DE4226428C3

DE4226428C3 - Batterieblockkasten aus thermoplastischem Kunststoff mit einer mechanischen Spannvorrichtung

Info

Publication number: DE4226428C3
Application number: DE4226428A
Authority: DE
Inventors: Friedhelm Mesmer; Gerd Niggl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-08-10
Filing date: 1992-08-10
Publication date: 1996-09-26
Anticipated expiration: 2012-08-11
Also published as: DE4226428A1; DE4226428C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Batterieblockkasten aus Polypropylen o. ä. thermoplastischen Kunststoffen mit einer mechanischen Spannvorrichtung, um ein mechanisch hochstabiles und vor allem formsteifes Blockkastensystem zu erreichen.

Die bekannten Plattenbauarten, wie die Großoberflächenplatte, die klassische Gitterplatte und die Röhrchenpanzerplatte gehören alle zu den selbsttragenden Plattenkonstruktionen. Diese erlauben, daß alle Platten und der Plattenblock lose in das Zellengefäß eingebaut werden können. Bei Panzerplatten mit plattenförmigem Stromableiter hingegen ist ein extrem fester Platteneinbau zwingend erforderlich. Denn nur ein sehr fester Plattenblockeinbau verhindert bei dieser Plattenkonstruktion, daß sich die beidseitig aufgetragene Masse aus PbO₂ von dem Stromableiterblech trennt. Ohne diesen Einbaudruck besteht die Gefahr, daß die Batterien nach wenigen Entladungen ausfallen.

Von der Festigkeit und Formbeständigkeit des Blockkastens her wären die bekannten Hartgummikästen gut geeignet. Diese jedoch haben zum Teil Zellenwände mit über 6 mm Gesamtstärke. Hinzu kommen noch großzügig dimensionierte Kastenverstärkungen, die die raumspezifische Energiedichte wesentlich vermindern.

Anstelle der Hartgummikästen einfach die bekannten Blockkästen aus PP o. ä. zu verwenden, scheitert daran, daß bei hohem Einbaudruck der Plattenblöcke sich die äußeren Zellenwände so ausbauchen, daß der erwünschte Einbaudruck im Bereich der Plattenmitte nicht mehr vor handen ist und sich die aktive Masse vom Stromableiterblech trennt. Die Stirnseitenwände durch Verstärkungsrippen zu versteifen, bringt die gleichen Nachteile wie die Verwendung von Hartgummikästen. Weiterhin können bei hohen Zellentemperaturen die verstärkten Zel lenwände ebenfalls ausbauchen und der ursprünglich hohe Einbaudruck der Plattensätze geht verloren.

Die DE-OS 28 19 488 zeigt eine Halterung mit Endplatten und mit Befestigungsbolzen, die viele im Außenbereich mechanisch ebenfalls verstärkte Einzelzellen zeigt.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein Block kastensystem zu schaffen, das auch für Sonderbauformen von Panzerplatten geeignet ist, ohne die Energiedichte wesentlich zu vermindern bzw. die raumspezifische Energiedichte zu erhöhen.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden zwei Andruckplatten (1), die im Stirnseitenbereich eines handelsüblichen Batterieblockkastens aus PP angeordnet sind, durch sogenannte Spannbänder (2) fest auf die beiden Blockkastenwände gepreßt.

Durch eine korsettähnliche Spannvorrichtung wird dem Expansionsdruck der Platten und dem Volumenzuwachs durch Korrosion der Stromableiter begegnet, so daß ein gleichmäßig hoher Einbaudruck erzielt wird. Durch diese konstruktive Maßnahme wird sichergestellt, daß auch Sonder bauformen von Panzerplatten mit hoher Energiedichte und langer Lebensdauer in Blockkästen aus Kunststoffen eingebaut werden können.

Nachstehend ist die Erfindung mit ihren als wesentlich zugehörigen Einzelheiten anhand der Zeichnungen noch näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 perspektivische Ansicht der beiden Andruckplatten (1) mit den erforderlichen Spannbändern (2) und dem verstellbaren Spannschloß (3). Der Batterie blockkasten ist hierbei jedoch nicht dargestellt,

Fig. 2 Draufsicht auf einen Batterieblockkasten mit den vorgebogenen Andruckplatten (1) im Stirnseitenbereich,

Fig. 3 das elastische Verhalten der Andruckplatten (1) nach dem Einbau der Plattenblöcke.

Die Andruckplatten (1) werden aus Gewichtsgründen vorzugsweise aus Aluminiumsonderlegierungen hergestellt, die Zugfestigkeiten bis zu 65 kp/mm² aufweisen. Weiterhin können diese beiden Andruckplatten (1) noch zusätzlich durch eine eingeprägte Rippenstruktur verstärkt werden, so daß die Materialstärke der Andruckplatten (1) im Bereich von 2 mm gehalten werden kann.

Als Spannbänder (2) werden oberflächenveredelte Stahlbänder ver wendet. Die Spannbänder (2) werden durch verstellbare Spannschlösser (3) miteinander verbunden. Verstellbare Spannschlösser (3) bieten hierbei die Möglichkeit einer gewissen Verstellbarkeit auch während der Betriebszeit. Bekanntlich wird im Laufe der Batterielebensdauer die metallische Leitblei-Menge der positiven Platten in Bleidioxid umge wandelt. Bleidioxid hat gegenüber metallischem Blei ein 1,39fach höheres Mol-Volumen. Diese Volumenänderungen führen zu einem hohen Druck in den Zellen. Die Folge davon ist, daß die aktive Masse in den Separator hineinwächst und den Freiraum zwischen den einzelnen Separatorrippen verengt. Bei 1stündiger Entladung wird der Säurezutritt zu den Platten erschwert. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es erforderlich, den Druck durch Öffnen der Spannschlösser (3) auf den Anfangswert zu reduzieren.

Vor Montage der Andruckplatten (1) werden diese so gebogen, daß eine mechanische Vorspannung entsteht. Durch diese Maßnahme wird sicher gestellt, daß die Plattenblöcke im Zentrumsbereich den erforderlichen Einbaudruck erhalten.

Durch diese konstruktive Maßnahme wird sichergestellt, daß auch Sonderbauformen von Panzerplatten mit hoher Energiedichte und langer Lebensdauer in Blockkästen aus Kunststoffen eingebaut werden können.

Claims

1. Batterieblockkasten aus thermoplastischem Kunststoff ausschließlich für einen Bleiakkumulator, der plattenförmige Elektroden beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitigen Blockkastenaußenwände durch Andruckplatten (1) und eine zusätzliche Spannvorrichtung, bestehend aus zwei Spannbändern (2), miteinander verspannt und zusammengepreßt sind.

2. Batterieblockkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckplatten (1) aus Metallplatten bestehen.

3. Batterieblockkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbänder (2) aus Metall oder hochfestem Kunststoff bestehen.

4. Batterieblockkasten nach Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Spannbänder (2) durch Spannschlösser (3) verbunden und mechanisch verstellbar sind.

5. Batterieblockkasten nach Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Spannbänder (2) durch elektrische Punktschweißung miteinander verbunden sind.

6. Batterieblockkasten nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckplatten (1) so vorgebogen sind, daß eine mechanische Vorspannung in Verbindung mit den Spannbändern (2) im Plattenblockzentrumsbereich entsteht.