DE544103C - Verfahren zum Zusammenbau und zum Einbau von Elementbechern oder -zellen zu Batterien - Google Patents

Description

• Verfahren zum Zusammenbau und zum Einbau von Elementbechern oder -zellen zu Batterien Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Zusammenbau und zum Einbau von Elementbechern oder -zellen für Batterien, insbesondere für Taschenlampen und Anodenbatterien. Ferner bezieht sich die Erfindung auf Einrichtungen zur Erzeugung von mit Schutzhaut versehenen, zu vereinigenden Elementbechern oder -zellen zu einem einen integrierenden Körper bildenden Gefüge oder Blockstück.
• Was den bisherigen Stand der Technik anbelangt, so ist bereits der Vorschlag gemacht worden, die Elementbecher mit einer einfachen oder doppelten, adhärierenden Schutzhaut zu umgeben, wobei jedoch dieser Vorschlag rein theoretisch das überziehen der Außenwände der Elementbecher ins Auge faßte, ein Vorgang; der für den Großbetrieb keine Bedeutung besitzt und auch nicht erlangen kann, da fabrikatorische Schwierigkeiten entgegenstehen. Ferner wurde ein Vorschlag gemacht, als Isolierung eine Stoffhülle rings um den Elementbecher anzuordnen, welche in Verbindung mit Klebemasse die Abdichtung bewirken sollte. Auch dieser Vorschlag kommt für den vorliegenden Fall nicht in Betracht, und die dort erstrebte Wirkung ist für das Endergebnis belanglos.
• Endlich hat die Erfinderin selbst bzw. deren Direktor bereits früher einen Vorschlag gemacht, gemäß welchem ein Arbeitsstempel ein oder mehrere dornartige, durch Hebel drehbare Halte- und Zentriervorrichtungen trägt, auf welche die Zinkelektroden (Zinkeinsätze) aufgebracht und durch Führungen so lange in ihrer Lage gehalten werden, bis durch Erstarren einer eingegossenen Füllmasse in die Zwischenräume zwischen den Zinkeinsätzen und der inneren Wandung einer über die Zinkeinsätze geschobenen, durch ein äußeres Kaliber in Form gehaltenen Papphülse in derselben ein die Zinkeinsätze einbettender Isolierfüllkörper entstanden ist. Diese Vorrichtung konnte auch maschinell betätigt werden. Auf diese Weise entstand ein die Zwischenräume zwischen den einzelnen Zellen voll ausfüllender Vergußmassekörper.
• Erfindungsgemäß werden, gegenüber diesen bereits bekannten Vorschlägen, die Elementbecher oder Elementzellen mit je einer den Austritt von Flüssigkeit o. dgl. an den etwa durch Korrosion beschädigten Stellen sicher verhütenden, vorzugsweise gleichmäßigen Schutzhülle umgeben, wobei aber diese Schutzhülle oder Schutzhüllen infolge von Erwärmung oder durch Einbringung von Verbindungsanordnungen o. dgl. befähigt sind, beim Zusammenbau, z. B. durch Tauchen in Vergußmasse, Stege zu erzeugen oder zu erhalten, die eine ortsfeste Verbindung mehrerer bzw. aller Becher oder Zellen zu einem festen Gefüge bzw. zu einem integrierenden Batteriekörper derart ermöglichen, daß dieses Gefüge bzw. dieser Körper als Blockstück in übliche Batteriebehälter direkt oder unter Erzeugung einer Abschlußschicht eingesetzt werden kann. Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Schutzhülle jedes einzelnen Bechers oder jeder einzelnen Elementzelte behufs Herbeiführung bzw. zur Erzeugung der erforderlichen mechanischen Festigkeit' die Schutzhülle bildenden Vergußo. dgl. Masse kalibriert bzw. auf eine bestimmte Stärke oder Dicke abgestellt wird. Diese Kalibrierung der Schutzhüllen kann gegebenenfalls gleichzeitig mit der Aufbringung der Isoliermasse auf die Außenwand der Becher oder Zellen bewirkt werden. Die Erzeugung, der Schutzhüllen der einzelnen mit einer Isolationsmasse zu versehenden Becher oder Zellen kann durch Tauchen, Bespritzen o. dgl. mit einer geeigneten Masse, vorzugsweise mit einer Vergußmasse geschehen. Der Zusammenbau der einzelnen mit je einer Schutzhülle versehenen Becher oder Zellen erfolgt zweckmäßigerweise in der Art, daß dieselben nebeneinandergelagert und, mit oder ohne Festlegung in dieser Lage, derart erwärmt werden, daß die eine gewisse Stärke oder Dicke aufweisenden Schutzhüllen aus Vergußmasse o. dgl. zwischen den einzelnen Bechern oder Zellen zeitweilig, d. h. für kurze Zeit, zum Fließen gebracht werden, worauf nach Erkalten dieser Masse die Becher oder Zellen in ihrer Lage zu einem festen Gefüge bzw. zu einem bienenwabenartig gestalteten Blockstück ortsfest vereinigt sind. Der Zusammenbau der einzelnen vorerst ohne Schutzhülle ausgestatteten Elementbecher oder -zelten kann aber auch in der Art und Weise bewirkt werden, daß die Schutzhüllen auf den einzelnen Bechern oder Zellen nebst den Verbindungsstegen zwischen diesen einzelnen Bechern oder Zellen behufs wirtschaftlicher Fabrikation in einem einzigen Arbeitsgange, z. B. mittels Tauchens, Spritzens o. dgl., erzeugt werden, indem die in einer Lehre zeitweilig zusammengebauten oder in einer lehrenartigen Einrichtung entsprechend zusammengehaltenen Becher- oder Zellenblöcke in Vergußmasse o. dgl. eingebracht, getaucht bzw. geeignet behandelt werden, wobei die Vergußmasse dann die einzelnen Becher oder Zellen nicht nur mit je einer Schutzhülle überzieht, sondern auch die zwischen den Bechern oder Zellen befindliche Vergußmasse eine Stegbildung zwischen den einzelnen benachbarten Bechern oder Zellen herbeiführt, so daß somit ein festes, zusammenhängendes, blockartiges, durch Stegbildung ortsfest vereinigtes Becher- oder Zellengefüge entsteht. Andererseits kann aber auch der Zusammenbau in der Art und Weise erfolgen, daß man in die Zwischenräume zwischen den nach dem eingangs beschriebenen Verfahren mit je einer Schutzhülle aus Vergußmasse versehenen Bechern oder Zellen, nachdem dieselben beispielsweise vorher in einer Kalibriervorrichtung behandelt worden sind, Ver-' gußmasse einfließen läßt, so daß aus diesen mit Schutzhülle versehenen Bechern oder Zellen dann Becher- oder Zellenreihen entstehen bzw. ein ortsfest zusammenhängendes, festes, blockartiges Gefüge aus mehreren Becher-oder Zellenreihen gebildet wird.
• Es entsteht somit eine Batterie, bei der die einzelnen Becher oder Zellen mit je einer isolierenden Schutzhülle versehen sind und bei der die einzelnen Becher oder Zellen untereinander mittels kurzer Stege überbrückt bzw. zu einem einen integrierenden Batteriekörper bildenden Gefüge vereinigt sind, wobei diese Stege zwischen den einzelnen Bechern oder Zellen sitzen, während die Zwischenräume zwischen diesen isolierten Bechern oder Zellen durch Luftschichten ausgefüllt werden.
• Bei den bisher erzeugten Kleinbatterien, insbesondere bei Taschenlampen und Anodenbatterien, besteht der übelstand, daß sie häufig in kurzer Zeit unbrauchbar werden, also wertlos sind, weil die bisher beliebte Trennung der Einzelelemente durch Einfügung von Pappzwischenlagen oder von Paraffineingüssen bzw. durch Anordnungen von Luftschichten die Verhütung von Kurzschlüssen, d. h. die Verbindung der Zinkbecher untereinander bei Austritt von Feuchtigkeit bzw. von Elektrolyt aus durchfressenen Zinkbechern, nicht allein nicht verhüten, sondern oft bei Schadhaftwerden solcher Becher oder Elemente in gewissem Sinne ermöglichen, da z. B. die Pappzwischenlagen die Feuchtigkeit aufspeichern und die Paraffin- o. dgl. Eingüsse infolge von Blasenbildungen eine Selbstentladung begünstigen und somit eine völlige Zerstörung der Batterie herbeiführen.
• Auch die Isolierung der einzelnen Becher durch Tauchen in Celluloselack o. dgl. sowie durch gleichzeitige Anordnung von Luftschichten zwischen den Bechern oder Zellen hat die vorbeschriebenen Mängel nicht völlig beseitigen können, denn bei all diesen Vorschlägen ist stets die Gefahr vorhanden, daß bei Undichtwerden auch nur einer einzigen Zelle die Nebenzelle oder die Nebenzellen Kurzschluß erhalten können.
• Ferner hat man versucht, die eingebauten Zellen vollkommen in Vergußmasse einzubetten. Dieses Verfahren ist aber aus dem Grunde unzweckmäßig, weil die Vergußmasse an den Außenwänden der Zellen allzu schnell erstarrt und Zwischenräume entstehen.
• Es ist nun gelungen, unter Ausschluß irgendwelchen hygroskopischen bzw. wasseraufnahmefähigen Isoliermaterials eine Batterie mit innigem, festem Gefüge derart herzustellen, daß jeder einzelne Becher bzw. jede Zelle für sich mit einer Schutzhülle überzogen und mit der Nebenzelle durch eine starre Verbindung ortsfest zusammengefügt ist, so daß jeglicher Kontakt bzw. Kurzschluß völlig ausgeschlossen ist, wobei die Batterie leicht an Gewicht, ferner leicht auseinandernehmbar, daher reparaturfähig, und als einwandfrei isoliert bezeichnet werden kann.
• Bei der Herstellung einer solchen Batterie kann beispielsweise in der Art und Weise vorgegangen werden, daß man die einzelnen Zellen mit einer geeigneten Schutzhülle, vorzugsweise aus Vergußmasse, überzieht und dieselbe, entweder direkt oder nach entsprechender Kalibrierung, nebeneinander anordnet, worauf durch Erwärmung, z. B. von oben, eine zeitweise plastische Einstellung der die Schutzhülle bildenden Überzugsmasse erfolgt, so daß jeder Zwischenraum zwischen je zwei usw. Zellen mit je einem Steg von Vergußmasse überbrückt wird.
• Derselbe Vorgang wird z. B. nach Umdrehen der Zellen- oder Becherreihe von der gegenüberliegenden Seite aus wiederholt, so daß dann eine Zellenreihe oder Becherreihe entstanden ist, die nach Abkühlung bzw. Erkalten der Vergußmasse bzw. der überzugsmasse ein vollkommen festes und stets gleichmäßiges Gefüge darstellt.
• Werden nun mehrere derartige Einzelreihen zu einer Anodenbatterie zusammengebaut, so kann man das Zusammenhaften der einzelnen Becher- oder Zellenreihen zu einem integrierenden Blockstück in ähnlicher Art und Weise herbeiführen, wie dieses Haften bei den einzelnen Becherreihen oder Zellenreihen bewirkt wurde, nämlich durch Erwärmen von der einen Seite, d. h. also von oben, wodurch bei entsprechender Haltung oder Einstellung der Einzelreihen ein Zusammenhaften der alsdann noch plastischen Überzugsmasse und die Bildung von Verbindungsstegen zwischen den einzelnen Bechern oder Zellen erfolgt. Ist das ganze Blockstück fertiggestellt, so besteht dasselbe aus einem Gefüge, welches in gewissem Sinne bienenwabenartig wirkt, da dasselbe aus einzelnen Bechern oder Zellen, die jeweils durch Stege mit den anliegenden -.Nebenzellen ortsfest verbunden sind, zusammengesetzt ist.
• Die durch die vorliegende Erfindung herbeigeführten Vorteile einer solchen Anodenbatterie sind nicht nur bedingt durch die Tatsache des Fehlens des Pappeinbaumaterials, sondern auch durch die einfache und wirtschaftliche Herstellung, welche einwandfrei jeden einzelnen Becher bzw. jede Zelle gegen Kurzschluß sichert, da jede derselben gegenüber der benachbarten Zelle oder Zellen geschützt ist.
• Setzt man aber selbst den Fall, daß unter irgendwelchen Verhältnissen oder Umständen eine oder mehrere solcher Zellen der Anodeno. dgl. Batterie den Übertritt von Flüssigkeit gestatten, so würden auch dann die benachbarten Zellen durch den Schutzhüllenüberzug noch vollkommen geschützt sein.
• Nachdem ein solches Blockstück aus mit Schutzhüllen versehenen und ortsfest angeordneten Bechern oder Zellen erzeugt ist, wird dasselbe in übliche Batteriebehälter, z. B. für Taschenlampen, Anoden- o. dgl. Batterien, eingesetzt, nachdem die Überleitungsorgane durch eine zweckmäßigerweise aus Vergußmasse bestehende Deckschicht abgedeckt wurden. Zu diesem Zwecke werden die zwischen den einzelnen Bechern oder Zellen vorhandenen Luftzwischenräume zeitweilig mit Sand o. dgl. ausgefüllt, worauf die die Überleitungsorgane abdeckende Deckschicht angeordnet wird. Nach Erstarren dieser vorzugsweise aus Vergußmasse bestehenden Deckschicht wird das vorbeschriebene Blockstück aus dem Behälter herausgenommen, so daß der Sand aus den Zwischenräumen zwischen den Zellen abläuft. Nunmehr wird das mit der Deckschicht versehene Blockstück in den üblichen Batteriebehälter eingesetzt, so daß alsdann die gebrauchsfertige Batterie endgültig fertiggestellt ist.
• Es ist klar, daß Abänderungen in der Formgebung der Teile stattfinden können, ebenso wie in der Auswahl des Materials zur Erzeugung der Schutzhüllen, ohne den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, denn es ist einleuchtend, daß gerade durch die Wahl eines geeigneten Überzugsmaterials, das die nötige Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen chemische und elektrische Einflüsse besitzt, verhindert wird, daß irgendein Kontakt oder Kurzschluß zwischen zwei oder mehreren benachbarten Bechern oder Zellen entstehen kann, da ja jeder Becher bzw. jede Zelle mit einer derartigen Schutzhaut überzogen ist und somit eine völlig sichere Isolierung herbeigeführt wird.

Claims (7)

1. PATrNTANspRÜcIiR i. Verfahren zum Zusammenbau und zum Einbau von Elementbechern oder -zellen zu Batterien, bei welchen die Elementbecher oder -zellen mit je einer den Austritt von Flüssigkeit o. dgl. an den etwa durch Korrosion beschädigten Stellen sicher verhütenden Schutzhülle umgeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schutzhüllen infolge von Erwärmung oder durch Einbringung von Verbindungsanordnungen o. dgl. befähigt sind, beim Zusammenbau, z. B. durch Tauchen in Vergußmasse, Stege zu erzeugen oder zu erhalten, die eine ortsfeste Verbindung mehrerer bzw. aller Becher oder Zellen zu einem festen Gefüge bzw. zu einem integrierenden Batteriekörper derart ermöglichen, daß dieses Gefüge bzw. dieser Körper als Blockstück in übliche Batteriebehälter direkt oder unter Erzeugung einer Abschlußschicht eingesetzt werden kann.
2. 2. Verfahren zum Zusammenbau und zum Einbau von Elementbechern oder -Zellen zu Batterien nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülle jedes einzelnen Bechers oder jeder einzelnen Elementzelle auf eine bestimmte Stärke oder Dicke abgestellt wird.
3. 3. Verfahren zum Zusammenbau und zum Einbau von Elementbechern oder -Zellen zu Batterien nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhüllen der einzelnen mit einer Isolationsmasse zu versehenden Becher oder Zellen durch Tauchen, Bespritzen o. dgl. mit einer geeigneten Masse, vorzugsweise mit einer Vergußmasse, erzeugt werden. q..
4. Verfahren zum Zusammenbau und zum Einbau von Elementbechern oder -Zellen zu Batterien nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen mit je einer Schutzhülle versehenen Becher oder Zellen beim Zusammenbau nebeneinandergelagert und, mit oder ohne Festlegung in dieser Lage, derart erwärmt werden, daß die eine gewisse Stärke oder Dicke aufweisenden Schutzhüllen aus Vergußmasse o. dgl. zwischen den einzelnen Bechern oder Zellen zeitweilig zum Fließen gebracht werden, worauf nach Erkalten dieser Masse die Becher oder Zellen in ihrer Lage zu einem festen Gefüge bzw. zu einem »bienenwabenartig« gestalteten Blockstück ortsfest vereinigt sind.
5. 5. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Schutzhülle versehenen Becher oder Zellen behufs Herbeiführung bzw. zur Erzeugung der erforderlichen mechanischen Festigkeit der die Schutzhülle bildenden Verguß- o. dgl. Masse kalibriert werden.
6. 6. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch g, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierung der Schutzhüllen gegebenenfalls gleichzeitig mit der Aufbringung der Isoliermasse auf die Außenwand der Becher oder Zellen bewirkt wird.
7. 7. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens zum Zusammenbau der einzelnen vorerst ohne Schutzhülle ausgestatteten Elementbecher oder -Zellen nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhüllen nebst den Verbindungsstegen zwischen den einzelnen Bechern oder Zellen behufs wirtschaftlicher Fabrikation in einem einzigen Arbeitsgange; z. B. mittels Tauchens, Spritzens o. dgl., erzeugt werden, indem die in einer Lehre zeitweilig zusammengebauten oder in einer lehrenartigen Einrichtung zusammengehaltenen Becher- oder Zellenblöcke in Vergußmasse o. dgl. eingebracht, getaucht bzw. geeignet behandelt werden, wobei die Vergußmasse dann die einzelnen Becher oder Zellen nicht nur mit je einer Schutzhülle überzieht, sondern auch die zwischen den. Bechern oder Zellen befindliche Vergußmasse infolge der Formgebung der Lehre eine Stegbildung zwischen den einzelnen benachbarten Bechern oder Zellen herbeiführt, so daß ein festes, zusammenhängendes, blockartiges, durch Stegbildung ortsfest vereinigtes Becher- bzw. Zellengefüge entsteht. B. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in die Zwischenräume zwischen den nach dem beschriebenen Verfahren mit je einer Schutzhülle aus Vergußmasse versehenen, in einer lehrenartigen Einrichtung gehaltenen Bechern oder Zellen, nachdem dieselben beispielsweise vorher in einer Kalibrierv orrichtung behandelt worden sind, Vergußmasse einfließen läßt, so daß aus diesen mit Schutzhüllen versehenen Bechern oder Zellen dann Becher- oder Zellenreihen entstehen bzw. ein ortsfest zusammenhängendes, festes, blockartiges Gefüge aus mehreren Becher- oder Zellenreihen gebildet wird. g. Batterie nach Anspruch i bis q., bei der die einzelnen Becher oder Zellen mit je einer isolierenden Schutzhülle versehen sind und bei der die einzelnen Becher oder Zellen untereinander mittels kurzer Stege überbrückt bzw. zu einem einen integrierenden Batteriekörper bildenden Gefüge vereinigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß diese Stege zwischen den einzelnen Bechern oder Zellen sitzen, während die Zwischenräume zwischen diesen isolierten Bechern oder Zellen durch Luftschichten ausgefüllt werden.