DE3434941A1

DE3434941A1 - Verfahren zum angiessen von polbruecken und polen an fertig montierte plattensaetze von elektrischen akkumulatorenzellen

Info

Publication number: DE3434941A1
Application number: DE19843434941
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 6000 Frankfurt Bechtold; Rudolf 6374 Steinbach Eckardt; Walter 6240 Königsstein Schmitt
Original assignee: VARTA Batterie AG
Current assignee: VARTA Batterie AG
Priority date: 1984-09-22
Filing date: 1984-09-22
Publication date: 1986-04-03
Also published as: DE3434941C2

Description

Verfahren zum Anqießen von Polbrücken und Polen an fertig montierte
Plattensätze von elektrischen Akkumulatorenzellen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anbringung von Polbrücken und Polen an die Fahnenableiter eines bereits fertig montierten und von einer Aufnahmekassette einbaugerecht gehalterten Plattensatzes für eine Akkumulatorenzelle durch Eintauchen der über Kopf hängenden Fahnen in mit schmelzflüssigem Blei gefüllte Gießformen, welche mit den Polbrücken und Polen korrespondieren, wobei die Fahnen angeschmolzen und die Formen darauf in wasserdurchströmten Kühlgefäßen abgekühlt werden, nach dem cast on straps-Prinzip.
Eine Folge fortgesetzter Bemühungen um einen rationelleren Arbeitsablauf des sogenannten cast on straps (COS)-Verfahrens, wie -es beispielsweise in der US-PS 2.004.340 beschrieben wird, war der Übergang des separaten Angießens einer einzelnen Polbrücke einschließlich Pol an die entsprechenden Plattenfahnen zur simultanen Anbringung beider Polbrücken und Zellenpole an den mit Separatoren komplett vorgefertigten Plattensatz. Die dadurch erzielbare Zeitersparnis setzt voraus, daß sich der Anschmelzvorgang bei beiden Plattensatzhälften ebenso wie die anschließende Verfestigung der Gießlinge unter gleichen Temperaturbedingungen vollzieht, wenn die Verbindungen einwandfrei gelingen sollen.
Nun fallen in der Praxis die Plattenfahnen bei der negativen Elektrodenpolarität stets in einer geringeren Dicke an als bei den positiven Elektroden. Dies wirkt sich beim Angießen bei den dickeren Fahnen, da sie eine größere Wärmekapazität besitzen, in einem vergleichsweise schleppenden Wärmeaustausch zwischen den Fahnen und der Bleischmelze in der Polbrücken-Gießform aus, so daß die Polbrücken beim Abkühlen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten erstarren. Daraus können Gießfehler resultieren.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, den Prozeß des Pol- und Polbrückenangießens nach dem COS-Prinzip so zu gestalten, daß den erwähnten Mängeln, welche in möglichen Unterschieden der Fahnendicken begründet liegen, vor- gebeugt ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit Hilfe der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Anhand zweier Figuren soll das Verfahren gemäß der Erfindung näher erläutert werden.
Figur 1 zeigt eine Gießform für eine Polbrücke und den zugehörigen Zellenpol im Längsschnitt während zweier Kühistadien.
Figur 2 zeigt die gleiche Gießform der Figur 1 im Querschnitt und dadurch als Zweifachwerkzeug erkennbar in den simultan dargestelten Kühlpositionen gemäß der Erfindung.
Die zum Angießen der Polbrücken und Zellpole an den kompletten Plattensatz benutzte Gießform ist insbesondere für die zusätzliche Aufnahme einer Poleinlage eingerichtet ist. Für diesen Zweck besitzt die von den Konturen der Polbrücke 2 und des Zellenpols 3 bestimmte Gießform 1 der Figur 1 eine napfförmige Verlängerung 4.
Aus der Querschnittsdarstellung nach Figur 2 ist die Ausbildung der Gießform als Zweifachwerkzeug mit dem Verbindungsträger 5 ersichtlich, wobei der gegenseitige Abstand der Einzelformen exakt an die Poldistanz der Zelle angepaßt ist.
Eine solche, mit flüssigem Blei gefüllte Form fährt nun gemäß dem COS-Prinzip von unten gegen einen über Kopf geschwenkten Plattensatz, und dessen Fahnen tauchen dabei in die Bleischmelze ein. Nach deren Anschmelzung sieht die Erfindung ein zeitlich abgestuftes Erstarren der Schmelze zuerst des den Pol bildenden, dann des die Polbrücke bildenden Inhalts der Gießform vor, wobei das Erstarren beider Pole gleichzeitig erfolgt, das Erstarren der Polbrücken jedoch zu unterschiedlichen Zeitpunkten eingeleitet wird mit einem Zeitvorlauf zugunsten derjenigen Polbrücke mit den dünneren Plattenfahnen. Diese Maßnahme erfordert zwei unabhängige Kühlgefäße. Diese werden bei geregeltem Zu- und Ablauf des Kühlwassers von unten gegen die Gießformen gefahren und verharren in einer ersten Stellung, bei welcher die Pole entsprechend dem Niveau a (Figur 1) zu etwa 2/3 in das Kühlwasser eintauchen. Während sie erstarren, wirkt die noch flüssige Schmelze in beiden Polbrücken-Abschnitten der Gießform nicht nur als Wärmespeicher, sondern vor allem als Materialspeicher fort. Dies ist wichtig, weil es beim Abschrekken der mit den Polen korrespondierenden Schmelze zu einer Volumenkontraktion kommt. Die damit einhergehende Gefahr von Lunkerbildungen wird durch die Gegenwart von noch schmelzflüsssigem Material, welches durch Nachfließen in die Polform dort im Entstehen begriffene Vakuolen auffüllt, stark gemindert.
In der zweiten Kühlphase wird der Kühlwasserstand weiter auf ein Niveau b angehoben, bei dem das Kühlwasser zumindest den gesamten Rücken des Polbrückenteiles der Gießform benetzt. Hierdurch wird mit dem Erstarren der Restschmelze der Anschmelzvorgang überhaupt beendet.
Durch die Figur 2 sind die den Kühlwasserständen a und b entsprechenden Gefäßpositionen verdeutlicht. Die rechte Gießform sei der negativen Plattensatzhälfte zugeordnet, welche Fahnen von geringerer Dicke besitzen möge.
In diesem Fall wurde das entsprechende Kühlgefäß 6 aus der anfangs gemeinsamen ersten Stellung bereits in die zweite Stellung mit dem höheren Kühlwasserstand b verbracht, während sich das Kühlgefäß 7 für die positive Brückenform noch in der ersten Stellung befindet. Seine Verweildauer in dieser Stellung bzw. der Zeitvorlauf des Kühlgefäßes 6 bei der Bewegung in die zweite Stellung wird erfindungsgemäß unter gleichzeitiger Berücksichtigung der Temperatur der Bleischmelze mit einer manuell vorzuwählenden Schaltzelle (Timer) gesteuert. Auf diese Weise gelingt es, Plattenfahnen unterschiedlicher Dicke die zum Anschmelzen erforderlichen Wärmemengen, indem man sie nach der Einwirkungsdauer in der Schmeize differenziert, definiert zuzuführen. Die mit der größeren Wärmekapazität behafteten dickeren Plattenfahnen bleiben dem "Wärmereservoir" der schmelzflüssigen Polbrücke länger ausgesetzt, so daß eine hinreichend tiefe homogene Verschmelzung ihrer Oberflächen mit dem Polbrücken-Blei stets gewährleistet ist.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Anbringung von Polbrücken und Polen an die Fahnenableiter eines bereits fertig montierten und von einer Aufnahmekassette einbaugerecht gehalterten Plattensatzes für eine Akkumulatorenzelle durch Eintauchen der über Kopf hängenden Fahnen in mit schmelzflüssigem Blei gefüllte Gießformen, welche mit den Polbrücken und Polen korrespondieren, wobei die Fahnen angeschmolzen und die Formen darauf in wasserdurchströmten Kühlgefäßen abgekühlt werden, nach dem cast on straps-Prinzip, dadurch gekennzeichnet, daß beim Kühlen in einer gemeinsamen ersten Stellung der Kühlgefäße nur die Polkonturen der Gießformen in das Kühlwasser eintauchen, wobei die Polteile der Gießlinge erstarren, und daß anschließend nacheinander die Kühlgefäße in eine zweite Stellung gebracht werden, bei welcher der Kühlwasserspiegel zumindest den Rücken des Polbrückenteiles der Gießformen benetzt und Erstarren der Polbrücken bewirkt, beginnend bei derjenigen Form, deren Polbrücke von den beiden Plattensatzhälften diejenige mit den dünneren Plattenfahnen auf sich vereinigt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitverlauf der zweiten Kühiphase bei der die dünneren Plattenfahnen aufnehmenden Gießform nach Maßgabe des Dickenverhältnisses der Plattenfahnen an den positiven uund negativen Plattensatzhälften und der Temperatur der Bleischmelze mittels einer vorzuwählenden Schaltzelle (Timer) gesteuert wird.