DE3417521C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Polbolzens für Bleiakkumulatoren, der aus einer mit einer Bleiummantelung versehenen Einlage aus einem Metall, das eine bessere Leitfähigkeit als Blei besitzt, gebildet wird, mit einer Polbrücke.

Um die Strombelastbarkeit von Bleibatterien zu erhöhen, werden die Anschlußpole häufig z. B. in Kupfer oder Messing ausgeführt. Zum Schutz gegen die Akkumulatorensäure besitzen sie zumindest um den sich ins Innere der Zelle erstreckenden Teil eine Umhüllung aus Blei. Die Umhüllung setzt sich in vielen Fällen auch bis in den Durchtrittsbereich durch den Batteriedeckel fort und ermöglicht dort beispielsweise das dichte Verschweißen mit einer in den Deckel eingelassenen Bleibuchse.

Die Poleinlagen aus dem besser als Blei stromleitenden Metall können massiv, wie beispielsweise gemäß DE-OS 31 44 202, oder hohl, etwa wie die aus dem DE-GM 75 20 197 bekannten Rohrhüllen, ausgebildet sein.

Das Verbinden eines solchen Anschlußpols mit der die zugehörigen Elektrodenplatten zusammenfassenden Polbrücke ist schwieriger durchführbar als bei konventionellen Bleipolen ohne Fremdmetalleinlage. Jene werden entweder, um einen stoffschlüssigen Übergang mit geringem Eigenwiderstand zu erhalten, mit der Polbrücke autogen verschweißt, oder sie gehen als einstückiges Formteil zusammen mit der Polbrücke, an die gleichzeitig die Plattenfahnen angeschlolzen werden, aus einem einzigen Gießvorgang (Cast on strap- Verfahren) hervor. Das gesonderte Anschweißen gelingt aber nur bei seitlicher Versetzung gegen die Polbrücke einwandfrei (vgl. Figurendarstellung in der DE-OS 25 35 871), ohne daß sich aufgrund der hohen Widerstandswerte von Polen aus Vollblei und der dadurch erzwungenen hohen Stromstärken eine unzulässige Erwärmung der gesamten Polbrücke einstellt, die sich sogar schädlich auf den Akkumulator auswirken kann. Andererseits ist ein mittiges Aufschweißen auf die Polbrücke wegen der besonderen Vorzüge dieser Pollage hinsichtlich Übergangswiderstand und Platzausfüllung vorteilhaft.

Polschäfte mit Kupfer- oder Messingeinlagen bringen zwar den Vorteil einer besseren Strom- und Wärmeleitung, wegen des Fremdmetalls aber auch neue schweiß- oder gießtechnische Probleme mit sich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches es ermöglicht, einen Polbolzen oder Polschaft nach dem eingangs genannten Gattungsbegriff unmittelbar mit einer Polbrücke einwandfrei zu verbinden, wobei eine gegebenenfalls unvermeidbare Wärmebelastung der Brücke ein für die Umgebung unzulässiges Maß nicht überschreiten darf.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Maßnahmen gelöst.

Der Erfindungsgegenstand soll anhand zweier Figuren näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt einen für die Verschweißung erfindungsgemäß zugerichteten Polbolzen mit Einlage.

Fig. 2 zeigt den mit der Polbrücke vereinigten Polbolzen.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung gemäß der Erfindung ist der Polbolzen 1 nach Fig. 1 an dem für die Vereinigung mit der Polbrücke vorgesehenen Ende konisch zugespitzt. Dabei sollte die Verbleiung 2 des Bolzenkernes 3 aus Kupfer oder Messing an der Spitze etwa dieselbe Dicke a erreichen wie in der Ummantelung entlang dem Schaft. Die Metalleinlage 3 ist mit Hinterdrehungen oder Einkerbungen 4 versehen, in welche die Bleiummantelung eingreift und sie so vor Verdrehung oder Aushebung sichert.

Zur Vereinigung mit der Polbrücke wird nun der Polbolzen 1 durch eine ring- oder hülsenförmig ausgebildete Elektrode einer Schweißmaschine gefaßt, direkt an die vorgesehene Verbindungsstelle herangeführt und mit der Polbrücke nach dem Prinzip des Kondensator- oder Bolzenschweißverfahrens stumpfverschweißt. Gleichzeitig wird der Polbolzen mit seinem Kegelstumpf in das schmelzflüssig gewordene Brückenblei an der Verbindungsstelle eingedrückt.

Am Ende der Verschweißung hat der Polbolzen die in Fig. 2 wiedergegebene Position eingenommen. Die Metalleinlage 3 ist in diesem Zustand bis unter die ursprüngliche Oberfläche der Polbrücke 5 eingesunken, wobei die Einsinktiefe b zwischen 30 und 60% der Polbrückendicke betragen soll. Der Endzustand von Polbolzen und Polbrücke nach der erfindungsgemäßen Strumpfverschweißung ist ferner durch einen den Polfuß umschließenden Kragen 6 charakterisiert, der sich als Folge der Materialverdrängung bildet. Der Kragen gibt der Schweißverbindung eine breitere Basis und verstärkt in willkommener Weise die Bleiabdichtung der Einlage in dem Verbindungsbereich.

Eine einwandfreie Verbleiung der Einlage ist zumindest in dem Umfang wichtig, in welchem der Polbolzen später dem Korrosionseinfluß der Akkumulatorensäure ausgesetzt ist. Darüber hinaus kann die Einlage an gegeneitigen Polbolzenende auch freiliegen, und die Bleiummantelung braucht sich nur bis zu einer solchen Höhe zu erstrecken, wie der dichte Anschluß an die Poldurchführung durch den Gehäusedeckel es erfordert.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Polbolzens mit Einlage, vorzugsweise in der Ausführung nach Fig. 1, kann dieser mit Hilfe bekannter Schweißverfahren wie das Kondensatorschweißen oder Bolzenschweißverfahren über die Schweißdauer und -kraft direkt in die Brücke stoffschlüssig eingebracht werden. Das Miteinbringen der Einlage in die Polbrücke hat den zusätzlichen Vorteil, daß damit eine Verringerung des Übergangswiderstandes erzielt wird.

Claims (6)

1. Verfahren zum Verbinden eines Polbolzens für Bleiakkumulatoren, der aus einer mit einer Bleiummantelung versehenen Einlage aus einem Metall, das eine bessere Leitfähigkeit als Blei besitzt, gebildet ist, mit einer Polbrücke, dadurch gekennzeichnet, daß der Polbolzen mit einem Ende, an welchem sein Querschnitt verjüngt ist, an die vorgesehene Verbindungsstelle herangeführt und direkt mit der Polbrücke stumpfverschweißt wird, und wobei durch Nachdrücken des Polbolzens die Metalleinlage bis unter die ursprüngliche Oberfläche der Polbrücke eindringt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Polbolzens konisch zugespitzt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Verbleiung der Metalleinlage an der Polbolzenspitze und die Ummantelungsdicke am Polbolzenschaft etwa gleich groß ausgeführt werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindringtiefe der Metalleinlage derart ausgeführt wird, daß sie zwischen 30 und 60% der Polbrückendicke beträgt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalleinlage durch Einkerbungen, in welche die Bleiummantelung eingreift, vor Verdrehung und Aushebung geschützt wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Metalleinlage aus Kupfer oder Messing eingesetzt wird.