behälter in die Schweißstation 24 verschoben worden ist, werden dort in der ersten Stellung (Fig. 2a) die durch die Zellentrennwand E hindurchführenden Zellenbrücken erzeugt. In der zweiten Stellung der Schweißstation 24 (Fig. 2c) wird kein Schweißvorgang durchgeführt/ weil die Ausbildung der durch die Trennwand D hindurchführenden Zellenbrücken bereits vorher erfolgt ist. Der Behälter wird daraufhin in die Hindrückstation 26 gebracht, wo in der ersten Stellung (Fig.2a) die durch die Trennwände A, C und E hindurchführenden Schweissungen hingedrückt und ausgerichtet werden. Nach Indizierung in der zweiten Stellung (Fig. 2c) werden die durch die. Trennwände B und D hindurchführenden Schweißungen hingedrückt und ausgerichtet. Die auf diese Weise geschweißte Batterie kann daraufhin weiteren Behandlungsschritten zugeführt werden, soweit das erforderlich ist.

Die Fig. 3a bis 3c zeigen die Schrittabfolge des Eingangsanschlages 70, welcher den Eintritt des Behälters in die erste Schweißstation 20 steuert. Die Fig. 4a bis 4c zeigen die Tätigkeit der Anschläge in den entsprechenden Schweiß- und Hindrückstationen. Aus Gründen der einfacheren Darstellung ist in den Fig. 4a bis 4c lediglich ein einziger Anschlag dargestellt, weil dieser Ausschnitt der Tätigkeit für alle Stationen der gleiche ist.

Die Fig. 3a zeigt den Eintrittsanschlag 70 in einer Stellung, welche den Eintritt des Behälters in die erste Schweißstation 20 unterbindet? die Fig. 3b zeigt den Eintrittsanschlag 70 in einer weiter gedrehten Stellung, die dann vorliegt, wenn die Behälter in der zweiten Stellung in jeder Station indiziert sind, jedoch auch in dieser Stellung unterbindet der Eintrittsanschlaq 70 den Eintritt eines Behälters in die erste Schweißstation 20. Schließlich zeigt die Fig. 3c den Eintrittsanschlag 70 in seine nicht-aktive Stellung gedreht, in welcher ein folgender Behälter in die erste Schweißstation 20 eintreten kann.

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Wie das bereits oben ausgeführt i£t, zeigen die Fig. 4a bis 4c die Schrittabfolge der Anschläge in jeder der vier folgenden Stationen, nämlich den Schweißstatxonen 22 bis 24, sowie der Hindrückstation 26. Die Fig. 4a erläutert die Stellung des Anschlagnockens 52, während dieser den Behälter in der Anfangsstellung festhält, wobei sich der Anschlagnocken 54 in einer nicht-aktiven Stellung befindet. Die Fig. 4b zeigt den Anschlagnocken 54 in eine aktive Stellung gedreht, während der Anschlagnocken 52 in seine nichtaktive Stellung gedreht worden ist, so daß der Behälter aus seiner ersten in seine zweite Stellung in jeder Station verschoben werden kann. Die Fig. 4c zeigt die beiden Anschlagnocken 52 und 54 in ihre nicht-aktive Stellung gedreht, so daß der Behälter in die nächstfolgende Station verschoben werden kann. Die nächste Schrittfolge führt den Eintrittsanschlag 70 in seine.in Fig. 3a gezeigte Stellung zurück und führt die Anschlagnocken 52 und 54 in ihre in der Fig. 4a gezeigte Stellung zurück.

Ersichtlich können auch andere Schrittfolgen vorgesehen werden, um die notwendigen Zellenbrücken-Versehweißungen in den fünf Zellentrennwänden durchzuführen. Tatsächlich können - sofern das angestrebt wird - fünf getrennte Schweißstationen und/oder Hindrückstationen vorgesehen werden, so daß lediglich eine einzige Stellung in jeder Station erforderlich ist. Darüberhinaus erfordert die Durchführung der Schrittabfolge nicht, daß die Indizierung in allen Stationen die gleiche ist. Das heißt, beispielsweise kann die Indizierung für die erste Schweißstation entsprechend einer Zellenbreite gewählt werden, während die Indizierung in den anderen Stationen entsprechend zwei oder mehr Zellenbreiten gewählt wird.

Andererseits stellt die vorliegende Schrittabfolge unter Verwendung von drei Schweißstationen und einer einzigen Hin-

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drückstation eine wirksame Ausgestaltung bei geringstem Kapitaleinsatz dar, der naturgemäß bei Verwirklichung einer größeren Stationenanzahl höher wäre; weiterhin wird mit gerade dieser Ausgestaltung eine höhere Produktionsgeschwindigkeit gewährleistet, als mit einer geringeren Stationenanzahl möglich wäre. Darüberhinaus erleichtert die Tatsache, daß die Indizierung in allen Stationen identisch ist, etwas die Verschiebung und Ausrichtung, wenn die Batteriebehälter durch die Vorrichtung verschoben werden.

j Die Fig. 5 und 6 zeigen eine, der Erläuterung dienende Ausführungsform einer fertig-gestellten Batterie, bei welcher die Zellenbrücken erzeugt worden sind und der Deckel angebracht worden ist. Die dargestellte Batterie 72 entspricht im Aufbau der in der DE-OS 32 09 76^ (Klang et al) vorgestellten Batterie. Die positiven Platten 74 einer Zelle sind elektrisch leitend mit den negativen Platten 76 in der benachbarten Zelle verbunden; zu dieser Verbindung dienen mehrere, durch die Zellentrennwände hindurchführende Verbindungen, nämlich die Zell^nbrücken, wie mit der Bezugsziffer 78 bezeichnet. Die Stege oder Bänder (englisch "straps", nachstehend kurz als Stege bezeichnetVerbinden elektrisch leitend in paralleler Schaltung Platten gleicher Polarität in einer gegebenen Zelle. Obwohl drei Zellenbrücken dargestellt sind, kann deren Anzahl nach Bedarf verändert werden, wobei zumeist irgendwelche Zellenbrücken von zwei bis vier oder mehr vorgesehen werden, was von den besonderen Kenndaten abhängt, die für eine besondere Anwendung der Batterie gefordert werden»

Die Fig. 7 tis 9 erläutern die Schweiß- und Hindrückvorgänge, wie sie in der erfind mgsgemaßen Vorrichtung stattfinden. Wie dargestellt, weis· der Steg 80 für die positiven Platten 74 eine Anzahl von im Abstand zueinander angeordneten, aufrechtstehenden Fahnen oder "Grabsteinen" 82 auf, die benach-

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bart zu einer Anzahl von im gleichen Abstand angeordneten Öffnungen 84 in einer Zelltrennwand 86 angeordnet sind. In gleicher Weise sind die negativen Platten 76 durch einen Steg 80 parallel geschaltet und elektrisch leitend miteinander verbunden, welcher Steg 80 ebenfalls eine Anzahl von im Abstand zueinander angeordneten und aufrech»: stehenden Fahnen 88 aufweist, die ihrerseits benachbart zu entsprechenden öffnungen zu derjenigen Seite der ZeI Itrennwan-i 86 angeordnet sind, die sich gegenüber derjenigen Seite b-findr-t, an welche die positiven Fahnen 82 anstoßen. In benachbarten Zellen bilden zwei Fahnen (eine in jeder Zelle) die jeweils benachbart zu einer Öffnung angeordnet sind, einen "Satz" von Fahnen, die miteinander verschmolzen werden sollen, und es ist vorgesehen, daß zumindest zwei solcher Sätze von Fahnen durch jede Trennwand hindurch miteinander verschweißt oder miteinander verschmolzen werden sollen. In Fig. 7 ist ein der Erläuterung dienender Schweißkopf dargestellt, dessen Schweißeinrichtung in der Form eines Paares von Elektrodenköpfen 90 und 92 ausgebildet ist, welche in eine Stellung benachbart zu den benachbarten Fahnen 82 bzw. 88 verschoben sind, um dort den Schweißvorgang oder den Verschmelzvorgang zu beginnen. Die Fig. 8 zeigt die Elektrodenköpfe 90 und 92 in der jeweiligen Stellung, nachdem der Schweißvorgang oder der Verschmelzvorgang vollständig ausgeführt worden ist. Wie ersichtlich ist, sind Abschnitte der Fahnen 82 und 88 aus ihrer Anfangsstellung heraus in die Öffnung 84 hineinverschoben worden und füllen diese öffnung wirksam aus.

Es gibt eine gewisse Neigung der Fahnen , im Anschluß an den Schweißvorgang geringfügig vom Kontakt mit der Zellentrennwand zurückzuweichen, wie das allgemein bei 94 in Fig.9 dargestellt ist. Daher wird - obwohl das keinen notwendigen Arbeitsschritt darstellt - zumeist vorgesehen, die geschweißten Zellenbrücken mechanisch wieder in eine solche Stellung hinzudrücken bzw. auszurichten, daß die Fahnen fest an der Zellentrennwand anliegen. Dies erfolgt, wie das in Fig.9 dar-

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gestellt ist, durch eine nach innen gerichtete Verschiebung der Hindrückzangen 96 und 96', wie das nachstehend mehr im einzelnen beschrieben ist.

Bevor in der Beschreibung der beispielhaften Einrichtung zur Ausführung der Zellenbrücken-Verschweißung fortgefahren wird, soll unter Bezugnahme auf Fig. 10 die Wirkungsweise der Ausrichtungs- und Festhalte-Einrichtung weiter erläutert werden, welche einen Batteriebehälter in der zur Durchführung des Schweißvorganges vorgesehenen Stellung festhält. Nachdem der Batteriebehälter den Anschlagnocken 48 erreicht hat, betätigt das, über übliche Maschinenverbindungen mit dem Positionierungsclement 62 verbundene Hauptsteuergerät das Positionierungsolement 62, welches daraufhin das Ausrücken eines Drückers 98 veranlaßt, welcher den Behälter 38 gegen die Führungsschiene 64 drückt und auf diese Weise festhält. Sowohl der Drücker 98 wie die Führungsschiene 64 können, wie das bei 100 bzw. 100' dargestellt ist, mit einem Polster versehen sein, um irgendwelches Verkratzen oder eine sonstige Beschädigung des Behälters auf ein Minimum·herabzusetzen.

Wie das bereits oben ausgeführt ist, kann eine Ausführungsform der von Klang et al vorgeschlagenen Batterie eine beträchtlich .leinere Menge Kopfblei aufweisen, als das sonst in üblichen Starter-, Beleuchtungs- und Zündbatterien für Kraftfahrzeuge der Fall ist. Als Folge davon können die Abmessungen dor Öffnungen in der Zellentrennwand und die Abmessungen der Fahnen viel kleiner sein, als sie ansonsten in üblichen Starter-, Beleuchtungs- und Zündbatterien für Kraftfahrzeuge verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Zellentrennwand-Öffnung in einer von Klang et al vorgeschlagenen Batterie lediglich einen Durchmesser von ungefähr 7,1 mm oder dgl. aufweisen, wobei die Fahne, benachbart zum Steg, noch eine Dicke von ungefähr 3,55 mm aufweist und sich zur Fahnenspitz j hin bis zu einer Dicke von ungefähr 2,54 mm ver-

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jungt. Weil die Zellentrennwand-Öf fnungon k !.einer sind, weisen die Höhe und die Breite de! Fahr ?n entsprechend kleinere Abmessungen auf, um gerade gei ig Miterial bereitzustellen, daß nach dem Verschweil en die Öf:nung ausgefüllt ist, und noch etwas Material die Öffn ing ausreicher.d überdeckt, wie das in den Zeichnungen dargestellt ist. Es ist festgestellt worden, daß die erforderlichen Schweißbedingungen zur Erzeugung zufriedenstellender Zellenbrücken-Verschweißungen mit solchen kleineren Fahnen empfindlicher sind, als diejenigen Schweißbedingungen, die zur Erzeugung von Zellenbrücken-Verschweißungen in herkömmlichen Starter-, Deleuchungs- und Zündbatterien für Kraftfahrzeuge erforderlich sind.

Dementsprechend werden nach einem Gesichtspunkt der Erfindung, dort wo solche kleineren Fahnen uid Öffnung -n in den zu behandelnden Batterien vorgesehen w< rden, Schveißbedingungen angewandt, welche in jedem Fall Ver: chweißung ;·η auch unter diesen relativ empfindlichen Bedingungen·erlauben. Zu diesem Zweck sind die Schweißelektroden so ausgebildet, daß die Elektrodenspitzen, welche Abschnitte der Fahnen in die Zellentrennwand-Öf fnungen hineindrücken, eine unbeschränkte Bewegung im Verlauf des Schweißvorganges ausführen können. Oder anders ausgedrückt, die Elektrodenspitzen sind ausreichend lang,' so daß der Elektrodenkörper im Verlauf des Schweißvorganges nicht in Berührung mit der Fahne kommt. In dieser Weise sollen die Elektrodenspitzen im Verlauf des gesamten Schweißvorganges fortlaufend Metall von der Fahne in die Öffnung hineindrücken bzw. verschieben. Es wird angenommen, daß diese fortlaufende Verschiebung von Fahnenmetall die idealsten Bedingungen für die Durchführung des Schweißvorganges liefert, da ein unbeschränktes Nachrücken der Elektroden bzw. der Schweißzangen-Backen als notwendig angesehen wird, um qualitativ hochwertige Schweißungen zu erzielen, und jegliches Herumspritzen von Blei zu vermeiden.

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Darüberhinaus soll - in Verbindung mit derartigen kleineren Fahnen und Öffnungen - der Schweißvorgang vorzugsweise in der Weise ausgeführt werden daß das Hervorstehen jeder Elektrodenspitze in die Zellentrennwand-Öffnungen hinein zumindest im wesentlichen in gleichem Ausmaß erfolgt. Jegliches nennenswerte Ungleichgewicht könnte zu unbefriedigenden Schweißungen führen, hauptsächlich wegen Lücken, herausgespritzem Metall oder dgl. Oder in anderen Worten ausgedrückt, die relativen Drücke auf jeder Seite der Schweißung sollen derartig sein, daß das geschmolzene Material an der gewünschten Stelle gehalten wird.

Der in den Fig. 10 bis 13 dargestellte Schweißapparat stellt ein Mittel zur Erzielung von" Schweißungen mit befriedigenden Eigenschaften dar, wenn die Schweißbedingungen relativ empfindlich sind, was dann der Fall ist, wenn die Fahnen und Zellentrennwand-Öffnungen kleiner sind, als bei üblichen Batteriekonstruktionen. Andererseits kann jeder andere Typ von Schweißapparat eingesetzt werden, sofern er die oben angegebenen Kriterien erfüllt.

Darüberhinaus kann dann, wenn die Schweißbedingungen nicht empfindlicher sind, als sie beim Schweißen von Zellenbrücken in üblichen Starter-, Beleuchtungs- und Zündbatterien bei Kraftfahrzeugen auftreten, ein Schweißapparat beliebigen Typs verwendet werden, der zufriedenstellende Schweißungen für die vorgesehene Batterieanwendung zu erzeugen vermag. Viele solcher Schweißverfähren und Schweißapparate sind bekannt, wobei davon auszugehen ist, daß zu einem solchen Schweißapparat ein Schweißkopf gehört, der elektrisch betätigte Schweißeinrichtungen aufweist, die an den Fahnen der beiden Zellen in Anlage gebracht werden können, und daraufhin schrittweise nach elektrischer Betätigung des Schweiß- oder Verschmelzvorganges das Metall der Fahnen in die durch die Zellentrennwand hindurchfüh-

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rende Öffnung hineinzuschweißen oder schmelzen: diese Schrittfolge wird dann wiederholt, um die gewünschte Anzahl von Eellenbrücken benachbart zu jeder Öffnung zu erzeugen.

Bei dem in den Fig. 10 bis 13 dargestellten Schweißapparat ist die Schweißanordnung an jeder Station verschieblich befestigt, um eine Bewegung relativ zum Batteriebehälter durchzuführen, um die Elektroden in eine für dir Durchführung des Schweißvorganges geeignete Stellung zu bringen. Wie das am besten den Fig. 10 und 11 zu entnehmen ist, ist eine Schweißapparat-Untereinheit 102 der Schweißstation 20 über Lagerblöcke 104, 104' an einer Stange 106 befestigt, welche ihrerseits über Klammern 108, 108¹ am aufrechtstehenden Rahmen 28 befestigt ist. Der Zylinder 110 verschiebt die Schweißapparat-Untereinheit in die Stellung im Batteriebehälter. Die Wirkstellung für die Schweißung ist vorgegeben durch den einstellbaren Anschlag 112, der auf dem Dorn 114 aufsitzt, welcher seinerseits an einer (lediglich gestrichelt dargestellten) Welle befestigt ist. Der Dorn 114 kann nach Bedarf entfernt und durch einen Dorn anderer Größe ersetzt werden, was erforderlich werden kann, wenn die Größe des zu behandelnden Batteriebehälters um einen größeren Betrag schwankt, als durch die Feineinstellung mittels des einstellbaren Anschlags 112 kompensiert wer- <*"* den kann. Ein Anschlag 116 kann vorgesehen werden, um einstell-j bar die nach oben zurückgezogene Stellung festzulegen. Sofern das gewünscht wird, können weitere übliche Bauteile, wie etwa konventionelle Gasdruckfedern 118 vorgesehen werden, welche die Verschiebung der Schweißapparat-Untereinheit in ihre zurückgezogene Stellung unterstützen.

Wie am besten der Fig. 10 zu entnehmen ist, sind die drei Elektrodensätze 120 verschieblich angeordnet, wie das bei 122 dargestellt ist, so daß ein Elektrodenpaar in eine gewünschte Stellung relativ zu einem anderen Anodenpaar verschoben werden kann, um den Schweißvorgang durchzuführen.

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Aus Fig. 12 ist zu entnehmen, daß die Elektrode 90 über irgendwelche geeigneten Mittel wie dargestellt, mit einem Zylinder 124 verbunden ist. Die Betätigung des Zylinders 124 verschiebt die Elektrode 90 nach innen in Richtung des Pfeiles 126, was dazu führt, daß die Elektrodenspitze 127 einen Teil der Fahne nach innen in die Zellentrennwand-Öffnung verschiebt bzw. verdrängt, wie das am besten der Fig. 8 zu entnehmen ist. Die Elektrode 92 ist zumeist fest in ihrer Stellung angeordnet, kann jedoch eine Verschiebung durchführen, wenn der von den Fahnen 82 (vgl. 7 und 8) ausgehende Widerstand eine Selbstzentrierung des Elektrodenpaares verursacht, wobei die Elektrode 92 nach innen in Richtung des Pfeiles 128 verschoben wird. In gleicher Weise wird eine Verschiebung der Elektrode 90 durchgeführt. Die mit jedem Elektrodenpaar verbundene Feder 130 (vgl. Fig.12) dient dazu, das Elektrodenpaar in die richtige Stellung zurückzuführen, nachdem der Schweißvorgang abgeschlossen worden ist. Die beschriebene Wirkung erlaubt gleichermaßen, daß die Elektrodenspitze 127' der Elektrode 90 in die Fahne eindringt und Fahnenmetall in die Zellentrennwand-Öffnung (vgl. Fig. 8) hineindrückt und verschiebt. Es ist festgestellt worden, daß das relative Eindringen der Elektrodenspitzen 127, 127' in die Zellentrennwand-Öffnung bei dem dargestellten Apparat zumeist bei Durchführung des Schweißverganges in gleicher Weise erfolgt.

Darüberhinaus sollen, wie das bereits beschrieben ist, die Elektrodenspitzen 127, 127' mit einer ausreichenden Länge ausgebildet sein, daß bei noch empfindlicheren Schweißbedingungen die Verschiebung in die Zellentrennwand-Öffnung hinein nicht durch irgendwelche Berührung des Körpers der Elektroden 90,92 mit den Fahnen 82, 88 (vgl. Fig. 8) beschränkt ist. Obwohl ein Kontakt der Elektrodenspitzen durch Steuerung des Zeitablaufs des Schweißzyklus vermieden werden kann, ist es

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als Vorsieht's- bzw. Sicherheitsmaßnahme wünschenswert, auch solche Einrichtungen vorzusehen, welche einen physikalischen Kontakt der Elektrodenspitzen verhindern. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der Zylinder, an welchem die Elektrode 90 angebracht ist, eine Rückführungsbewegung ausführt, bevor es zu einem solchen Kontakt kommen kann. Alternativ können auch übliche Begrenzungsschalter oder dgl. benutzt werden.

Weiterhin können Einstellmittel vorgestnen werden, welche eine relative Verschiebung einzelner Elektrodenpacue parallel zu der Zellentrennwand erlauben, um zu gewä'nrleisten, daß sich die Elektroden in der richtigen Stellung relativ zu den Fahnen 82 und 88 zur Durchführung der Schweißung befinden. In dieser Hinsicht kann jeder Elektrodensatz in exakt die vorgesehene Stellung gebracht werden, wobei gegebenenfalls eine Feineinstellung vorgenommen werden kann, soweit dies erforderlich ist. Das heißt, wie das am besten den Fig. 10 und 13 zu entnehmen ist, eine Kurbel 132 kann von Hand gedreht werden,, um den Block 134 in eine neue Stellung zu bringen, was gleichzeitig die Elektroden relativ zu der Öffnung in der Zellentrennwand verschiebt. Eine Feststellschraube 136 fixiert den Block 134 in der gewünschten Stellung nach vorgenommener Einstellung.

Der Schweißapparat an den Schweißstationen 22 und 24 kann in identischer Weise aufgebaut sein, wie der mit Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 13 erläuterte Schweißapparät; eine derartige Situation wird vorzugsweise vorgesehen. Andererseits können auch von Station zu Station unterschiedliche Schweißapparate eingesetzt werden, sofern dafür ein Bedarf besteht.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist zur Erzeugung jeder Zellenbrücke in einer einzelnen Zellentrennwand ein Elektrodenpaar vorgesehen, Diese Maß-

nähme beseitigt die Notwendigkeit, solche Einrichtungen vorzusehen, welche die Elektroden von einer Schweißstelle zur anderen verschieben. Die erforderlichen Elektroden werden gleichzeitig in die Schweißstellung bewegt, was es erlaubt, die Zellenbrücken-Verschweißung in einer einzelnen Zellentrennwand sehr rasch durchzuführen.

Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß eine Anzahl durch jede einzelne Zellentrennwand hindurchführender Zellenbrückon erzeugt wird. Mehr v^, im einzelnen, ist es wünschenswerter, die erforderliche Anzahl an Zellenbrücken schrittweise und aufeinanderfolgend durch eine gemeinsame Zellentrennwand hindurch zu schweißen, weil die gleichzeitige Durchführung von mehreren Schweißvorgangen zu etwas unbestimmten Schweißbedingungen führt. Hierbei ist zu beachten, daß selbst dann, wenn eine Schweißung vollständig abgeschlossen ist, bevor die benachbarte Schweissung begonnen wird, der zweite Schweißvorgang dennoch zu einem alternativen Strompfad führt, als das beabsichtigt ist. Aus diesem Grunde, und obwohl die Elektroden den Strom recht genau in den gewünschten Pfad richten, um die erforderliche Schweißung durchzuführen, tritt trotzdem stets eine gewisse Streuung bzw. Verbreiterung auf. Dies könnte dazu führen, daß eine Schweißung mit weniger als zufriedenstellenden Eigenschaften erhalten wird, Darüberhinaus kann eine solche Zerstreuung bzw. Verbreiterung die Auswirkung haben, daß gewisse Verfahrensparameter verengt werden, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, daß entweder die Anfangsschweißung zu stark geschweißt wird, oder die nachfolgenden Schweißungen zu wenig geschweißt v/erden. Deshalb sind nach einem weiteren bevorzugten Gesichtspunkt der Erfindung Maßnahmen vorgesehen, welche eine individuelle Kontrolle der Schweißbedingungen jeder einzelnen Zellcnbrücke erlauben, um eine Kompensation für irgendwelche Verbieiterungen oder Streuungen zu haben, die gegebenenfalls auftreten könnten.

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Eine befriedigende Kompensation kann dadurch erreicht w«r.if?n_f daß entweder der Schweißapparat so ausgelegt wird, um diese Kompensation zu gewährleisten, oder, durch den Einschluß von geeigneten Kontrollen, oder durch beide Kiaf-.nanncr:.. In der dargestellten Ausführungsform ist - wie das am besten den Fig. 10, 11 und 14 zu entnehmen ist - ein i'ransiorrnator 138 über die Kabel 142 elektrisch leitend an die Sammelschiene 140 angeschlossen. Durch zweckmäßige Auswahl d.?r Anordnung an der Sammelschiene für jeden Elektrodtnsatz kann eine Kompensation in das System hineingebracht werden. Das h-jißfc, d-.e im Einzelfall auszuführende Anfanasschweißunq kann mit aera längsten

i Strompfad von dem Transformator aus gesehen, durchgeführt wer- i den. Die Verbindungen zu den nachfolgenden Schweißungen können i dann so angeordnet werden, daß kürzere Strompfade resultieren, was notwendigerweise zu einem stärkeren Strom für die Schweissung führt, was zu einem gewissen Ausmaß die Streuungseffekte aufheben kann, die von der Anfangsschweißung ausgehen. Wie das in Fig. 14 dargestellt ist, sind die Verbindungen zur Sammelschiene 140 für die Anfangsschweißung an den Verbindungsstellen 144 angebracht, während die Verbindungen zu dem mittleren Elektrodenpaar an den Verbindungsstellen 146 angebracht sind, und während die Verbindungen zu dem letzten Elektrodensatz am nächsten zu dem Transformator angebracht sind, nämlich an den Verbindungsstellen 148.

Nach einem weiteren -bevorzugten Gesichtspunkt der Erfindung sind Steuereinrichtungen vorgesehen, welche die Durchführung der Kompensation in der Weise erlauben, daß individuell die Schweißbedingungen für jede Zellenbrücke veränderbar sind. Dies erlaubt es nicht nur, die Schweißbedingungen so vorzugeben, daß irgendwelche erforderlichen Kompensationen berücksichtigt sind, sondern es wird damit auch die Möglichkeit geschaffen, mit der eine weitere Einstellung - wenn erforderlich im Verlauf des ununterbrochenen Betriebes vorgenommen werden kann. Tatsächlich wird mit der Anwendung der Steuereinrichtung

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ein Schweißapparat bereitgestellt, der leicht an die Einfügung von Schweißprüfgeräten anpaßbar ist. Die Steuereinrichtung wird später im einzelnen beschrieben.

Die Fig. 15 bis 18 erläutern die wahlweise vorgesehene Hindrückstation 26. Wie das aus den Fig. 15 und 16 ersichtlich ist, gehören zu der Hindrückstation 26 insgesamt neun Hindrückzangen 150, so daß Schweißungen in drei Zellenpositionen gleichzeitig hingedrückt werden können. Die Hindrückzangen (crimper) 150 sind an einer Platte 152 angebracht, die ihrerseits verschieblich relativ zu dem Batteriebehälter an Stangen 154, 154' befestigt ist, die ihrerseits an den Lagerblöcken 156, 156' befestigt sind. Auf die Betätigung durch das Hauptsteuergerät hin über übliche Verbindungen verschiebt ein Druckluft-betätigter Zylinder 158 die Hindrückzangen in eine Stellung in den Batteriebehälter hinein; hierzu sind einstellbare (nicht dargestellte) Anschläge vorhanden, die gewährleisten, daß sich die Hindrückzangen in richtiger Stellung befinden.

Nachdem die richtige Ausrichtung in dem Batteriebehälter erfolgt ist, wird der Hindrückvorgang von einem hydraulischen Zylinder 160 bewirkt, welcher ein keilförmiges Glied 162 nach unten, und damit die Arme 164, 164' jeder Hindrückzange 150 nach außen, und damit die Hindrückzangen-Backen 96 und 96' nach innen zwingt, wie das den Fig. 17 und 19 zu entnehmen ist. Es können Federn 168 vorgesehen werden, um die Rückführung der Hindrückzangen-Backen 96, 96¹ in ihre geöffnete, mit Fig. 17 dargestellte'Stellung zu bewirken. Die Rückführung der Hindrückzangen in ihre zurückgezogene, in Fig. 15 dargestellte Stellung kann von einer (nicht dargestellten) Feder bewirkt werden, die sich innerhalb des Zylinders 160 befindet. Die Natur des dargestellten Hindrückvorganges ist ähnlich zu vergleichbaren Hindrückvorgängen, wie sie manchmal beim Schweißen von Zellenbrücken bei herkömmlichen Batterien angewandt werden.

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Nach noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist - wie das bereits oben erwähnt ist - eine Steuervorrichtung vorgesehen, welche die gesamte Tätigkeit des Schweißapparates koordiniert, einschl. der Tätigkeit der Hindrückstation, sofern eine solche vorhanden ist. Im wesentlichen umfaßt diese Steuereinrichtunq ein Hauptsteuergerät und Neben- oder Tochtersteuergeräte, dio jeder einzelnen Schweißstation zugeordnet sind. Vorzugsweise weist das Hauptsteuergerät eine programmierbare Steuerung auf der Basis eines Mikroprozessors auf. Hierzu kann jede beliebige programmierbare Steuerung auf der Basis eines Misr-vorozessors verwendet werden, welche den Schweißapparat so steuern kann, daß mit der oben angegebenen Schrittfolge gearbeitet werden kann. Zahlreiche derartiger Steuerungen sind handelsüblich zugänglich. Eine geeignete Steuerung dieser Art ist beispielsweise das von der Firma GOULD INC. vertriebene "Programmierbare Steuergerät Gould Modicon 484", das handelsüblich zugänglich ist. Die Mikroprozessor-Hauptsteuerung ist über geeignete Schnittstellen (interface) mit den Tochtersteuerungen an den verschiedenen Schweißstationen verbunden, genauso wie mit verschiedenen Funktionselementen des Apparates, von denen einige bereits oben beschrieben worden sind. Zusätzlich ist die Mikroprozessor-Hauptsteuerung mit einer von Hand betätigten Bedienungsstation verbunden. Dieses System von Steuerungen und Kontrollen erlaubt es nicht nur, die Bedingungen für jede einzelne Schweißung an solche Bedingungen anzupassen, die sich als zufriedenstellend erwiesen haben, sondern diese Kontrollen und Steuerungen erlauben es einer Bedienungsperson auch, die Schweißbedingungen einzustellen, sofern dies im Verlauf der Arbeiten erforderlich werden sollte. Darüberhinaus ist es mit derartigen Steuereinrichtungen leicht möglich, ein Schweißstellen-Prüfgerät in den Schweißapparat zu integrieren, so daß während des Produktionsablaufes gewährleistet werden kann, daß die ZeI-lenbrücken-Varschweißungen zufriedenstellend ausgeführt worden sind. __

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Verschiedene Geräte zur Prüfung von Schweißstellen sind bekannt und können nach Bedarf eingesetzt werden. Zum Beispiel kann es zweckmäßig sein, die Schweißungen aufgrund der räumlichen Trennung der Elektroden zu prüfen, was mit einem üblichen LVDT-Gerät geschehen-kann (LVDT steht für linear variable differential transformer, sinngemäß: linear veränderbarer differentieller Umwandler). Wie das aus Fig. 12 ersichtlich ist, kann ein LVDT-Gerät 167 verwendet werden, um ein Signal an die Steuereinrichtung zu erzeugen, daß gemäß einem Beispiel der Schweißvorgang solange fortgesetzt wird, W bis ein vorgegebener Elektrodenabstand erreicht ist, der als zweckmäßig zur Erzielung einer befriedigenden Schweißung angesehen wird. Alternativ kann die Schweißstellen-Prüfeinrichtung als ein Verfahren verwendet werden, das geschweißte Batterien unter Heranziehung der Steuereinrichtung akzeptiert oder zurückweist.

Die Fig. 20 erläutert schematisch das gesamte Steuerungsund Kontrollsystem. Wie dargestellt, gehört zum Hauptsteuergerät eine programmierbare Steuerung 168 (Gould Modicon 484) mit einem Prozeßteil 170 und einem Speicherteil 172, welche in üblicher Weise arbeiten, um die Funktionselemente der vorliegenden Erfindung in einer Schrittfolge zu kontrollieren bzw. zu steuern, die nachstehend im einzelnen beschrieben wird. Die Hauptsteuerung 168 verkehrt mit diesen Funktionselementen über geeignete Eingabe- und Ausgabe-Module herkömmlicher Bauart.

Jeder Schweißstation ist eine Neben- bzw. Tochtersteuerung 174 zugeordnet, wobei ein handelsüblich zugänglicher "Technitron-Schweiß-Prüfer" geeignet ist. Andererseits kann irgendein beliebiges Schweiß-Prüfgerät eingesetzt werden, das mit dem Hauptsteuergerät entweder direkt oder über geeignete Schnittstellen kompatibel ist, das in der Lage ist, die von der Hauptsteuerung herkommenden Schweiß-

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Paramter-Signale zu lesen und den Schweißvorgang in der oben beschriebenen Weise zu steuern. Neben dem bereits erwähnten Technitron-Gerät sind weitere geeignete Schweiß-Prüfgeräte handelsüblich zugänglich. Die Hauptsteuerung 168 ist über die Leitung 176 und die Schnittstelle 178 mit jeder Tochtersteuerung «verbunden; die Leitung 176 befördert ein digitales Multiplex-Signal zu dem die Zeitinformation und die Zyklusinformation gehören; zur Schnittstelle 178 gehören ein üb-' licher tri-stabiler, gepufferter (selbsthaltender) Schalter und ein Inverter, welcher die Kompatibilität zwischen der Hauptsteuerung und der Tochtersteuerung gewährlei&wct. Aus dem Multiplex-Signal wird lediglich die auf eine bestimmte Schweißstation anwendbare Information entnommen,was über bekannte Maßnahmen gewährleistet wird. Die Leitungen 180, 180' und 180'' verbinden die Hauptsteuerung mit den Tochtersteuerungen 174 an jeder Schweißstation, so daß ein Analog-Signal die Informationen über den Schweißstrom tragen kann.

Die Hauptsteuerung 168 ist in gleicher Weise über die Leitungen 184, 186 und 188 mit dem Steuerteil 182 der Tochtersteuerungen ■ 174 verbunden, so daß ein diesem Steuerteil zugeführtes Signal den Schweißvorgang in Gang setzen kann und der Hauptsteuerung ein weiteres Signal zugeführt wird, wenn der Schweißvorgang vollständig abgeschlossen ist. Der Steuer teil 182 funktioniert somit dahingehend, die Energieversorgung für den Schweißvorgang an- und abzuschalten, je nach den von der Hauptsteuerung 168 gelieferten Parametern.

Darüberhinaus ist eine BedienungsstationeTron herkömmlicher Ausführungsform vorgesehen, die über die Leitungen 192 und 194 mit der Hauptsteuerung 168 verbunden ist. Dies erlaubt es einer Bedienungsperson, die benutzten Schweißparameter von Hand zu verändern -sofern dies erforderlich ist-nachdem sämtliche Schweißungen In einer bestimmten Zellentrennwand fertiggestellt sind·

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Zur Bedienungsstation gehören optische Anzeigen des Stromwertes und des -Zyklus für jedes Elektrodenpaar. Weiterhin ist die Hauptsteuerung 168 mit der Hindrück-Statiön 126 über eine übliche Maschinenverbindung verknüpft, wie das bei 196 dargestellt ist.

Betrachtet man die Gesamt-Schrittabfolge des Schweißapparates, so wird der Transport der Batteriebehälter durch den Schweißapparat von der Hauptsteuerung wie folgt gesteuert und kontrolliert. Soweit hier keine anderen Angaben gemacht sind/ ist die Hauptsteuerung über übliche Maschinenverbindungen mit den verschiedenen Funktionselementen des Schweißapparates verknüpft. Nachdem das Förderband in Betrieb gesetzt worden ist, setzt die Hauptsteuerung die Anschläge in zeitlich gesteuerter Schrittfolge in Rotation, um sich in eine bestimmte Stellung zu drehen; ferner aktiviert die Hauptsteuerung die Ausrichtungs-Einrichtung (nach einer adäquaten Halteperiode , damit die Behälter die nächste Stellung erreichen können und in dieser Stellung festgehalten werden); und schließlich hält die Hauptsteuerung den Motor des Förderbandes an. Die Photozellen erfassen daraufhin, ob sich die Batteriebehälter an den entsprechenden Stationen in ihrer richtigen Anordnung befinden. Diese Schrittabfolge tritt an jeder Schweißstation und an der Hindrück-Station im v-esentlichon gleichzeitig auf. Nachdem die richtige Anordnung der Behälter erfaßt und gemeldet worden ist, wird die Absenkung der Schweißköpfe und der Hindrückzangen in ihre Wirkstellung veranlaßt.

Daraufhin werden die einzelnen Schritte des Schweißvorganges und des Hindrückvorganges ausgeführt. Nach Beendigung aller dieser Schritte werden die Schweißköpfe und die Hindrückzangen wieder in ihre zurückgezogene Stellung angehoben, worauf ein Signal an die Hauptsteuerung erzeugt wird. Wenn das die

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zurückgezogene bzw. die HOCH-Stellung anzeigende Signal n von der Hauptsteuerung empfangen wird, wird der gesamte Schweiß apparat abgeschaltet; weiterhin wird eine Kontroll-Leuchts oder ein Alarm betätigt, um die Bedienungsperson zu warnen. Nachdem die Schweißköpfe und die Hindrückzangen als in Ih;; er zurückgezogenen Stellung befindlich identifiziert worden s?.nd, werden die Ausrichte-Einrichtungen zurückgezogen/ die, die Bewegung in Maschinenlaufrichtung steuernden Anschläge werden bis zur nächsten Sequenz gedreht, der Förderband-Motor wird -^ in Gang gesetzt, und es wird wieder eine Haltep^riocie eingehalten, damit die Behälter die nächste Stellung erreichen können. Daraufhin wird die Schrittfolge wiederholt.

Wenn in der oben beschriebenen Schrittfolge die Anwesenheit eines Batteriebehälters nicht festgestellt wird, dann schreitet der Vorgang an dieser Station nicht voran. Jede Station arbeitet unabhängig von der anderen Station, so daß die Abwesenheit eines Behälters in dieser einen Station lediglich die Arbeitsweise an dieser bestimmten Station sperrt, abgesehen von der ersten Stellung in der Schweißstation 1, wie das nachstehend noch beschrieben wird. Die Sperrung des Arbeitsvorganges erfolgt durch die Hauptsteuerung, welche ein Halteperiode-Signal und ein "Zyklus abgeschlossen"-Signal erzeugt.

Die wesentliche Ursache, um das In-Gang-setzen eines Schweißvorganges oder eines Hindrückvorganges zu vermeiden, sofern ein Batteriebehälter nicht richtig ausgerichtet ist, besteht einfach darin, Beschädigungen von entweder dem Behälter selbst oder der Vorrichtung zu vermeiden; üblicherweise gilt diese Vorsichtsmaßnahme jedoch eher dem Behälter. So kann z.B. eine Fehlausrichtung eines Behälters dazu führen, daß die Schweißköpfe den Behälter verformen, wenn diese Köpfe abgesenkt werden, so daß der Behälter selbst verkratzt wird. Dies stellt jedoch im wesentlichen hauptsächlich einen Sicherheitsfaktor dar.

Nachdem ein Batteriebehälter seine richtige Anordnung in der Anfangsstellung der ersten Schweißstation erreicht hat, besteht nur eine geringe Wahrscheinlichkeit, daß irgendwelche Schwierigkeiten hinsichtlich einer Fehlausrichtung des Behälters im Verlauf der weiteren Behandlungsschritte auftreten werden.

Andererseits bestehen größere Schwierigkeiten, den Eintritt der Behälter in den Schweißapparat zu steuern, so daß bei der Zuführung über ein Fließband Schwierigkeiten der Art auftreten können, daß ein Batteriebehälter die Anfangsstation nicht zum vorgesehenen Zeitpunkt erreicht. Dementsprechend ist nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung die Mikroprozessor-Steuerung vorzugsweise so programmiert, daß die stromabwärts gelegenen Schweißstationen und die Hindrückstation inaktiviert werden, sofern der Behälter die Anfangsstellung in (5er ersten Schweißstation zu spät erreicht, so daß dieser Behälter nicht länger als richtig angeordnet erfaßt wird. Das heißt, sofern irgendwelche Schwierigkeiten bei der Zuführung auftreten, wird dieser Behälter nicht etwa teilweise geschweißt.Tatsächlich ist die Mikroprozessor-Steuerung für einen solchen Fall so programmiert, daß die "Zyklus beendet^M-Signale erzeugt werden, wenn der späte Behälter durch den Schweißapparat fortschreitet. Dies vermeidet eine Unterbrechung der Maschinenarbeitsschritte, um eine bestimmte Station von Hand zu betätigen, um eine teilweise behandelte Batterie fertig zu behandeln. Obwohl ein derartiger Vorgang sicherlich durchgeführt werden könnte, oder tatsächlich die notwendigen Schweißungen auch von Hand fertiggestellt werden könnten, würde eine solche Maßnahme die Produktionsgeschwindigkeiten verringern, die sonst erreicht werden können. Der als zu spät cjemeldete Behälter kann manuell oder auf sonstige Weise wieder dem Eingang und damit der Eintritts-Schrittfolge zugeführt werden.

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Hinsichtlich der Schweiß-Schrittfolge gilt, daii die Hauptsteuerung ein Signal " eine Batterie ist anwesend" erhalten hat - diese Steuerung die Schweißparame*J2rinformcit:-.on an die Tochtersteuerungen für die Schweißstationen weiterleitet, wie das oben mit Bezugnahme auf Fig. 20 erläutert worden ist. Berücksichtigt man, daß die Zustände der zu verschweißenden Fahnen sich ändern können (beispielsweise abhängig von der Zeitspanne, die zwischen dem Gießen des Steges und der Durchführung der Zellenbrücken-Schweißung verstrichen ist) können notwendige Änderungen in eier Stromstärke und Stromdauer erforderlich werden, um eine zufriedenstellende Schweißung zu erhalten; in einem solchen Falle ist es vorzugsweise vorgesehen, die Schweißschrittfolge zusammen mit einem sog. Vor-Wärm-Schritt oder einem Vor-Schweiß-Zyklus durchzuführen, an welchen sich dann der eigentliche Schweiß-Zyklus anschließt.

Dementsprechend wird bei der bevorzugten Ausführungsform, nachdem festgestellt und gemeldet worden ist, daß sich der Batteriebehälter in der richtigen Anordnung befindet, von der Hauptsteuerung an die Tochtersteuerungen als erste Information die Vorheiz-Zeit und die Stromstärke für die erste Schweißung übermittelt. Zumeist führt die Durchführung des Vorheiz-Zyklus zu einer Erweichung der Fahnen, so daß Elektrodenspitzen im Verlauf der Schweißung leicht in die Fahnen eindringen können, unabhängig von deren anfänglicher Härte. Nach Übermittlung'dieser Signale ist eine Halteperiode vorgesehen, um eine ausreichende Zeitspanne zum Schließen der Schweißelektrodenköpfe zu gewährleisten. Zu diesem Zeitpunkt übermittelt die Hauptsteuerung an den Steuerteil der Tochtersteuerungen das Signal zum Beginn des Vorheiz-Zyklus. Die Beendigung diese Vorheiz-Stufe wird daraufhin von diesem Steuerabschnitt an die Hauptsteuerung übermittelt. Sofern

von der Hauptsteuerung das Signal "Vorheiz-Stufe beendet" nicht erhalten wird, wird kein weiterer Arbeitsschritt eingeleitet; vielmehr nimmt der Schweißapparat eine Wartestufe ein, bis eine Bedienungsperson klären konnte, welche Fehl- , funktion aufgetreten ist.

Nachdem die Hauptsteuerung das Signal "Vorheiz-Stufe beendet" erhalten hat, übermittelt die Hauptsteuerung an die Tochtersteuerung die Schweißparameter-Information für die Durchführung der ersten Schweißung. In gleicher Weise übermittelt -* die Hauptsteuerung daraufhin Signale an den Steuerabschnitt der Tochtersteuerung,mit der Durchführung des Schweißzyklus zu beginnen. Die Tochtersteuerung übermittelt ihrerseits ein Signal an die Hauptsteuerung, wenn der Schweißzyklus abgeschlossen ist. Sofern die .Hauptsteuerung ein solches Signal nicht erreicht, nimmt der Schweißapparat wieder die Wartestellung ein, wie das oben erläutert ist. Zu diesem Zeitpunkt übermittelt die Haupt steuerung an die Tochtersteuerung die Information zur Durchführung des Vorheiz-Zyklus für die zweite Schweißung, und die Schrittfolge wird daraufhin wiederholt» Anschließend wird diese Schrittfolge - soweit vorgesehen für die dritte oder weitere Schweißungen wiederholt; an- ; schließend übermittelt die Hauptsteuerung die Information für die oben erläuterte Schrittfolge zur Indizierung der Behälter für die nächste Stellung.

Entsprechend einen» noch anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung sind Einrichtungen vorgesehen, die es erlauben, daß die SchweLßschrittfolge geändert wird, ohne daß dazu das Programm der Hauptsteuerunq modifiziert werden muß. Zu diesem Zweck übermittelt die Hauptsteuerung an die Tochtersteuerungen den Zeitparameter (Zyklus) für den Vorheiz-Schritt und die Schweißzyklen in der Form eines Digital-Signals, während die Angabe über die Stromstärke in Form eines Analog-Signales dargestellt wird. Dadurch kann die Stromstärke -

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unter Umgehung der Tochtersteuerung - wirksam Modifiziere werden, sofern es-~erwünscht ist, diesen Parameter zu ändern, etwa um bei Bedarf die Schweißbedingungen zu verändern. Di< ^r, kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die Bedienungsperson von Hand die Stromstärke modifiziert, incloip eine entsprechende Einstellung an der Bedienungsstation für die gewünschten bestimmten Schweißköpfe vorgenommen wird.

Mit der erläuterten Ausführungsform wird ein Zellenbrücken-Schweiß-System bereitgestellt, das trotz der reJ-j* i-s großen Anzahl von Zellenbrücken,die im Vergleich zu üblicnen Batterien erzeugt werden, mit einer zufriedenstellenden Produktionsgeschwindigkeit arbeiten kann, um die Anpassung der Produktionsgeschwindigkeit an die im Produktionsablauf nachfolgenden Batteriebehandlungsstufen, etwa zum Abdichten des Battoriedeckels am Behälter, zu gewährleisten. Mehr im einzelnen ist der hier beschriebene/erfindungsgemäße Zellenbrücken-Schweißapparat geeignet, angenähert alle 20 aufeinanderfolgenden sec eine geschweißte Batterie bereitzustellen. Andere Ausgestaltungen können -den Zeitablauf bei Bedarf verändern. Die besondere Vorheizstufe und die Schweißzyklus-Parameter können innerhalb weiter Bereichsgrenzen verändert werden, was von der besonderen Batteriekonstruktion abhängt. Geeignete Parameter können leicht besti/nmt werden, wie das in der Fachwelt bekannt ist. Die gesamte Vorheizstufe (sofern angewendet) und der Schweißzyklus können in weniger"als 1 see ausgeführt werden. Bei Bedarf kann die Anzahl an Schweißstationen und Hindrückstationen erhöht werden, was die Produktionsgeschwindigkeit sogar noch steigern kann. Andererseits scheinen die dazu erforderlichen zusätzlichen Investitionskosten die dadurch gesteigerte Produktionsgeschwindigkeit nicht zu rechtfertigen.

Welche Schweißschrittabfolge auch immer angewandt wird, es erscheint zweckmäßig, solche Maßnahmen vorzusehen, die eine Veränderung jedes einzelnen Schweißparameters bei jeder Schweißung erlauben, so daß eine Kompensation für veränderte Bedingungen bei Bedarf leicht gewährleistet werden kann.

Claims (1)

1. TiBCRER -"KERN a BREHM

   Alborl-Rosshauptof-Slraeso β5 D SOOO München 70 Telolon (089) 7605520 Tain* 05-212284 patad Tolegremme Kernpatent Mönch».-

   GNB Batteries Inc. 10. Mai 1983

   1110 Highway 110 GNB-01

   Mendota Heights,
   Minnesota 55118
   U.S.A.

   Apparat und Verfahren zum Schweißen von Zellenbrücken

   PatentansDrüche:

   1. Ein Apparat zum Schweißen eines Werkstückes, an dem eine vorgegebene Schrittfolge zum Schweißen durchgeführt werden soll,
   gekennzeichnet durch:

   (a) wenigstens eine Schweißstation mit einer Schweißeinrichtung zum Schweißen des Werkstückes;

   (b) eine Forderainrichtung zur Bewegung des Werkstückes durch diese Schweißstation;

   (c) Ausrichte- und Festhalte-Einrichtungen zur Anord-■ nung des Werkstückes in wenigstens einer vorgegebenen Stellung innerhalb der Schweißstation relativ zu deren Scnweißeinrichtung;

   (d) Fühler zur Erfassung der Anwesenheit des Werkstückes in seiner vorgesehenen Stellung; COPV

   (e) eine Einrichtung zur Verschiebung der Schweißeinrichtung und zur Verschiebung des Werkstückes an dieser vorgegebenen Stellung vor und zurück relativ zueinander aus einer Nicht-Wirkstellung in eine Wirkstellung zum Schweißen des Werkstückes;

   (f) eine Hauptsteuerung zum Kontrollieren und Steuern der in den voranstehenden Absätzen (a) bis (e) bezeichneten Einrichtungen nach einer vorgegebenen Schrittfolge, um die notwendige Schrittabfolge zur Durchführung der Schweißung auszuführen; und

   (g) eine der Schweißstation zugeordnete Tochtersteuerung, welche Schweißanweisungen von der Hauptsteuerung zu empfangen vermag, die Schweißeinrichtung entsprechend diesen Instruktionen betätigt, und die Hauptsteuerung benachrichtigt, wenn der Schweißvorgang vollständig abgeschlossen ist.

   2. Ein Apparat zum Schweißen von durch die Zellentrennwand hindurchführenden Zellenbrücken im Behalter einer Blei/Säure-Batterie, deren Zellentrennwände den Behälter in eine Anzahl von Zellen unterteilt, wobei jede Zollentrennwand wenigstens zwei im Abstand zueinander angeordnete Offnungen zur Erzeugung solcher Zellenbrücken aufweist, und Elemente in jeder Zelle mit im Abstand zueinander angeordneten, an jeder Öffnung anstoßenden Fahnen vorhanden sind,
   welcher Apparat gekennzeichnet ist durch:

   (a) wenigstens eine Schweißstation mit einer Schweißeinrichtung zum Aneinanderschweißen benachbarter Fahnen durch die Zellentrennwand-Öffnung hindurch;

   (b) eint? Fördereinrichtung zur Bewegung der Batteriebehälter durch diese Schweißstation;

   (c) Ausrichte- und Festhalte-Einrichtungen zur Anordnung eines Batteriebehälters in wenigstens einer vorgegebenen Stellung in dieser Schweißstation relativ zu deren Schweißeinrichtung;

   (d) Fühler zur Erfassung der Anwesenheit eines Batterie-Behälters in dieser vorgegebenen Stellung;

   (e) eine Einrichtung zur Bewegung der Schweißeinrichtung und eines Batteriebehälters in dieser vorgegebenen Stellung vor und zurück relativ zueinander aus einer Nicht-Wirkstellung in eine Wirkstellung zum Aneinanderschweißen der benachbarten Fahnen?

   (f) eine Haupts^euerung zum Kontrollieren und Steuern der in den voranstehenden Absätzen (a) bis (e) bezeichneten Einrichtungen nach einer vorgegebenen Schrittfolge; und

   (g) eine Tochtersteuerung an dieser Schweißstation, welche die Schweißinstruktionen der Hauptsteuerung zu empfangen vermag, die Schweißeinrichtung entsprechend diesen Instruktionen betätigt, und der Hauptsteuerung mitteilt, wann die Schweißung vollständig abgeschlossen ist.

   3. Apparat nach Anspruch 1 oder 2,
   dadurch gekennzeichnet, daß

   zusätzlich eine an die Hauptsteuerung angeschlossene Einrichtung vorhanden ist, welche die für die Tochtersteuerung(en) vorgesehenen Schweißinstruktionen zu modifizieren vermag.

   Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
   dadurch gekennzeichnet, daß

   zusätzlich eine Hindrückstation vorhanden ist, deren Hindrückzange die an der Schweißstation geschweißten Fahnen mechanisch hindrückt bzw. ausrichtet;

   welche Hindrückstation relativ zu der Schweißstation so angeordnet ist, daß die Fördereinrichtung die Batteriebehälter zu der Hindrückstation bewegt, nachdem diese Behälter die Schweißstation passiert haben,* und

   COPY

   an der Hindrückstation Einrichtungen vorgesehen sind, um die Hindrückzange(n) und einen Batteriebehälter an der Hindrückstation vor und zurück relativ zueinander aus einer Nicht-Wirkstellung in eine Wirkstellung zum Hindrücken der geschweißten Fahnen zu verschieben, wobei die Hauptsteuerung die Vorgänge an der Hindrückstation als Folge auf eine vorgegebene Schrittabfolge kontrolliert und steuert.

   5. Apparat nach Anspruch 4,
   dadurch gekennzeichnet, daß

   in dieser Hindrückstation Ausrichte- und Festhalte-Einrichtungen zur Anordnung eines Batteriebehälters in einer vorgegebenen Stellung in der Hindrückstation vorhanden sind; und der Batteriebehälter im Verlauf des Hindrückvorganges in dieser vorgegebenen Stellung gehalten wird/ und Fühler vorhanden sind, welche die Anwesenheit eines Batteriebehälters in dieser vorgegebenen Stellung erfassen.

   6. Apparat nach Anspruch 5,
   dadurch gekennzeichnet, daß

   die Hauptsteuerung, nachdem sich die Batteriebehälter in ihren jeweiligen vorgegebenen Stellungen befinden, die Schweißvorgänge und den Hindrückvorgang im wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt in Gang setzt.

   7. Apparat nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekonnzeichnet, daß

   zur Schweißoinrichtung ein Element gehört, um Abschnitte der einander gegenüber angeordneten Fahnen nach innen in die dazwischen angeordnete Zellentrennwand-Öffnung hineinzudrücken bzvi. zu verschieben,'

   welches Element das Hineindrücken bzw. Verschieben der Fahnenabschnitte ohne Begrenzung der nach innen gerichteten Bewegung im Verlauf des Schweißvorganges durchzuführen ver-

   mag/ und

   welches Element die Abschnitte der einander gegenüber angeordneten Fahnen im wesentlichen im gleichen Ausmaß verschiebt.

   8. Apparat nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß

   die Hauptsteuerung die Schweißeinrichtung veranlaßt, vor einem Schweißzyklus einen vorgegebenen Vorheiz-Zyklus durchzuführen.

   9. Apparat nach einem der Ansprüche 2 bis 8_r dadurch gekennzeichnet, daß

   die Hauptsteuerung die Schweißinstruktionen mittels zumindest zwei getrennten Signalen an die Tochtersteuerung(en) liefert.

   10. Apparat nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß

   eine Anzahl getrennter Schweißeinrichtungen entsprechend der Zahl der in einer Zellentrennwand ausgebildeten Öffnungen vorhanden ist.

   11. Apparat nach Anspruch 10,
   dadurch gekennzeichnet, daß

   die getrennten Schweißeinrichtungen im wesentlichen gleichzeitig in ihre Wirkstellung zur Ausführung einer Schweißung bewegt werden/ und

   die Hauptsteuerung jede getrennte Schweißeinrichtung veranlaßt, einen vorgegebenen Schweißzyklus in einer bestimmten Schrittabfolge durchzuführen.

   12. Apparat nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß

   wenigstens drei getrennte und benachbart zueinander angeordnete Schweißstationen vorhanden sind,· und jeder Schweißstation eine getrennte Tochtersteuerung zugeordnet ist.

   13. Apparat nach Anspruch 12,
   dadurch gekennzeichnet, daß
   drei Schweißstationen vorhanden sind,* eine Fördereinrichtung vorhanden ist, welche schrittweise einen Batteriebehälter von einer ersten Schweißstation zu den beiden benachbarten Schweißstationen transportiert/ Ausrichte- und Festhaltungseinrichtungen vorhanden sind, welche einen Batteriebehälter in jeder dieser Schweißstationen in einer ersten und in einer zweiten vorgegebenen Stellung anzuordnen und festzuhalten vermögen,· und Fühler vorhanden sind, welche die Anwesenheit eines Batteriebehälters in jeder dieser beiden vorgegebenen Stellungen in jeder Schweißstation erfassen.

   14. Apparat nach Anspruch 12 oder 13,
   dadurch gekennzeichnet, daß

   die Zellentrennwand drei Öffnungen aufweist,* jede der Schweißstationen drei getrennte Schweißeinrichtungen aufweist,· und

   jede dieser getrennten Schweißeinrichtungen so angeordnet ist, daß sie eine Zellenbrückenschweißung durch eine dieser Zellentrennwand-Öffnungen hindurch auszuführen vermag.

   15. Apparat nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß

   die Hauptsteuerung die Schweißeinrichtungen veranlaßt, im wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt die Wirkstellung einzunehmen; und

   die Hauptsteuerung jede Schweißeinrichtung in jeder Schweißstation veranlaßt, einen vorgegebenen Schweißzyklus in jeder Station im wesentlichen gleichzeitig in einem schrittweisen Ablauf durchzuführen.

   16. Apparat nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß

   die zweite vorgegebene Stellung in jeder Station von der ersten vorgegebenen Stellung um einen Abstand entfernt ist, der zumindest der Breite einer Zelle in dem Batteriebehälter entspricht.

   17. Apparat nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß

   die zweite vorgegebene Stellung in jeder Station von der ersten vorgegebenen Stellung um einen Abstand entfernt ist, welcher etwa der Breite einer Zelle des Batteriebehälters entspricht.

   18. Apparat nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß

   die Hauptsteuerung veranlaßt, den Schweißzyklus in der zweiten vorgegebenen Stellung der ersten Schweißstation und den anderen Schweißstationen dann nicht auszuführen, wenn nicht erfaßt worden ist, daß ein in der ersten vorgegebenen Stellung der ersten Schweißstation befindlicher Batteriebehälter

   die zweite vorgegebene Stellung der ersten Schweißstation und der anderen Schweißstationen erreicht hat.

   19. Ein Apparat zum Schweißen einer Anzahl durch eine Zellentrennwand hindurchführender Zellenbrücken im Behälter einer Blei/Säure-Batterie, welcher Behälter durch Zellentrennwände in eine Anzahl Zellen unterteilt ist, jede Zellentrennwand wenigstens zwei im Abstand zueinander angeordnete Öffnungen zur Erzeugung dieser Zellenbrücken-Verschweißungen aufweist, und jedes Batterieelement in benachbarten Zellen im Abstand zueinander angeordnete Fahnen aufweist, die an jede Öffnung anstoßen, wobei die Zellenbrücken durch Verschmelzen dieser Fahnen durch die Öffnungen hindurch erzeugt werden, welcher Apparat gekennzeichnet ist durch:

   (a) eine Schweißeinrichtung mit einander gegenüber angeordneten Scnweißelektroden, welche an den einander gegenüber befindlichen Fahnen anliegen können, und wenigstens einen Abschnitt dieser Fahnen im elektrischen Kontakt zum Schmelzen in diese Öffnungen hineinbewegen, bei der nach innen gerichteten Verschiebung dieser Elektroden relativ zueinander; und

   (b) eine Einrichtung zur Verschiebung dieser Elektroden nach innen relativ zueinander zum Verschweißen dieser Fahnen und zur Erzeugung eines elektrischen Stromes durch diese Elektroden, um den Fahnenabschnitt innerhalb der Öffnung zum Schmelzen zu bringen, um dadurch eine Anzahl durch eine einzelne ZellentrennwanJ hindurchführende Zellenbrücken-Verschweißungen zu erzeugen.

   20. Apparat nach Anspruch 19,
   dadurch gekennzeichnet, daß

   zu der Schweißeinrichtung eine Anzahl einander gegenüber angeordnete Schweißelektroden in wenigstens gleicher Anzahl zu

   der Zahl der in einer einzelnen Zellentrenm/and befindlichen, im Abstand zueinander angeordneten öffnungen gehören/ und diese Schweißelektroden elektrisch leitend .n den zu schmelzenden Fahnen anliegen können.

   21. Apparat nach Anspruch 19 oder 20,
   dadurch gekennzeichnet, daß

   zu der Schweißeinrichtung einander gegenüber angeordnete Elektroden gehören, die an diese Fahnen angepaßt sind und bezüglich der Öffnungen so ausgestaltet und bemessen sind, daß bei der nach innen gerichteten Verschiebung der Elektroden relativ zueinander ein Abschnitt der Fahnen nach innen in diese öffnungen hineingedrückt bzw. verschoben wird.

   22. Apparat nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß

   die Einrichtung zur Verschiebung der Elektroden nach innen relativ zueinander eine Anzahl von durch eine einzelne Zellentrennwand hindurchführenden Zellenbrücken-Verschweißungen in schrittweiser Folge auszuführen vermag.

   23. Ein Apparat zur Erzeugung einer Anzahl von durch eine Zellentrennwand hindurchführenden Zellenbrücken-Verschweißungen im Behälter einer Blei/Säure-Batterie, deren Zelltrennwände den Behälter in eine Anzahl Zellen unterteilen, wobei jede Zellentrennwand wenigstens zwei im Abstand zueinander angeordnete öffnungen zur Erzeugung dieser Zellenbrücken aufweist, und Batterieelemente in jeder Zelle im Abstand zueinander befindliche Fahnen aufweisen, die an diese Öffnungen anstoßen, wobei die Zellenbrücken-Verschweißungen durch Verschmelzen der Fahnen durch die öffnungen hindurch erzeugt werden,

   - 10 welcher Apparat gekennzeichnet ist durch:

   (a) eine Schweißanordnung mit einer Anzahl Sätzen aus mehreren, einander gegenüber angeordneten Elektroden, deren Zahl gleich der Anzahl an im Abstand zueinander angeordneten Öffnungen in einer einzelnen Zellentrennwand ist; und diese Elektroden in etwa an die zu schmelzenden Fahnen angepaßt sind und darüberhinaus so gestaltet und bemessen relativ zu den Öffnungen sind, daß die Elektroden bei ihrer nach innen gerichteten Verschiebung relativ zueinander einen Abschnitt der Fahnen in die Öffnungen hinein zu drücken bzw. zu verschieben vermögen; und

   (b) eine Einrichtung vorhanden ist, um diese Sätze von mehreren, einander gegenüber angeordneten Elektroden relativ aufeinander zu zu bewegen, um die Fahnen in eine Stellung zum Schmelzen zu bringen, und um einen Stromdurchgang durch die Elektroden zu ermöglichen, um den Abschnitt der Fahne in den Öffnungen zu schmelzen, und um eine Anzahl Zellenbrücken-Schweißungen zwischen den Batterieelementen in benachbarten Zellen zu erzeugen.

   24. Ein Verfahr«η zum Schweißen von durch die Zellentrennwand hindurchfühlenden Zellenbrücken im Behälter einer Blei/Säure-Batterie, w< Icher Behälter Zellentrennwände aufweist, die den Behälter in eine Anzahl Zollen unterteilen, wobei jede Zellentrennwand wenigstens zwei im Abstand zueinander angeordnete Öffnungen zur Erzeugung dieser Zellenbrücken-Schweissungen aufweist, und Elemente in jeder Zelle mit im Abstand zueinander befindlichen, an diesen Öffnungen anstoßenden Fahnen vorhanden sind,

   welches Verfahren durch die nachstehenden Verfahrensschritte gekennzeichnet ist;

   -Ilia) es wird wenigstens eine Schweißstation vorgesehen, in welcher benachbarte Fahnen durch die Zellentrennwand-Öffnung hindurch zusammengescnweißt werden;

   (b) ein Batteriebehälter wird dieser Schweißstation zugeführt;

   (c) der Batteriebehälter wird in wenigstens einer vorgegebenen Stellung in dieser Sch/eißstation ausgerichtet und festgehalten;

   (d) es wird die Anwesenheit des Batteriebehälters in dieser vorgegebenen Stellung erfaßt;

   (e) die benachbarten Fahnen werden durch die Zellentrennwände hindurch verschweißt; und

   (f) die Verfahrensschritte (a) bis (e) werden von

   einer Hauptsteuerung nach einer vorgegebenen Schrittfolge kontrolliert und gesteuert.

   25. Verfahren zum Schweißen von durch eine Zellentrennwand hindurchführenden Zellenbrücken im Behälter einer Blei/Säure-Batterie, welche Zellentrennwände den Behälter in eine Anzahl Zellen unterteilen, jede Zellentrennwand wenigstens eine erste und eine zweite, im Abstand zueinander angeordnete Öffnung zur Erzeugung dieser Zellenbrücken-Schweißungen aufweist, und Elemente in jeder Zelle mit im Abstand zueinander angeordneten, an jeder öffnung anstoßenden Fahnen vorhanden sind,

   welches Verfahren durch die nachstehenden Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:

   (a) wenigstens ein Abschnitt der benachbart zur ersten Öffnung befindlichen Fahnen wird in elektrischen Kontakt zum Schmelzen in. diese erste Öffnung hineinverschoben;

   bad

   (b) elektrischer Strom wird durch diese Fahnen geleitet, um die Fahnen innerhalb der ersten Öffnung zu verschmelzen, um dadurch eine durch die Zellentrennwand hindurchführende Zellenbrücke zu erzeugen;

   (c) wenigstens ein Abschnitt der zur zweiten Öffnung benachbarten Fahnen wird in elektrischen Kontakt zum Schmelzen in diese zweite Öffnung hineinverschoben; und

   (d) elektrischer Strom wird durch diese Fahnen geleitet, um die innerhalb der zweiten Öffnung befindlichen Fahnenabschnitte zu verschmelzen, um dadurch eine durch die Zellentrennwand hiridurchführende Zellenbrücke zu erzeugen.