DE69311660T2

DE69311660T2 - Batteriepol, Verfahren zum Kaltformen und dazugehörender Apparat zur Herstellung solcher Batteriepole

Info

Publication number: DE69311660T2
Application number: DE69311660T
Authority: DE
Inventors: Ronald Cain; Norman Peterson; Robert Ratte
Original assignee: Water Gremlin Co
Current assignee: Water Gremlin Co
Priority date: 1992-09-03
Filing date: 1993-08-10
Publication date: 1998-01-08
Anticipated expiration: 2013-08-11
Also published as: US5373720A; DE69311660D1; EP0590284A3; JP3841836B2; JPH06208850A; CA2103759C; ES2104008T3; EP0590284B1; ATE154727T1; EP0590284A2; CA2103759A1

Description

ERFINDUNGSGEBIET

Diese Erfindung betrifft allgemein Batteriepole und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung der Batteriepole durch Kaltformen. Unsere entsprechende Anmeldung nach dem Stand der Technik offenbart die Kaltformung von Batteriepolen durch das Verfahren der Verformung eines Bleirohlings zu einem zylindrischen Becher und das anschließende Ausstanzen des Endes des Bleirohlings während der Bleirohling radial nach außen in eine Matrize hinein ausgedehnt wird, die die Form eines fertigen Batteriepols aufweist
Die vorliegende Erfindung umfaßt Verbesserungen in Bezug auf das zuvor erwähnte Verfahren, indem sie dem Anmelder erlaubt, einen Batteriepol mit einem abwärts gerichteten Bereich kaltzuformen, der sich um die Flansche des Batteriepols erstreckt.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Das Verfahren zum Kaltformen von Metallen ist in der Technik gut bekannt. Für gewöhnlich wird ein deformierbares bzw. schmiedbares Metall durch eine Reihe von Kompressions- und/oder Ausdehnungsschritten bei Raumtemperatur deformiert. Das Kaltformen wurde verwendet, um verschiedene Gegenstände aus dem Automobilbereich wie beipielsweise Zündkerzengehäuse und Batteriepole auszubilden. Für gewöhnlich werden Zündkerzengehäuse aus Stahllegierungen hergestellt und andere Gegenstände, einschließlich der Batteriepole, aus weicheren Metallen wie beispielsweise aus Blei oder Bleilegierungen. Während gegossene Batteriepole zufriedenstellend verwendet wurden, werden kaltgeformte Batteriepole vorgezogen, da das Bearbeiten der Metalle während des Kaltformungsverfahrens offensichtlich Gußblasen entfernt. Das Ergebnis ist ein dichterer Pol, der verhindert, daß der Elektrolyt durch den Pol entweicht. Obwohl Blei ziemlich einfach kaltgeformt werden kann, ist die leckfreie Abdichtung der Blei-Pole an den Batteriekästen im Anschluß an die Bildung des Pols schwierig, da der Batteriepol ebenfalls über eine leckfreie Abdichtung zwischen dem Pol und der Batteriewand verfügen muß. Dichtungsmittel wurden nun entwickelt, die den Batterieherstellern ermöglichen, kaltgeformte Batteriepole an den Batteriekästen leckfrei abzudichten.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Kaltformen eines Bleirohlings in einen fertiggestellten Batteriepol mit einem abwärts gerichteten Bereich bereit, der direkt in einen Batteriekasten gesteckt werden kann.
Ein Verfahren zum Kaltformen von Batteriepolen ist ebenfalls aus EP-A-426312 bekannt. Das darin offenbarte Verfahren, das die Verformung eines metallischen Rohlings gestattet, ohne dessen Masse zu verringern, verwendet zwei gestaffelte Kaltformungs-Matrizensätze.
Ein weiteres Verfahren zum Kaltformen von Batteriepolen aus im wesentlichen zylindrisch geformten Rohlingen ist ebenfalls aus der EP-A-261311 bekannt. Der durch dieses Verfahren benötigte elektrische Batteriepol erfordert einen weiteren Bearbeitungs- oder Fräseschritt.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kaltformungsverfahren bereitzustellen, das die Formung eines fertiggestellten Batteriepols aus einem vorbearbeiteten Bleirohling mittels Ein-Schritt-Fertigung in einer zusammengesetzten Matrize erlaubt. Diese und weitere Aufgaben werden durch die Kaltformungsverfahren und jeweiligen Vorrichtungen, wie in den anhängigen Ansprüchen definiert, gelöst.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig.1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines in einer Batterieabdeckung befindlichen Batteriepols;
Fig.2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;
Fig.3 ist eine Ansicht entlang der Linie 2-2 der Fig.1, wobei der Batteriepol nicht im Schnitt gezeigt wird;
Fig.4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 der Fig.3;
Fig.5 zeigt einen zylindrischen Bleirohling für die Verwendung zur Kaltformung zu einem Batteriepol in Übereinstimmung mit den Lehren dieser Erfindung:
Fig.6 zeigt einen zylindrischen Rohling der Fig.5, nachdem seine Flächen gestaucht worden sind;
Fig.7 zeigt den zylindrischen Rohling der Fig.6, wobei an einem Ende ein zylindrischer Hohlraum bzw. eine Einbuchtung ausgebildet ist;
Fig.8 ist eine Querschnittsansicht eines beweglichen Matrizenkastens und eines damit zusammenwirkenden unbeweglichen Matrizenkastens zum Kaltformen des Rohlings zu einem Batteriepol, wobei sich die Matrizen in der offenen Stellung befinden;
Fig.8A ist eine Ansicht des beweglichen Matrizenkastens entlang der Linien 8A-8A der Fig.8;
Fig.9 ist eine Ansicht des beweglichen Matrizenkastens und des damit zusammenwirkenden unbeweglichen Matrizenkastens der
Fig.8 in einer teilweise geschlossenen Stellung;
Fig.10 ist eine Ansicht des beweglichen Matrizenkastens und des damit zusammenwirkenden unbeweglichen Matrizenkastens der Fig.8 in einer weiter geschlossenen Stellung;
Fig.11 zeigt den beweglichen Matrizenkasten und den damit zusammenwirkenden unbeweglichen Matrizenkasten der Fig.8 in einer offenen Stellung nach der Bildung eines Batteriepols;
Fig.12 zeigt den beweglichen Matrizenkasten und den damit zusammenwirkenden unbeweglichen Matrizenkasten der Fig.8 in der Auswurfstellung;
Fig.13 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Rückhaltelippe zum Entfernen überschüssigen Bleis;
Fig.14 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Bleirohlings vor der endgültigen Deformation;
Fig.15 zeigt den Bleirohling nach der endgültigen Deformation, unmittelbar bevor die Matrizen geöffnet werden;
Fig.16 ist eine Seitenansicht des Stempels der vorliegenden Erfindung;
Fig.17 ist eine Querschnittsansicht eines Bleirohlings, der zur Form eines zylindrischen Bechers kaltgeformt ist;
Fig.18 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Grat an einem Batteriepol zeigt;
Fig.19 ist eine Querschnittsansicht, die den Übergangsbereich veranschaulicht, der das überschüssige Blei aus der Matrize drängt;
Fig.20 ist eine Querschnittsansicht, die den Stempel zeigt, der das überschüssige Blei aus der Matrize drängt;
Fig.21 ist eine Vorderansicht eines Batteriepols, der einen Flansch mit einem abwärts gerichteten Bereich aufweist;
Fig.22 ist eine Querschnittsansicht des Batteriepols der
Fig.21, die den abwärts gerichteten Bereich auf dem Flansch des Batteriepols zeigt;
Fig.23 ist eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts aus Fig. 22;
Fig.24 zeigt zwei Matrizen zu Beginn des Hubs zum Kaltformen des Batteriepols der Fig.21;
Fig.25 zeigt einen Matrizenstempel, der das Metall radiaß nach außen in einen geflanschten Batteriepol-Hohlraum ausdehnt;
Fig.26 zeigt eine verschiebbare Muffenmatrize zu Beginn des Hubs, um den Flansch auf dem Batteriepol abwärts zu richten;
Fig.27 zeigt eine verschiebbare Muffenmatrize am unteren Ende ihres Hubs; und
Fig.28 zeigt die verschiebbare Muffenmatrize in ihrer zurückgezogen Stellung nach der Bildung des fertiggestellten Batteriepols der Fig.27.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung erzeugt einen Batteriepol mit hohem Drehmomentwiderstand, wie in Anspruch 9 definiert, der dreiseitige kegelstumpfförmige Poleinbuchtungen verwendet, die mit passenden Vorsprüngen zusammenwirken, die vom Batteriekasten ausgehen. Das Verfahren nach Anspruch 1 ist ein horizontaler Kaltformungsvorgang, um aus einem vorbearbeiteten Bleirohling einen fertiggestellten Batteriepol zu bilden, indem ein Ende eines Stempels durch den Rohling getrieben wird, so daß das eine Ende eine achsiale Öffnung durch den Rohling hindurch ausbildet und überschüssiges Material entfernt, wobei ein erster und zweiter Abschnitt des Stempels die Matrizenkammer schließt und ein dritter Abschnitt den Bleirohling radial in einen vollständigen bzw. fertiggestellten Batteriepol ausdehnt. Die Matrizen zum Ausbilden des Batteriepols umfassen eine bewegliche, in vier Teile unterteilte Matrize, die radial nach innen um den Rohling herum kollabiert, und eine kegelstumpfförmige Matrize, um den oberen Abschnitt des Batteriepols zu formen. Eine Auswurfbuchse entfernt den fertiggestellten Batteriepol, nachdem das Kaltformungsverfahren abgeschlossen ist. Zusätzlich umfaßt die Erfindung ein Kaltformungsverfahren nach Anspruch 6 zur Herstellung eines fertiggestellten Batteriepols mit einem abwärts gerichteten Flansch, bei dem sich das Metall zunächst radial nach außen ausdehnt, bis der Batteriepol-Matrizenhohlraum teilweise mit Metall gefüllt ist, und bei dem dann das Metall druckverformt wird, um die Deformationsfüllung des Batteriepol- Matrizenhohlraums zu vervollständigen und gleichzeitig einen abwärts gerichteten Bereich am Flansch des Batteriepols zu bilden.
Vorrichtungen zur Ausführung dieser Verfahren sind in den Ansprüchen 4 und 7 definiert.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

In Fig.1 kennzeichnet Bezugszeichen 10 im allgemeinen einen kaltgeformten Hochdrehmoment-Blei-Batteriepol, wie er im thermoplastischen Batteriekasten 11 erscheint. Fig.2 zeigt den Pol 10 mit einem mittleren bzw. achsialen Durchgang bzw. einer Öffnung 14, der anschließend -mit geschmolzenem Blei gefüllt wird, um eine mechanische und elektrische Verbindung mit einem Batteriegitter innerhalb des Batteriekastens zu bilden.
Fig.2, Fig.3 und Fig.4 zeigen einen Batteriepol 10, der durch das Zusammenwirken der Drehmomentsperrbereiche 15 des Pols und eines formbaren Behältermaterials 19 wie beispielsweise einem thermoplastischem Harz in einem verdehungssicheren Zustand einheitlich am Batteriekasten 11 ausgebildet oder gesichert ist. Kreisförmige Ringe 19a des Behältermaterials 19 füllen einen Satz ringförmiger Öffnungen, die sich zwischen parallel beabstandeten Säure-Dichtungsringen 16, 17 und 18 befinden, die sich vom Pol 10 aus radial nach außen erstrecken. Der Batteriepol 10 verfügt über einen kegelstumpfförmigen, hohl ausgeformten oberen Abschnitt 12 mit einer Außenfläche 13, um die elektrische Verbindung mit einem Batteriestecker auszubilden. Wie in Fig.2a ersichtlich, weist der Vorsprung 20 eine massive Grundfläche auf, da sich der Vorsprung aus dem ringförmigen Abdeckungsglied 20a, das gegen den Säurering 16 stößt, senkrecht nach oben erstreckt. Das Ergebnis sind Vorsprünge 20, die durch den Polring 13a und den Säurering 16 im Behälter 11 senkrecht zurückgehalten werden.
Fig.3 zeigt eine Endansicht der Drehmomentsperren 15, die in der Einfassung des Batteneanschlusses 10 eine Anzahl dreiseitiger im allgemeinen pyramidenförmiger Einbuchtungen 15 ausbilden. Die Einbuchtungen 15 sind dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Grundflächenausdehnung W1 aufweisen, die im wesentlichen größer als die obere Ausdehnung W2 ist, so daß die passenden Vorsprünge im Batteriekastenmaterial 19, die in die Einbuchtungen 15 eingreifen, eine massive Stützgrundfläche aufweisen, die sich in Richtung einer schmaleren Spitze verjüngt.
Fig.4 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 der Fig.3, um darzustellen, wie sich das Batteriekastenmaterial, das dreiseitige pyramidenartige Vorsprünge 20 bildet, sich in die Drehmomentsperren 15 hinein erstreckt, um dadurch entlang dem Umfang angeordnete Halterriegel zu bilden, um den Batteriepol 10 gegenüber dem Behälter 11 zu sperren. Die Drehmomentsperren 15 sind entlang dem Umfang um Pol 10 herum angeordnet. Die Drehmomentsperren 15 liegen im gleichen Abstand zueinander, wobei sich Mittellinien Cx durch jede der Drehmomentsperren erstrecken, um sich an einem Mittelpunkt P zu kreuzen. Die Verwendung der Drehmomentsperren 15 im Batteriepol erlaubt es, einen im wesentlichen starken und starren drehomentwiderstandsfähigen Halt zwischen dem Batteriepol 10 und dem Behälter 11 zu erzeugen. Das bedeutet, daß Versuche gezeigt haben, daß durch die Verwendung von Drehmomentsperren 15 und dreiseitigen Vorsprüngen 20, die sich aus dem gegossenen Behälter in die Drehmomentsperren eines positiven Batteriepols hinein erstrecken, zwischen dem Behälter und dem positiven Batteriepol eine derart feste und einheitliche Verbindung erzeugt wird, daß in einigen Fällen, wenn der obere Abschnitt 12 einem hohen Verwindungsdrehmoment unterworfen ist, der obere Abschnitt 12 des Batteriepols abschert, bevor sich der Pol frei vom Behälter verdreht.
Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die inneren Vorsprünge 20 entlang dem Umfang um den Außenrand des Batteriepols 10 herum angeordnet und erstrecken sich nach innen. 12 dreiseitige Vorsprünge 20 befinden sich um den Außenrand des Batteriepols 10 herum, um einheitlich in 12 Drehmomentsperren auf dem Pol 10 einzugreifen.
Der Pol 10 ist ohne weiteres für die Ausbildung mittels eines horizontalen Kalturnformungsverfahrens eines stanggepreßten Bleirohlings 40 in einen fertiggestellten Batteriepol zur Montage an einem Batteriekasten geeignet. Fig.5 zeigt einen zylindrischen Bleirohling 40, der durch ein herkömmliches Stangpreßverfahren ausgebildet wird. Der Bleirohling 40 verfügt über eine zylindrische Außenfläche 42, ein erstes Ende 43 und ein zweites Ende 41. Der Durchmesser des Rohlings ist mit D1 bezeichnet, und die Länge des Rohlings ist mit L1 bezeichnet. Vor der Verformung des Rohlings 40 zu einem fertiggestellten Batteriepols wird der Rohling bearbeitet und geformt, um die Enden und den Durchmesser des Rohlings zu stauchen, so daß die Kaltformung des Batteriepols in einem einzelnen Kaltformungsvorgang durchgeführt werden kann. Zusätzlich ist die Vorbearbeitung des Bleis wünschenswert, da sich das Blei besser kaltformen läßt, wenn das Blei vorbearbeitet wurde.
Fig.6 zeigt den Bleirohling 40 nach der weiteren Teil- Vorbearbeitung. Die Rohling-Endflächen 41 und 43 wurden gestaucht, während der Durchmesser D2 im wesentlichen derselbe wie der Durchmesser D1 ist. Als Ergebnis des End- Stauchverfahrens kann die Länge L2 des Rohlings 30 etwas kürzer als die Länge L1 des Rohlings vor dem Vorbearbeitungsschritt sein.
Fig.7 zeigt den zylindrischen Bleirohling 40 nach dem letzten Vorbearbeitungsschritt, der einen Rohling zum Kaltformen erzeugt. Während des letzten Vorbearbeitungsschrittes wurde ein zylindrischer Stempel in einen Mittelabschnitt des Endes 41 des Rohlings 40 getrieben, um einen zylindrischen Hohlraum 44 zu erzeugen, der sich ungefähr entlang der Hälfte der Höhe des Bleirohlings mit einem Durchmesser D4 erstreckt. Bei diesem Schritt verlängert sich der Rohling 40, da der Stempel das Blei im Mittelabschnitt des Rohlings zum Ende des Rohlings hin treibt, da der Bleirohling durch eine zylindrische Kammer (nicht gezeigt) des Durchmessers D2 begrenzt wird. Nach dem letzten Vorbearbeitungsschritt weist Rohling 40 einen Außendurchmesser von Durchmesser D2 und einen Hohlraum von Durchmesser D4 auf. Nach dem letzten Vorbearbeitungsschritt ist der Rohling nun für die Kaltumformung in einen fertiggestellten Batteriepol bereit. Wie angezeigt, ist es der Zweck der Vorbearbeitung des Bleirohlings, das Metall zum Kaltformen vorzubereiten, da es leichter ist, das vorbearbeitete Metall kaltzuformen. Zusätzlich erzeugt die Kaltformung die geeigneten Dimensionen des Bleirohlings, um durch das Zusammenwirken einer Matrize und eines Stempels den Kaltformungsvorgang zu erlauben. Obwohl der Rohling 40 mit einem Hohlraum 44 gezeigt wird, der sich etwa bis zur Hälfte hinein in den Rohling 40 erstreckt, kann der Hohlraum 44 in unterschiedlichen Tiefen ausgebildet sein. Bei bestimmten Anwendungen kann sich der Hohlraum 44 vollständig durch den Bleirohling hindurch erstrecken, und bei anderen Anwendungen kann der Bleirohling 40 ohne irgendeinen Hohlraum verarbeitet werden.
Die Fign. 8 bis 12 zeigen detaillierter das Verfahren zum Umwandeln des vorbearbeiteten zylindrischen Bleirohlings 40 in einen Batteriepol. Bezugszeichen 50 bezeichnet einen beweglichen Matrizenkasten und Bezugszeichen 70 bezeichnet einen unbeweglichen Matrizenkasten. Bezugszeichen 49 bezeichnet die oberen und unteren Teile, um den beweglichen Matrizenkasten entlang der Mittelachse 48 zu bewegen. Der vorbearbeitete Bleirohling 40 wird am Ende 57 eines Stempels 52 befindlich gezeigt, der sowohl zahlreiche zylindrisch abgestufte Abschnitte als auch kegelstumpfartige Verbindungsbereiche umfaßt. Der Stempel 52 umfaßt eine zylindrische Endfläche 53, einen kegelstumpfartigen Verbindungsbereich 54, einen zylindrischen Abschnitt 55, einen weiteren kegelstumpfartigen Verbindungsbereich 56 und einen zylindrischen Abschnitt 57, der eine Endfläche 58 aufweist. Der Durchmesser des Abschnitts 57 ist etwas größer als der Durchmesser D4, so daß der Bleirohling durch Reibschluß zwischen dem Rohling 40 und dem Stempelabschnitt 57 auf dem Stempelabschnitt 57 festgehalten wird. Der Stempel 52 wird durch ein Aggregat (nicht gezeigt) angetrieben und gleitet innerhalb einer Muffe 63, in der gleitend ein vierteiliger, radial kollabierbarer Matrizenabschnitt 50a gelagert ist, der im Matrizenkasten 50 achsial verschoben werden kann. Quadrantsegmente 60 und 61 des Matrizenabschnitts 50A sind in Fig.8 gezeigt. Fig.8A zeigt eine Endansicht der beweglichen Matrize 50, um alle vier Segmente 60, 61, 62 und 63 zu veranschaulichen. Die Matrizensegmente 60, 61, 62 und 63 gleiten auf der kegelstumpfartigen Oberfläche 64, wodurch erlaubt wird, daß die Matrizensegmente achsial und radial um den Bleirohling 40 herum verschoben werden. Ein Satz von radialen Stiften 50C, 50d, 50B und 50E erstreckt sich nach innen und dient als Anschlag für die Matrizensegmente. Ein Satz von Kreuzzapfen 60a, 61a, 60b und 61b wirkt als seitliche Führung, um den Matrizensegmenten zu erlauben, sich radial nach innen zu bewegen, während die gemeinsame Ausrichtung erhalten bleibt. Die Vorderseite des beweglichen Matrizenkastens 50 enthält eine kegelstumpfartige Führungsoberfläche 64, so daß die Matrizensegmente 60, 61, 62 und 63 um den Rohling 40 herum kollabieren können. Obwohl die Matrizensegmente 60, 61, 62 und 63 um den Bleirohling 40 herum kollabieren, vollziehen die Matrizensegmente 60, 61, 62 und 63 keinerlei Deformierung des Bleirohlings 40 während des Kollabierungsschrittes. Das bedeutet, daß die Matrizensegmente 60, 61, 62 und 63 unter Ausbildung einer Matrizenkammer kollabieren, die die Form des unteren Abschnitts eines Batteriepols aufweist, der die Vorsprünge und Einbuchtungen enthält, um Säure-Dichtungsringe 16, 17 und 18 zu bilden.
Das Gegenstück zum beweglichen Matrizenkasten so ist der unbewegliche Matrizenkasten 70, der ein Außenteil 71 und eine Matrize 72 umfaßt, um den oberen Abschnitt 12 eines Batteriepols zu formen. Die Matrize 72 enthält einen kegelstumpfartigen Abschnitt 73, der den Hohlraum 73 zum Ausbilden des oberen Abschnitts eines Batteriepols bildet. Eine Auswurfbuchse 74 gleitet innerhalb der Matrize 72. Die Auswurfbuchse 74 umfaßt eine Endfläche 74a, eine erste innere Oberfläche 75 und eine zweite innere Oberfläche 77 etwas größeren Durchmessers. Eine Abfall-Rückhaltelippe 76 verbindet die erste innere Oberfläche und die zweite innere Oberfläche 77. Zur Rechten der Auswerferbuchse 74 befindet sich ein Durchgang 78 zum Entladen des Bleis, das während des Kaltarbeitens des Bleirohlings entfernt wird. Das Ende der Matrize 70 umfaßt Teile 80, die fest gegen die geschlossenen viergeteilten Matrizensegmente 60, 61, 62 und 63 stoßen, wenn die Matrize 50 achsial gegen die unbewegliche Matrize 70 bewegt wird. Die Fign.9 und 10 veranschaulichen das Verhältnis der Zusammenwirkung der Matrizen 50 und 70. Fig.9 zeigt den von den Matrizenseomenten 60, 61, 62 und 63 begrenzten Bleirohling 40 und den Matrizenabschnitt 72. Ein Ende des Rohlings 40 ist teilweise durch das Ende 58 des Stempelabschnitts 57 verschoben gezeigt. Der Stempelabschnitt 57 beendet die Bildung eines Durchgangsloches im Bleirohling 40, indem ein Abschnitt 40a des Bleirohlings 40 durch das Innere der Auswurfbuchse 74 getrieben wird. Während dieser ersten Durchgangsloch-Stanzphase mitttels des zylindrischen Stempelabschnittes 57 wird der Bleirohling 40 nicht radial nach außen ausgedehnt, obwohl die Matrizensegmente 60, 61, 62 und 63 und der Matrizenabschnitt 72 die radiale Deformation des Bleirohlings 40 nach außen nicht verhindern.
Fig.10 veranschaulicht das Kaltformungsverfahren in einem fortgeschrittenerem Zustand, wobei der Rohling 40 radial deformiert und vom überschüssigen Blei 40a abgetrennt ist. Fig.10 zeigt, daß der zylindrische Stempelabschnitt 55 den hohlen Bleirohling radial nach außen in die Matrizensegmente 60, 61, 62 und 63 und in den Matrizenabschnitt 72 hinein ausgedehnt hat, um einen fertigen Batteriepol auszubilden. Abfallblei 40a befindet sich an der Innenseite der Auswurfbuchse 74 und verschiebt die Abfallbleirohlinge 40b, die sich in der Auswerferbuchse 74 befinden. Im Betrieb wird das Abfallblei 4º0 durch das Abfallblei 40a und das Abfallblei 40b aus der Auswurfbuchse 74 gedrückt, wie in Fig.10 gezeigt. Das Abfallblei 40c fällt aus der Öffnung 78.
Fig.11 veranschaulicht die bewegliche Matrize 50 in einer zurückgezogenen Stellung, wobei der Bleirohling 40 zu einem fertiggestellten Batteriepol umgeformt ist, der durch die Seiten des Matrizenabschnitts 72 der Matrize 70 reibschlüssig gehalten wird.
Fig.12 veranschaulicht die Auswurfbuchse 74, die den fertiggestellten Batteriepol 40 aus der unbeweglichen Matrize 70 herausdrängt.
Auf diese Weise wird beim Verfahren der vorliegenden Erfindung ein zylindrischer becherförmiger Bleirohling in eine Matrize eingesetzt, und in einem einzigen Durchgang bildet ein abgestufter Stempel im Bleirohling eine Durchgangsöffnung aus, entfernt Abfallblei vom Bleirohling und deformiert den verbleibenden Abschnitt des Bleirohlings radial zu einem fertigen Batteriepol, der für die Befestigung in einen Batteriekasten bereit ist.
Um den Vorgang des Entfernens von Abfallblei 40a mit der Auswurfbuchse 74 zu verstehen, nehme man auf Fig.13 Bezug nehmen, die eine vergrößerte Ansicht der inneren zylindrischen Oberflächen 74 und 75 ist, die durch eine zylindrische Lippe 76 verbunden sind. Der Zweck der Lippe 76 ist es, ein Mittel zum Auffangen von Abfallblei 40a bereitzustellen, so daß, wenn der Stift 57 aus dem Rohling 40 gezogen wird, die Lippe 76 verhindert, daß der überschüssige Rohling 40a mit dem Stempel 57 zurückgezogen wird.
Während des Kaltformungsverfahrens wirken der Stempel und die Auswurfbuchse zusammen, so daß während der letzten Kaltformungsphase die richtige Menge Blei innerhalb der Matrizen verbleibt. Fig.14 veranschaulicht die abschließende Ausdehnung des Bleirohlings, wenn der erste Abschnitt des zylindrischen Stempels 55 ein Ende der Matrizenkammer um den Bleirohling 40 herum abdichtet. Fig.14 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Bleirohlings 40 zum Zeitpunkt, wenn die Matrizenkammer zum Umwandeln des Bleirohlings in einen Batterieanschluß bzw. -pol vollständig verschlossen ist. Die zylindrische Stempeloberfläche 55 hat einen Außendurchmesser, der dicht in die Öffnung der Auswurfbuchse 74 paßt, um ein Ende der Matrizenkammer für den Bleirohling zu verschließen. Das bedeutet, daß wenn die kegelstumpfartige Grundfläche 56 (Bereich 56a) in die innere Oberfläche 75 des Auswerfers 74 eingreift, sie ein Ende der Matrizenkammer für den Bleirohling 40 vollständig verschließt, sowie das Abfallblei 40a vom Rohling 40 abschert. Auf ähnliche Art und Weise schließt die Stempelfläche 53 das entgegengesetzte Ende der Matrizenkammer vollständig ab. Fig.14 zeigt, daß zum Zeitpunkt der beginnenden Abscherung des Abfallbleiabschnittes 40a der Grundflächenabschnitt 53 des Stempelstiftes um einen Abstand x von der endgültigen Stellung beabstandet ist. Das bedeutet, daß vor der endgültigen Ausdehnung des Bleirohlings 40 Abfallblei 40a vom Bleirohling 40 abgetrennt wird und daß die Matrizenkammer an beiden Enden verschlossen wird. Obwohl die Matrizenkammer um den Bleirohling herum geschlossen ist, verbleibt ausreichend Stempelstifthub, bevor die endgültige radiale Ausdehnung und Deformation des Bleirohlings 40 abgeschlossen ist. Das bedeutet, daß der Anteil des in der Kammer verbleibenden Bleirohlings 40 im Hinblick auf die richtige Menge Blei für die finale Kompressionsphase tatsächlich abgemessen wurde. Während der finalen Kompressionsphase kann die Stempelfläche 53 die gesamte oder die anteilige Entfernung x durchlaufen, um die endgültige Ausbildung des Batteriepols zu vervollständigen. Da das Blei ziemlich deformierbar, aber inkompressibel ist, wächst der Druck auf die Matrize dramatisch an, wenn das Blei die verschlossene Matrizenkammer ausfüllt. Um das Brechen der Matrizen zu verhindern, werden Druckkammern mit einem kompressiblen Gas (nicht gezeigt) verwendet, um die Segmente 60, 61, 62 und 63 zu verschließen, so daß genügend Druck auf den Stift 52 ausgeübt werden kann, um die endgültige Deformierung des Bleirohlings 40 zu bewirken. Folglich stellt dies sicher, daß genügend Druck auf den Bleirohling 40 ausgeübt wird, um den Rohling 40 vollständig zu einem fertigen Batteriepol zu deformieren.
Während das vorliegende Verfahren unter Bezugnahme auf einen zylindrischen Rohling gezeigt wird, aus dem ein zylindrischer Pol gebildet wird, ist das Verfahren gleichermaßen gut geeignet, um die Batteriepole mit sich seitlich erstreckenden Teilen zu bilden, wie im US-Patent 4.662.205 gezeigt.
Das Bezugszeichen 52 aus Fig.16 bezeichnet den verbesserten Stufen-Stempel, der allgemein in den Fign. 8-12 gezeigt wird. Am Vorderabschnitt des Stempels 52 befindet sich ein kegelstumpfartiger Abschnitt 56, der zwischen dem zylindrischen Endabschnitt 57 und dem zylindrischen Mittelabschnitt 55 des Stempels 52 einen Übergangaabschnitt bildet. Es wurde entdeckt, daß die Beeinflussung des Winkels Theta des Übergangskegels am Stempel 52 im allgemeinen den am fertigen Teil auftretenden Grat verkleinert.
Um sich den Grat an einem Batteriepol zu veranschaulichen, nehme man auf Fig.18 Bezug, die einen vergrößerten Abschnitt des Batteriepols 12 zeigt, wobei sich der Grat 101 von der inneren Ecke des Pols 12 nach außen erstreckt. Für gewöhnlich umfaßt der Grat 101 einen dünnen Abschnitt eines herausgetriebenen Metalls, der sich um einen Abstand y radial nach innen und um einen Abstand x nach unten erstreckt. Obwohl sich die Größe des Grats ändern kann, kann der gewöhnliche Grat eine X-Ausdehnung von 0,005 Zoll und eine y-Ausdehnung von 0,005 Zoll bei einer Dicke z von 0,0001 Zoll aufweisen. Da der Innenbereich 103 mit Blei gefüllt werden muß, bewirkt das Vorhandensein eines Grats 101 im Innenbereich normalerweise keine Schwierigkeiten. Wenn jedoch grob mit den Polen umgegangen wird, kann Grat 101 abblättern und in den Kunststoff fallen, der verwendet wird, um die Batterieabdeckung um den Batteriepol herum zu formen, wodurch die Möglichkeit zur Entstehung eines Kurzschlusses in der Batterie geschaffen wird.
Die Verbesserung beim Vorfahren umfaßt ein Verfahren und ein Mittel zur Vermeidung des Grats. Einer der bekannten Wege zum Vermeiden des Grats ist, die genaue Bleimenge zu nehmen, die notwendig ist, um sich in die Matrize 130 hinein auszudehnen. Ein weiterer ist es, das Blei so in der Matrize zu positionieren, daß es die Matrize während des Kaltformungsverfahrens einheitlich ausfüllt. Unglücklicherweise ist die genaue Steuerung der Bleimenge zur Ausfüllung der Matrize während des Kaltformungsverfahrens schwierig durchzuführen.
Eine anderer Lösungsansatz ist es, einen Bleirohling mit einer bekannten Menge Abfallblei auszubilden und daraufhin das Abfallblei während des Kaltformungsverfahrens zu entfernen. Im vorliegenden Verfahren wird Abfallblei in zwei Schritten entfernt. Als erstes wird das Ende des zylindrischen Bleirohlings ausgestanzt und daraufhin das verbleibende Abfallblei als ringförmiges Teil herausgetrieben, das sich um den Stift 52 herum erstreckt. Es sollte darauf hingedeutet werden, daß der Rohling 100 (Fig.17) mit einer Unterseitendicke gezeigt ist, die mit bt gekennzeichnet ist. Der Zweck einer zylindrischen Unterseite 100a ist es, den Umgang mit dem Bleirohling während der Bildungsschritte zu erleichtern; das bedeutet, daß der untere Abschnitt 100a des Rohlings 100 dem Ende des Stifts 57 erlaubt, den Rohling 100 aktiv zu greifen und einen solchen Druck auf den Rohling auszuüben, daß er auf dem Ende der Buchse ruht (Fig.9 und 19). Sitzt er einmal fest, so wird das Ende 100a des Rohlings 100 entfernt, während das Ende des Stiftes 57 weiter nach vorne drängt, um das Abfallblei in der Form eines zylindrischen Pfropfens 100a zu entfernen (Fig.19). Solchermaßen wird ins Auge gefaßt, daß, wenn ein anderes Mittel verwendet würde, um den Rohling 100 in der Matrize festzuhalten, anstelle eines zylindrischen becherförmigen Rohlings ein ringförmiger Rohling verwendet werden könnte, um einen Batteriepol in der Matrize 130 radial zu deformieren.
Während der Grat bei Kaltformteilen ein Problem darstellt, ist eine der zusätzlichen Schwierigkeiten bei der geschlossenen Kaltumformung eines Bleirohlings und vor allem bei der Hochgeschwindigkeits-Kaltformung von Teilen, daß die Luft nicht vollständig aus der Matrize entlüftet wird, bevor die Matrize geschlossen wird. Folglich kann die lokale unregelmäßige Deformierung des kaltgeformten Teils auftreten. Um das Problem der lokalen Deformierung infolge eingeschlossener Luft zu mindern, werden am Außenrand beabstandete längliche Matrizen- Entlüftungslöcher in der Nähe des Endes der Matrize, wo das überschüssige Material hinausgedrückt wird bereitgestellt. Fig.19 zeigt, daß die Matrize 130 und der Mehrstufen-Stempel 52 zusammenwirken, um den Bleirohling 100 radial zu einen Batteriepol auszudehnen. In Fig.19 wird der Stempel 52 gezeigt, wobei ein Abschnitt des Vorwärtshubs des Stempels noch beendet werden muß, und Fig.20 zeigt den Stempel 52, wobei der Vorwärtshub beendet ist. Fig.19 veranschaulicht, daß sich während des radialen Ausdehnungsvorgangs das Abfallblei 101 in einen ringförmigen Abschnitt 101 hinein ausdehnt und vom Abschnitt 56 nach vorne gedrückt wird, wenn sich der Stempel 52 nach vorne bewegt.
Am Außenrand um die Matrize 130 herum befindet sich eine Reihe von schmalen länglichen Entlüftungsöffnungen 120 und 121. Die Entlüftungsöffnung 121 ist mit einer größeren Auslaßöffnung 123 verbunden, und Entlüftungsöffnung 120 ist mit einer größeren Auslaßöffnung 122 verbunden. Die Entlüftungsöffnungen sind eng, so daß Luft entweichen kann, und sie befinden sich am Ende der Matrize, um zu verhindern, daß die Luftöffnung als Matrizenhohlraum wirkt. Für gewöhnlich können die Entlüftungsöffnungen 120 und 121 bis zu 0,125 Zoll breit sein, haben aber nur eine Tiefe dx von ungefähr 0,0005 Zoll. Die Luftöffnungen mit geringer Tiefe erlauben, daß Luft entweicht, und vermeiden so die lokale Deformierung als Ergebnis von in der Matrize gefangener Luft. Obwohl nur zwei Entlüftungsöffnungen gezeigt werden, kann vorgezogen werden, mehrer oder weniger Luftöffnungen radial vorzusehen. Für gewöhnlich stellen vier bis sechs Entlüftungsöffnungen, die um die Matrize 130 herum radial angeordnet sind, ein Mittel zum Entfernen von in der Matrize gefangener Luft bereit.
Fig.19 veranschaulicht ein weiteres Merkmal des Verfahrens. Man beachte den Endpfropfen 100a, der sich am Ende des Stiftes 57 befindet. Der Endpfropfen 100a wurde aus der Unterseite des Rohlings 100 herausgedrückt (Fig.17), um einen ringförmigen Rohling 100 zur radialen Ausdehnung innerhalb der Matrize 130 bereitzustellen. Infolge der schnellen Vorwärtsbewegung (durch Pfeile angezeigt) des Stiftes 52 wird der Endpfropfen 100a aus der Auswurfbuchse 74 herausgedrückt und fällt vom Ende des Stiftes 57 (Fig.20) ab, wenn sich der Stift 52 am Ende seines Vorwärtshubs befindet. Solchermaßen wird durch den Stift 57 mithilfe eines Abscherungs- bzw. Stanzvorgangs ein erster Abschnitt Abfallblei 100a vom Rohling 100 entfernt. Der zweite Abschnitt an Abfallblei, der vom Rohling 100 entfernt wird, umfaßt ein ringförmiges Bleiteil 101 (Fig.19), das um den Übergangsabschnitt 56 herum ausgebildet wird, wenn das Blei radial nach außen und vor dem Abschnitt 56 vorwärts gedrückt wird. Wenn der Stempel 52 seine Vorwärtsbewegung fortsetzt, wird das ringförmige überschüssige Bleiteil 101 durch das Zusammenwirken des Stempelabschnitts 55 mit der Matrize 130 und dem Ende der Buchse 74 vom Ende des Rohlings 100 abgeschert. Eine Mittelachse 110 erstreckt- sich zentral durch den Stempel 52. Die Mittelachse 110 ist mit der Matrize 130 und der Buchse 74 konzentrisch. Fig.19 zeigt den kegelstumpfartigen Übergangsabschnitt 56, der sich zwischen den zylindrischen Stiftabschnitten 55 und 57 befindet und diese in stetiger Weise miteinander verbindet. Die Übergangszone 56 weist einen Winkel Theta auf, der kleiner als 15 Grad ist. Es wird ein Übergangswinkel von 11 Grad bevorzugt.
Es wurde festgestellt, daß mit Zunahme des Winkels Theta der Druckaufbau in der Matrize zunimmt und die Chancen für die Gratbildung während der Kaltformung des Pols durch einen radialen Ausdehnungsvorgang steigen. Andererseits ist die Übergangszone 56 länger, umso kleiner der Übergangswinkel ist. Um zu vermeiden, daß die Übergangszone zu weit ausgedehnt ist, und sich folglich auch der erforderliche Hub des Stiftes 52 ausdehnt, wird bevorzugt, daß der Übergangswinkel Theta ein Minimum von ungefähr 8 Grad aufweist.
Es ist festgestllt worden, daß bei einer Übergangszone 56 von ungefähr 11 Grad das überschüssige Metall 101 vom Ende des Pols 101 abgeschert wird, ohne übermäßige Derformierungskräfte zu erzeugen, die das Metall in die Form eines Grates zwischen der Außenseite eines Matrizenabschnitts 55 und der inneren Buchse 74 zwingen. Obwohl sich die optimale Übergangszone im Zusammenhang mit den unterschiedlichen Bestandteilen verändern kann, kann durch die Betrachtung des gefertigten Teils der richtige Winkel einfach bestimmt werden. Wenn das gefertigte Teil nicht vollständig ausgefüllt ist, kann das daran liegen, daß der Übergangswinkel zu flach ist. Wenn umgekehrt der Übergangswinkel zu steil ist, wird in der Matrize ein überschüssiger Deformierungsdruck bereitgestellt, der den Grat aus den sich teilenden Flächen zwischen der Matrize 130 und der Buchse 74 herausdrückt.
Obwohl die Kaltformung der Batteriepole bevorzugt wird, gibt es gewisse Batteriepolkonfigurationen, die nicht auf die geeigneten Ausmaße kaltgeformt werden können. Dies stimmt vor allem für Batteriepole, die über einen äußeren Flansch verfügen, wobei sich eine Nut bzw. ein Säure-Dichtungsring auf der Unterseite des Flansches befindet. Die Fign. 21 und 22 veranschaulichen solch einen Batteriepol, der schwer kaltzuformen ist. Fig.21 zeigt eine Seitenansicht eines solchen Batteriepols und Fig.22 eine Querschnittsansicht des Pols.
Fig.21 zeigt, daß der Batteriepol 150 über eine kegelstumpfartige Oberseite 151 und einen sich radial erstreckenden zylindrischen Flansch 152 mit einer sich radial erstreckenden, darum befindlichen Einfassung 153 verfügt. Eine Reihe von rechteckigen Nasen 154 erstreckt sich vom Flansch 154 aus nach unten und vom unteren Polabschnitt 155 radial nach außen.
Fig.22 zeigt eine V-förmige Nut 156, die sich vollständig um die Unterseite des Flansches 152 herum erstreckt. Die Anwesenheit der V-förmigen Nut 156 erzeugt Probleme bei der herkömmlichen Kaltformung der Batteriepole. Das bedeutet, daß im Verfahren zum Kaltformen von Batteriepolen das Blei durch einen Stempel radial nach außen deformiert wird, bis ein Matrizenhohlraum vollständig ausgefüllt ist, wodurch der fertige Batteriepol ausgebildet wird. Das Blei, das zur Bildung des in den Fign. 21 und 22 gezeigten Batteriepols radial nach außen deformiert werden muß, muß nicht nur radial nach außen fließen, sondern auch um den verengten Abschnitt der V-förmigen Nut 156 herum nach hinten. Die V-förmige Vertiefung wird detaillierter in Fig.22 gezeigt. Man beachte, daß sich der Flansch 152 radial nach außen erstreckt, wobei sich eine Einfassung 153 radial außerhalb der Nut 156 befindet. Die Pfeile zeigen das allgemein radiale Nach-Außen-Fließen des Metalls während des Kaltformungsverfahrens an. Wenn keine V-Nut 156 vorliegt, kann das Metall radial nach außen umgeformt werden, wie in den Fign. 8-12 dargestellt. Die Deformierung des Metalls um die Spitze von 156 herum zur Bildung der Einfassung 153 wird jedoch schwierig, da ein überschüssiger Druck erforderlich ist, der eine Gratbildung zwischen den Matrizen bewirken kann, und wobei unter gewissen Umständen Lücken im Hohlraum zurückbleiben können, die zu einem fehlerhaften Batteriepol führen.
Der vorliegende Vorgang stellt ein Verfahren und ein Gerät zum Kaltformen von Batteriepolen bereit, die im Flansch des Batteriepols über einen verengten Hals bzw. abwärts gerichteten Bereich verfügen. Um sich das Verfahren des Geräts des Anmelders zum Bilden eines Batteriepolflansches mit einem abwärts gerichteten Bereich zu vergegenwärtigen, sollte auf die Fign. 24-28 Bezug genommen werden.
Fig.24 zeigt eine bewegliche Matrize 200 und eine unbewegliche Matrize 201. Die Matrize 201 ähnelt der Matrize 70 und umfaßt einen Matrizenhohlraum 220, der einen kegelstumpfartigen Einschnitt 221 zur Ausbildung des oberen Abschnitts eines Batteriepols aufweist. Eine Auswurfbuchse 223, die der Auswurfbuchse 79 ähnelt, befindet sich in der Matrize 201 zum Auswerfen des fertigen Teils. Die bewegliche Matrize 200 umfaßt einen verschiebbaren Stempel 202. Der Stempel 202 umfaßt eine ringförmige Endfläche 213, einen zylindrischen Abschnitt 203, einen kegelstumpfartigen Verbindungsbereich 205, eine weiteren kegelstumpfartigen Bereich 206 und einen zylindrischen Abschnitt 207, der eine Endfläche 216 aufweist.
Der Durchmesser des Abschnitts 207 ist etwas größer als der Innendurchmesser des Bleirohlings 40, so daß der Bleirohling durch Reibschluß zwischen dem Rohling 40 und dem Stempelabschnitt 207 auf dem Stempelabschnitt 207 unter Reibungskontakt festgehalten wird. Der Stempel 202 wird von einem nicht gezeigten Aggregat angetrieben und gleitet innerhalb einer Buchse 263.
Auf dem Stift 202 befindet sich eine Muffenmatrize 204 zur Ausbildung der ringförmigen, V-förmigen Nut in der Unterseite des Batteriepolflansches als auch der Verriegelungsnasen, die sich um den Außenrand des in den Fign. 21 und 22 gezeigten Batteriepols herum befinden.
Um das Verfahren zur Ausbildung eines fertigen Batteriepols in einem Zwei-Schrittvorgang zu verstehen, sollte auf die Fign. 24-28 Bezug genommen werden. Fig.24 zeigt den in einer Stellung zwischen Matrize 200 und 201 auf dem Stift 207 festgehaltenen Bleirohling 40. in dieser Stellung ist der Rohling bereit für den Beginn des Deformierungsvorgangs.
Fig.25 zeigt die Matrize 200, die an die Matrize 201 stößt, wobei sich der Stempel 202 in den Bleirohling 40 hinein und durch diesen hindurch erstreckt. Fig.25 zeigt, daß der Bleirohling 40 radial nach außen in den Hohlraum 221a gedrückt wird. Das Ende des Rohlings 175 wird gezeigt, wie es aus der Matrize 201 herausgedrückt wird. Unter den in Fig.25 gezeigten Bedingungen stützt sich das Ende der Muffenmatrize 204 durch die Betätigung einer Druckfeder 215, die sich in der ringförmigen Kammer 216 befindet, auf die Stempel-Endfläche 213. Man beachte, daß in der in Fig.25 gezeigten Stellung das Metall 150a nur teilweise den Batteriepol-Hohlraum 221a ausfüllt.
Fig.26 veranschaulicht den Beginn der Bildung des Halses im Flanschbereich eines Batteriepols. Man beachte, daß die Muffenmatrize 204 durch die zylindrische Endfläche 213 um einen Abstand xp nach vorne bewegt wird. Die Feder 215 wird zusammengedrückt, um die Vorwärtsbewegung der Muffenmatrize 204 zu erlauben. Das sich radial außen befindliche Blei isob bildet den Flansch 152, wobei sich die verschiebbaren Matrize 204 axial am Stift 202 entlang verschieben kann, um in der Unterseite des Flansches 152 die V-Nut auszubilden.
Fig.27 zeigt den Stift 202 am unteren Ende seines Hubs, wobei die Muffenmatrize 204 einen mit xf gekennzeichneten Abstand zurückgelegt hat. Man beachte, daß die Feder 15 in der ringförmigen Kammer 216 vollständig zusammengedrückt ist. Dies ist in einem Endbereich des Hubs erfolgt. Das entgegengesetzte Ende der Muffenmatrize 202 [sic!] deformiert tatsächlich den Flansch 152 und richtet ihn abwärts, um auf der Unterseite des Flansches 152 die V-förmige Nut bzw. den V-förmigen Säurering zu bilden. Bei der in der Fig.27 gezeigten Stellung der Muffenmatrize befindet sich der Batteriepol 150 in gefertigtem Zustand und ist zur Benutzung bereit.
Fig.28 zeigt die getrennten Matrizen 200 und 201, wobei der fertiggestellte Batteriepol 150 zum Entfernen durch die Auswurfbuchse 223 bereit ist. Man beachte, daß die Muffenmatrize 204 in ihren zurückgezogenen Zustand zurückkehrt, wenn sich die Druckfeder 215 ausdehnt, um die Muffenmatrize 204 nach links in eine Stellung zur Bildung eines weiteren Batteriepols zu schieben.
Wo in irgendeinem Anspruch erwähnte technische Merkmale mit einem Bezugszeichen versehen sind, wurden diese Bezugszeichen lediglich eingefügt, um die Verständlichkeit der Ansprüche zu erhöhen, weshalb derartige Bezugszeichen keine einschränkende Auswirkung auf den Schutzumfang eines jeden Elements haben, das beispielhaft durch solche Bezugszeichen gekennzeichnet ist.

Claims

1. Ein Verfahren zum Kaltformen eines fertigen Batteriepols (10) aus einem vorbearbeiteten Bleirohling (40) in einem Arbeitsschritt durch:

das Einsetzen des Bleirohlings (40), der ein erstes Ende (43) und ein zweites Ende (41) aufweist, zwischen zwei Matrizen (50, 70), von den mindestens eine (50a) der Matrizen (50, 70) unterteilt ist;

das Ausbilden einer Matrizenkammer mit der Form eines Batteriepols um den Bleirohling, indem die beiden Matrizen (50, 70) geschlossen werden und die unterteilte Matrize (50a) radial um den Bleirohling (40) kollabiert wird;

das Ausstanzen des ersten Endes (43) des Bleirohlings (40), indem das Ende (57) eines Stempels (52) durch das Ende (41) des Bleirohlings (40) gedrückt wird;

das Treiben des Endes (57) des Stempels (52) durch den Bleirohling (40) hindurch, um das überschüssige Blei (40a) aus der Matrizenkammer herauszudrücken;

das Fortsetzen des Treibens des Stempels (52) durch das erste Ende (43) des Bleirohlings (40), bis das überschüssige Blei (40a) vom ersten Ende (43) des Bleirohlings (40) abgetrennt wird;

wodurch der Bleirohling (40) in die Form eines fertigen Batteriepols (10) deformiert wird, der durch die Matrizenkammer definiert ist;

das Trennen der Matrizensegmente (60, 61, 62, 63) der unterteilten Matrize (50a) vom Bleirohling (40), so daß die Matrizenkammer von den äußeren Merkmalen des fertigen Batteriepols (10) befreit wird, und

das Auswerfen## des fertigen Batteriepols (10) aus der Matrizenkammer.

2. Das Verfahren aus Anspruch 1-, das den Schritt des Schließens der Matrizenkammer mit zwei unterschiedlichen Bereichen (53, 55) des Stempels (52) einschließt.

3. Das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, das den Schritt der radialen Expansion des Bleirohlings (40) in die Matrizenkammer einschließt, während das überschüssige Blei (40a) axial nach vorne in die Matrizenkammer gedrückt wird, indem ein abgestufter Stempel (52), der zylindrische abgestufte Abschnitte (55, 57) aufweist, mit einer kegelstumpfförmigen Übergangszone (56) dazwischen, durch den Bleirohling (40) getrieben wird, wobei die Übergangszone (56) einen Winkel von ungefähr 11º in Bezug auf die Mittelachse des Stempels (52) bildet, um dadurch die radialen Expansionskräfte auf den Bleirohling (40) einzudämmen, indem gleichzeitig ein Teil des Bleis (40a) radial und ein weiterer Teil des Bleis (40a) axial nach vorne in bezug auf die Übergangszone (56) getrieben wird, bis sich der weitere Teil (40a) außerhalb der Matrizenkammer befindet, um dadurch einen im wesentlichen gratfreien fertigen Batteriepol (10) kaltzuformen.

4. Eine Vorrichtung zum Ausbilden eines fertigen Batteriepols (10), die folgendes umfaßt:

einen ersten unbeweglichen Matrizenkasten (70) und einen zweiten beweglichen Matrizenkasten (50);

eine erste Matrize (72), die einen Hohlraum in der Form eines Teils eines Batteriepols (10) aufweist;

eine unterteilte zweite Matrize (50a), die in geschlossenem Zustand einen Hohlraum in der Form eines anderen Teils eines Batteriepols (10) aufweist;

eine Auswurfbuchse (74), die eine zentrale Öffnung darin aufweist, wobei die Auswurfbuchse (74) in Bezug auf den ersten unbeweglichen Matrizenkasten (70) verschiebbar ist, um einen fertigen Batteriepol (10) aus der ersten Matrize (72) aus zustoßen;

einen abgestuften Stempel (52) zum Ausbilden eines fertigen Batteriepols (10), wenn die unterteilte zweite Matrize (50a) um einen Bleirohling (40) herum kollabiert wird, wobei der abgestufte Stempel (52) einen ersten Bereich (57) zum Ausstanzen des Endes (41) des Bleirohlings aufweist, der sich in der unterteilten zweiten Matrize (50a) befindet, wobei der Stempel (52) einen zweiten Bereich (56) zum Abscheren von Abfallmaterial (40a) und einen dritten Bereich (55) zum Verschließen eines Endes einer Kammer aufweist, die den Bleirohling (40) enthält, wobei der Stempel (52) einen vierten Bereich (54) einschließt, um den verbliebenen Teil des Bleirohlings (40) zu einem fertigen Batteriepol (10) zu expandieren, wenn der Stempel (52) in den Bleirohling (40) getrieben wird, so daß, nachdem der Stempel (52) den fertigen Bleirohling (40) ausbildet, der Stempel (52) vom fertigen Batteriepol (10) zurückgezogen werden kann und die unterteilte zweite Matrize (50a) radial ausgedehnt werden kann, um der unterteilten zweiten Matrize (50a) zu erlauben, den fertigen Batteriepol (10) freizugeben.

5. Die Vorrichtung nach Anspruch 3, worin die unterteilte zweite Matrize (50a) vier Teile (60, 61, 62, 63) aufweist, und worin der Stempel (52) einen fünften Bereich (53) zum Verschließen des gegenüberliegenden Endes der den Bleirohling (40) enthaltenden Kammer einschließt, so daß das weitere Hineintreiben des Stempels (52) in die Kammer bewirkt, daß der verbliebene Teil des Bleirohlings (40) die Matrizenkammer vollständig füllt, um dadurch einen fertigen Batteriepol (10) auszubilden, und worin der zweite Bereich (56) des Stempels ein kegelstumpfförmiger Übergangsabschnitt ist, der den ersten Bereich (57), der ein zylindrischer Abschnitt ist, mit dem dritten Bereich (55), der ein zylindrischer Abschnitt ist, verbindet, wobei der Übergangsabschnitt (56) einen Übergangszonenwinkel (0) aufweist, der kleiner als 15º ist, so daß, wenn das Blei radial in der Matrize (72) ausgedehnt wird, das Blei vom Rohling (40) abgetrennt wird, ohne den Druck auf das Blei bis zu einem Punkt zu erhöhen, bei dem sich ein Grat um den Batteriepol (10) herum bildet.

6. Ein Verfahren zum Kaltformen eines fertigen Batteriepols (150), der auf einem Flansch (152), der sich vom Batteriepol (150) aus erstreckt, einen abwärts gerichteten Bereich (153) aufweist, aus einem vorbearbeiteten Bleirohling (40) in einem Arbeitsschritt, wobei das Verfahren folgendes umfaßt:

das Einsetzen des Bleirohlings (40), der eine Mittelachse, ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, zwischen zwei Matrizen (200, 201), die einen Matrizenhohlraum in der Form eines halbfertigen Batteriepols (150a) aufweisen; das radiale Expandieren des Bleirohlings (40) nach außen in den Matrizenhohlraum hinein, unter teilweiser Ausfüllung des Matrizenhohlraums, um dadurch einen halbfertigen kaltgeformten Batteriepol (lsoa) zu bilden, der einen sich teilweise radial erstreckenden Flansch aufweist; und das Treiben einer weiteren axial beweglichen Muffenmatrize (204) in den sich radial erstreckenden Flansch hinein, um die Bildung des Flansches (152) mit einem abwärts gerichteten Bereich (153) abzuschließen, damit dadurch ein fertiger Batteriepol (150) mit einem Flansch (152) gebildet wird, der einen abwärts gerichteten Bereich (153) aufweist.

7. Ein Gerät zum Ausbilden eines fertigen Batteriepols (150), das folgendes umfaßt:

eine erste Matrize (201), die einen Hohlraum in der Form eines Abschnitts eines halbfertigen Batteriepols (150a) aufweist; eine zweite Matrize (201), die einen Hohlraum in der Form eines weiteren Abschnitts eines halbfertigen Batteriepols (150a) aufweist; einen abgestuften Stempel (202), der mindestens zwei zylindrische abgestufte Abschnitte (203, 207) und zwei kegelstumpfförmige Übergangszonen (205, 206) dazwischen aufweist, zum Hineintreiben in einen Bleirohling (40) und zum Expandieren desselben,

eine weitere Muffenmatrize (204), die in Bezug auf den abgestuften Stempel (202) axial verschiebbar ist, so daß, wenn der abgestufte Stempel (202) in den Bleirohling (40) getrieben wird, um einen halbfertigen Batteriepol (150a) auszubilden, die weitere Muffenmatrize (204) den Bleirohling (40) in einer axialen und radialen Richtung deformiert, um dadurch einen fertigen Batteriepol (150) mit einem abwärts gerichteten Flansch (152) zu bilden.

8. Die Vorrichtung nach Anspruch 7, die eine Druckfeder (215) einschließt, die in einer im wesentlichen axialen Richtung auf jene weitere Muffenmatrize (204) einwirkt, um die weitere Muffenmatrize (204) normalerweise in einem zurückgezogenen Zustand zu halten, wobei die Druckfeder (215) genügend schwach ist, so daß sie während eines Abschnitts des Hubs des Stempels (202) komprimiert, und wobei die weitere Muffenmatrize (204) einen ringförmigen V-förmigen Vorsprung (153) aufweist, wodurch sich auf dem Flansch (152) eines Batteriepols (150) ein abwärts gerichteter Abschnitt (153) ausbildet.

9. Ein Batteriepol (10), der in Übereinstimmung mit einem oder mehreren der Ansprüche 1-3 ausbildbar ist und in dichtender Weise mit einem Batteriebehälter (11) verschließbar ist, um das zufällige Lösen des Batteriepols (10) von dem Batteriebehälter (10) zu verhindern, der folgendes umfaßt:

einen zylindrischen Blei-Batteriepol (10) zum Kontakt mit dem Gitterstab einer Batterie, wobei der zylindrische Blei- Batteriepol (10) einen Behälter-Eingriffsabschnitt (13a, 16, 17, 18) und einen Nicht-Behälter-Eingriffsabschnitt (12) aufweist, wobei der Behälter-Eingriffsabschnitt (13a, 16, 17, 18) eine Mehrzahl von Säureringen (16, 17, 18) einschließt, als vorbeugende Hilfe gegen das Auslaufen des Elektrolyts hinter der zwischen den Säureringen (16, 17, 18) und einem Batteriebehälter (11) gebildeten Verbindung, wobei der Behälter- Eingriffsabschnitt (13a, 16, 17, 18) einen ringförmigen Flansch (13a) einschließt, wobei der ringförmige Flansch (13a) eine Mehrzahl von kegelstumpfförmigen Hohlräumen (15) aufweist, die sich zumindest teilweise am Außenrand des Flansches (13a) befinden, wobei die kegelstumpfförmigen Hohlräume (15) einen Basisbereich (W1) und einen Gipfelpunktbereich (W2) aufweisen, wobei der Basisbereich (W1) größer als der Gipfelpunktbereich (W2) ist, wobei sich der Basisbereich (W1) radial auswärts des Gipfelpunktbereiches (W2) befindet, so daß ein Vorsprung (19) auf einem Batteriebehälter (11) passend in einen der kegelstumpfförmigen Hohlräume (15) eingreifen kann, um den Batteriebehälter (11) mit dem zylindrischen Blei-Batteriepol (10) zu verschließen, damit dem Benutzer dabei geholfen wird, zu verhindern, den zylindrischen Blei-Batteriepol (10) zufällig aus dem Batteriebehälter (11) herauszudrehen.

10. Der Batteriepol aus Anspruch 9, in dem alle kegelstumpfförmigen Hohlräume (15) eine Mittelachse aufweisen, wobei die Mittelachsen eines jeden kegelstumpfförmigen Hohlraums (15) an einem gemeinsamen Punkt radial einwärts der kegelstumpfförmigen Hohlräume (15) zusammenlaufen und jeder der kegelstumpfförmigen Hohlräume (15) von einem angrenzenden kegelstumpfförmigen Hohlraum (15) in gleichem Abstand angeordnet ist.