DE69325488T2 - Bleiakkumulatoren mit Platten mit mittigen Anschlüssen und angegossenen Hochleistungs-Brückenstreifen - Google Patents

Bleiakkumulatoren mit Platten mit mittigen Anschlüssen und angegossenen Hochleistungs-Brückenstreifen

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Description

    Hintergrund der Erfindung Fachgebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Fachgebiet von Blei-Säure-Batterien und insbesondere auf eine ungewöhnliche Batterie-Gitterplatten-Konstruktion mit einer mittigen Anschlußfahne. Noch spezifischer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf positive oder negative Batterieplatten, die aus solchen Gitterplatten mit mittigen Anschlußfahnen hergestellt sind. Die Erfindung bezieht sich auch auf angeformte Bügel in einer ungewöhnlichen Ausgestaltung, die es gestatten, Materialkosten einzusparen sowie die Leitfähigkeit und die Produktivität bei dem Zusammenbau der Batterieelemente zu verbessern. In einer weiteren Verfeinerung der vorliegenden Erfindung bezieht sich die Erfindung auf Gitterplattenkonstruktionen, die Gitterplatten-Anschlußfahnen mit erweiterten Grundflächen enthalten und die Metall, normalerweise Bleilegierungen, in dem Bereich der Anschlußfahnen konzentrieren, um die Stromsammlung zu erleichtern. In Kombination ermöglicht es die vorliegende Erfindung, auf einzelne Batterieplatten zu verzichten oder die Größe der Platten zu verändern, wodurch leichtere Batterien mit Leistungskennwerten erhalten werden, die denen schwererer Batterien gleich sind, die sie ersetzen sollen, oder es ergeben sich Batterien mit gleichem Gewicht, die wesentlich bessere Leistungskennwerte aufweisen.
  • Beschreibung von bekannten Batteriesystemen
  • Blei-Säure-Batterien haben normalerweise eine Reihe von dünnen, flachen, im allgemeinen rechteckigen Gitterplatten, um einen Strom durch die Batterie zu übertragen. Die Gitterplatten dienen auch als ein Substrat zum Halten von elektrochemisch aktiven Materialien oder von "Paste", die während der Herstellung darauf abgelagert wird, um die Batterieplatten zu formieren. Die Paste besteht normalerweise aus einer Mischung von Bleioxyd und einer verdünnten Säurelösung, zum Beispiel Schwefelsäure. Die Zusammensetzung der Paste wird durch die Leistungsanforderungen, die Kosten und die Batterieumgebung bestimmt, wie es in dem Fachgebiet bekannt ist.
  • Es ist auch bekannt, daß Gruppierungen von einzelnen Batterieplatten mit dazwischen angeordnetem Trennmaterial zusammengesetzt und zusammengegossen werden können, um Plattenstapel zu bilden. Die letzteren werden dann in einem Behälter zusammengesetzt, um eine fertige Batterie formieren. Ein typisches Beispiel dafür würde eine 12-Volt-Kraftfahrzeugbatterie sein, bei der sechs einzelne Stapel in einem Kunststoffbehälter mit sechs Kammern angeordnet sind. Offensichtlich ist es erforderlich, die angeformten Bügel eines Stapels mit dem entsprechenden angeformten Bügel des benachbarten Stapels zu verbinden. Weiterhin ist es erforderlich, Anschlußelektroden vorzusehen, die sich durch das Gehäuse erstrecken, um elektrischen Kontakt mit der elektrischen Anlage des Fahrzeuges zu ermöglichen.
  • Nachdem die Batterieplatten vollständig zusammengesetzt sind, werden sie formiert, d. h. geladen, und die Batterie wird in Betrieb genommen. Ein wichtiger Kennwert von Batterien ist die sogenannte "Kalt-Anlaßleistung", d. h. die Menge an Leistung, die pro Zeiteinheit erzeugt werden kann. Weitere Bezugnahmen auf die Kalt-Anlaßleistung erfolgen in den nachfolgenden Abschnitten der vorliegenden Beschreibung.
  • In den letzten Jahren hat sich die Gitterplatte zu einer siebförmigen Platte mit Matrix- oder Wabenmuster mit einander abwechselnden Metallstreifen und offenen Räumen entwickelt. Eine poröse chemische Paste wird auf die Gitterplatten und die Bleirahmen-Bauteile oben, unten und an den Seiten aufgetragen. Nach dem Aushärten der Paste werden die Elektroden in ein Batteriegehäuse eingebaut. Danach wird das Gehäuse mit einer wäßrigen elektrolytischen Lösung gefüllt und abgedichtet. In derzeitigen Systemen sind die Anschlußfahnen gegenüber der Mittellinie der Batterie in Größen versetzt, die von 12,7 mm (1/2 Zoll) bis zu viel größeren Werten reichen, und in vielen Konstruktionen sind die Anschlußfahnen entweder der positiven oder der negativen Batterieplatten nahe einer oberen Ecke der Platte angeordnet. Während des Zusammensetzens ist es erforderlich, die positiven Anschlußfahnen der Batterieplatten miteinander zu koppeln und die Anschlußfahnen der negativen Platten miteinander zu koppeln. Das erfolgt normalerweise unter Verwendung von angeformten Bleibügeln, die gebildet werden, indem man zusammengesetzte Batterieplattenstapel nimmt, sie umkehrt und die Anschlußfahnen in geschmolzenes Blei taucht, das in einer Gießform enthalten ist. Bei den meisten gebräuchlichen Batterien haben solche angeformten Bügel zur Zeit der Einreichung der vorliegenden Beschreibung eine aufrechtstehende Endposition, wie es ausführlich erläutert wird, wenn hierin später die Zeichnungen beschrieben werden.
  • Mehrere dieser Basis-Batterieprinzipien sind in den US-Patenten erläutert, die nachfolgend behandelt werden. Das erste ist das US-Patent 669,085, ausgegeben am 5. März 1901 an Heidel und betitelt mit "Batterie-Elektrode". Dieses Patent bezieht sich auf ein Verfahren für die Montage von Batterie-Gitterplatten in einem Behälter, wobei ausgesparte Vorsprünge um die Kanten der Batterie herum angeordnet sind und Stopfen in die Vorsprünge eingesetzt sind, um als Isolierungs-Abstandselemente zwischen der Elektrode und der Batteriezelle zu dienen. In Fig. 1 des Patentes sieht es so aus, daß ein nicht nummeriertes Element relativ nahe der Mittellinie angeordnet ist, wobei dieses Element jedoch gegenüber der Mittellinie der Batterie versetzt ist. Das Element scheint mit einer Paste versehen zu sein, wodurch es sich ganz deutlich von den Typen der heute verwendeten Sammlersysteme unterscheiden würde.
  • Eine andere frühere Gitterplattenkonstruktion ist in dem US- Patent Nr. 4,118,553, ausgegeben am 3. Oktober 1978 an Buckethal u. a., betitelt mit "Komposite-Batterie-Gitterplatte und Herstellungsverfahren", aufgezeigt. Dieses Patent, das von dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung als Inhaber übernommen wurde, beschreibt eine Komposit-Gitterplatte mit einer Kunststoffhalterung, welche leitfähige Bauteile aufweist, die in einem Muster gegossen sind, das sich im allgemeinen radial von der Sammelanschlußfahne erstreckt, die sich bei diesem Patent nahe einer Ecke in der Gitterplatte befindet. Die Gitterplatte hat einen rechtwinkligen Rahmen und horizontale und vertikale Gitterplattenelemente sowie die vorher erwähnten radialen Elemente. Das Patent bezieht sich hauptsächlich auf Verfahren zum Gießen der Gitterplatte, insbesondere auf das Gießen ihrer Kunststoffhalterung.
  • Eine andere Gitterplattenanordnung für Blei-Säure-Batterien ist in dem US-Patent Nr. 4,320,183, ausgegeben am 16. März 1982 an Qureshi, betitelt mit "Gitterplatte für Batterien", dargestellt. Die in diesem Patent offenbarte Gitterplatte für das Halten des aktiven Batteriematerials ist durch eine "quasi-radiale Konstruktion" gekennzeichnet, die ausgestaltet ist, um einen effizienten Batteriebetrieb zu sichern. Zusätzlich zu den horizontalen Gitterplattenelementen und den geraden, radialen Elementen, die sich von dem oberen Rahmen aus erstrecken, weist die Konstruktion mehrere Elemente auf, die in ihrer Konfiguration radial und teilweise vertikal sind. Die schräg angeordneten Leiter erstrecken sich zu dem unteren Rahmenelement hin.
  • Eine andere Batterieplattenausführung ist in dem US-Patent Nr. 4,683,180, ausgegeben am 28. Juli 1987 an Bish u. a., betitelt mit "Elektrische Speicherbatterie", aufgezeigt. Die Anschlußfahnen für die jeweiligen positiven und negativen Gitterplatten sind jeweils gegenüber der Mittellinie der Batterie versetzt und sind unter Verwendung einer Vorrichtung, die eine Issolierhülse enthält, welche mit dem Fuß jeder Anschlußfahne in enger Berührung ist, mit gleichen Platten gekoppelt. Die Hülsen der verschiedenen Platten stoßen aneinander und können dazu dienen, eine Gießform für das Ausformen des Platten-Bügel-Gusses darauf zu bilden. Die Anschlußfahne selbst ist an ihrem oberen Ende im allgemeinen rechtwinklig und in dem Bereich zwischen dem oberen Bereich und der Gitterplatte selbst trapezförmig dargestellt.
  • Wenn es auch aus der vorhergehenden Beschreibung ersichtlich ist, daß zahlreiche Gitterplattenkonstruktionen auf dem Fachgebiet der Blei-Säure-Batterien entwickelt wurden, verbleiben doch noch mehrere Probleme bei der Konstruktion und der Herstellung solcher Batterien. Eines der bedeutendsten Probleme ist das Gewicht, das mit diesem Typ einer Energiequelle im Zusammenhang steht, insbesondere in diesen Zeiten der wachsenden Bedeutung der Brennstoffeffektivität und der Gestaltung von Bauteilen mit geringst möglichen Gewicht. Die meisten im Handel erhältlichen Batterieplatten enthalten Bleilegierungs-Gitterplatten-Materialien, kombiniert mit dem Elektrolyten und bleibasierten Paste- Materialien. Jedes System, welches das Gewicht der Batterie verringert, während es die für eine spezielle Anwendung geforderte Leistung zur Verfügung stellt, würde ein wesentlicher Fortschritt auf dem Fachgebiet sein.
  • Weitere Probleme beziehen sich auf die Herstellung solcher Batterien, wobei die Platten mit den angeformten Bügeln gekoppelt werden müssen, und wobei die Bügel in benachbarten Zellen aneinander geschweißt werden müssen, um einen Stromfluß durch das System zu ermöglichen. Wege für die Überwindung solcher Herstellungsprobleme würden ebenfalls einen wesentlichen Fortschritt auf dem Fachgebiet darstellen.
  • Ferner ist es immer vorteilhaft, nach Wegen zu suchen, um den Wirkungsgrad der Gitterplatte bei der Stromübertragung von den Stellen, an denen die elektrochemischen Reaktionen stattfinden zu den Sammelanschlußfahnen zu maximieren. Eine Verbesserung der Gitterplattenkonstruktion auf diesem Gebiet würde ebenfalls wichtig sein.
  • Jedes System, welches die verschiedenen, in den vorhergehenden Abschnitten behandelten Vorteile, kombiniert, würde ebenfalls einen sehr wesentlichen Fortschritt auf diesem Fachgebiet darstellen.
  • EP-A-0 117 650 offenbart ein Substrat für eine Batterieelektrode, wobei das Substrat die Form eines Gitternetzes aufweist, das von einem stromleitenden Umfang begrenzt ist und das einen Stromanschluß oder eine Fahne auf dem Umfang aufweist.
  • EP-A-0 058 082 offenbart eine gegossene radiale Gitterplatte für Batterien zum Halten der aktiven Masse in einer Blei-Säure-Batterie. Die Gitterplatte hat einen rechtwinkligen Rahmen, der auf dem oberen Bauteil des Rahmens eine hervorstehende Anschlußfahne trägt.
  • US-A-5,098,799 offenbart eine Elektrode für einen Blei-Säure- Strom durch eine Batterie, wobei die Gitterplatte einen Kunststoffrahmen aufweist und eine Platte an der Oberseite des Rahmens aufgehängt ist, um frei in dem Kunststoffrahmen zu hängen und wobei eine Paste auf die Platte aufgetragen ist. Die Gitterplatte hat ein siebartiges Muster oder eine aus Streifen von Blei gebildete Matrix, die offene Räume definiert, die mit einer chemischen Paste gefüllt sind.
  • EP-A-0 020 089 offenbart eine Gitterplatte einer Speicherbatterie, die aus einem Rahmen mit einer Anschlußfahne an der oberen Kante davon besteht und von einer Ecke des Rahmens beabstandet ist und weiterhin aus einem Satz von Leitern, die parallel zueinander die Seitenkanten des Rahmens verbinden, sowie aus einem Satz von radialen Armen, die sich von der oberen Kante zu jeder der drei anderen Kanten des Rahmens divergierend erstrecken.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gitterplatte für eine Blei-Säure-Batterie, wie sie in Patentanspruch 1 beansprucht ist.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf einen Stapel von Batterieplatten, wie er in Patentanspruch 4 beansprucht ist.
  • Die vorliegende Erfindung verkörpert eine neuartige Batterie- Gitterplattenkonstruktion, die entweder positive oder negative Platten und eine mittige Anschlußfahnenkonstruktion enthält, um die Stromsammlung zu maximieren. Die vorliegende Erfindung verkörpert auch eine ungewöhnliche Anordnung des oberen Gitterplattenrahmenelementes und der Anschlußfahne, um eine größere Menge des leitfähigen Materials in dem Bereich der Anschlußfahne vorzusehen und eine Anordnung der sich vertikal oder radial erstreckenden Leiter, die ebenfalls gewährleistet, daß mehr Gitterplatten-Legierungsmaterial in der Nähe der Anschlußfahnen vorgesehen werden kann.
  • Zusätzlich zu der neuartigen Gitterplattenkonstruktion und der neuartigen Bautechnologien weist die vorliegende Erfindung auch eine andere Anordnung des angeformten Bügels auf, die für die bekannten Batterien verwendet werden könnte, die jedoch auch speziell für das Koppeln von Gitterplatten geeignet ist, die eine mittige Anschlußfahne haben. Die Bügelkonstruktion ist leitfähiger als Bügel in derzeitiger Konstruktion.
  • Die vorliegende Erfindung verkörpert auch eine Gitterplattenkonstruktion, bei der die Gitterplatten mit mittiger Anschlußfahne bis zu 68% leitfähiger sind, als die Gitterplatten in derzeitiger Konstruktion, während sie hinsichtlich der Menge des leitfähigen Gitterplattenmaterials nur geringfügig schwerer ist. Bei einer solchen höheren Leitfähigkeit kann die Kaltanlaßspannung für die Batterie in einem solchen Maße erhöht werden, daß es möglich ist, auf eine Platte jedes Plattenstapels zu verzich ten, ohne die Höhe der vorhandenen Platten zu verringern und dadurch Materialkosten einzusparen. Unter Verwendung des kombinierten Systems des angeformten Bügels und der Gitterplattenkonstruktion mit mittiger Anschlußfahne kann eine Gesamtverringerung des Batteriegewichtes bewirkt werden, wobei nur eine minimale Verringerung der Reservekapazität zu verzeichnen ist. Wenn auf Platten verzichtet werden kann, können größere Platten mit den neuen angeformten Bügeln verwendet werden und alles aktive Material, das mit den weggelassenen Platten entfernt werden kann, kann auf den verbleibenden Platten neu verteilt werden. Eine höhere Herstellungsgeschwindigkeit kann erreicht werden, die zu weniger Kapitalkosten und Lagerkosten infolge der geringeren Plattenanzahl führt.
  • Ein anderes wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Fähigkeit, die Möglichkeit einer Elementenumpolung während des Zusammenbaus auszuschließen. Wenn eine Gitterplatte mit mittiger Anschlußfahne für die positiven oder negativen Platten verwendet wird, muß für die anderen Platten eine andere Anschlußfahnenposition gewählt werden. Da die Elemente wegen der asymmetrischen Bügelausgestaltung nur in einer Richtung ausgerichtet werden können, können Ausfälle infolge der Elementenumpolung ausgeschlossen werden. Ferner vereinfacht das Reihen-Schweißen, das angewendet werden muß, um die Bügel der angrenzenden Zellen elektrisch zu koppeln, die Ausrichtung der Schweißklauen.
  • Das bevorzugte Gitterplattenmuster enthält mehr leitfähiges Material an der Oberseite und nahe dem Anschlußfahnenbereich, resultierend aus der Verwendung von breiteren vertikalen Leitern und vertikalen Leitern mit Verjüngung.
  • Andere Merkmale der Erfindung und andere Wege, auf denen die vorliegende Erfindung die Merkmale zur Verfügung stellt, werden einem Fachmann nach dem Lesen der ausführlichen Beschreibung einer besonders bevorzugten Ausführung deutlich.
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer positiven Batterie-Gitterplatte mit mittiger Anschlußfahne gemäß der bevorzugtesten Form der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 2 ist eine Perspektivansicht einer negativen Batterie-Gitterplatte gemäß der bevorzugtesten Form der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 3A ist eine Vorderansicht einer Konstruktion des angeformten Bügel, die dem Stand der Technik entspricht;
  • Fig. 3B ist eine Seitenansicht des in Fig. 3A dargestellten Bügels;
  • Fig. 4A ist eine Seitenansicht der Konstruktion eines angeformten Bügels gemäß der bevorzugtesten Form der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 4B ist eine Ansicht des in Fig. 4A dargestellten angeformten Bügels von oben;
  • Fig. 4C ist eine Seitenansicht des in Fig. 4A dargestellten Bügels; und
  • Fig. 5 ist eine perspektivische und schematische Ansicht einer aus sechs Kammern bestehenden Batterie von oben, welche die Anordnung der angeformten Bügel gemäß der bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung darstellt und die positiven und negativen Anschlußelektroden zeigt.
  • In den verschiedenen Figuren werden gleiche Bezugszahlen verwendet, um gleiche Komponenten zu kennzeichnen.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugtesten Ausführung
  • Bevor zu der ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung übergegangen wird, sollen einige geeignete Bemerkungen zu ihrer Anwendbarkeit und ihrem Schutzumfang gemacht werden.
  • Erstens werden in dem verbleibenden Rest der Beschreibung mehrere Ausdrücke verwendet, die in dieser Einführung definiert werden sollten. Der Ausdruck "Gitter" wird verwendet, um Bezug auf das Netz von Leitern mit offenen Räumen und umgebenden Rahmenelementen und einer Anschlußfahne zu nehmen, die alle verwendet werden, um Strom aus elektrochemischen Reaktionen zu leiten, die während der Formierung und Entladung der Batterie stattfinden. Der Ausdruck "Platte", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf positive oder negative Kombinationen von aktivem Pastematerial und Gittern. Der Ausdruck "Stapel" bezieht sich auf eine Kombination einer Vielzahl von positiven und negativen Platten, die zum Einsetzen in eine Batteriekammer, wie zum Beispiel eine Zelle einer Mehr-Stapel-Batterie zusammengebaut sind. Der Ausdruck "angeformter Bügel", wie er hierin verwendet wird, bezeichnet den Bügel aus leitfähigem Material, der verwendet wird, um die Anschlußfahnen gleicher Polarität in einem Stapel zu kombinieren und elektrisch miteinander zu verbinden. "Anschlußelektroden" sind die positiven und negativen Elektroden, die normalerweise in den Endkammern einer Batterie anzutreffen sind. Solche Anschlußelektroden enthalten normalerweise Abschnitte, die sich je nach Batteriekonstruktion entweder durch die Oberseite der Batterie oder durch die Vorderseite der Batterie erstrecken.
  • Was die Materialien anbetrifft, sind sie an sich nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung. In dieser Hinsicht können in der vorliegenden Erfindung schon früher verwendete und in dem Fachgebiet für das Vorbereiten von Batteriegitterplatten gut bekannte Materialien verwendet werden, einschließlich der bevorzugten Blei-Antimon-Legierungen. Bezüglich der aktiven Pastema terialien können diese normalerweise Pastematerialien sein, die in zahlreichen Patenten und Texten über Blei-Säure-Batterien beschrieben sind. Die angeformten Bügel sind normalerweise aus Blei und, in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung, sollte bemerkt werden, daß sie normalerweise den Batteriestapeln in einem Einzelvorgang hinzugefügt werden, der den Zusammenbau einer Vielzahl von Stapeln in der Anzahl, die für die fertige Batterie benötigt wird und ihr Ergreifen mit einer Ausrüstung, die das Umkehren der Vielzahl von Stapeln und das Einsetzen der Anschlußfahnen in die flüssiges Blei enthaltenden Gießformen gestattet, beinhaltet. Nach dem Abkühlen wird der Stapel entfernt, wobei zu dieser Zeit die verschiedenen Bügel starr und an den Anschlußfahnen befestigt sind.
  • Was das Gehäusematerial anbetrifft, kann es ebenfalls aus Materialien ausgewählt werden, die in dem Fachgebiet bekannt sind, wobei man normalerweise einen äußeren Behälter, wie in einer der Figuren dargestellt ist, eine Vielzahl von Zellenteilern und einen Deckel (hierin nicht dargestellt) hat, der verschiedene andere normale Komponenten für Blei-Säure-Batterien enthalten kann, einschließlich Entlüftungskappen, Explosionsdämpfungs- Vorrichtungen und ähnliches. Wenn auch im Zusammenhang mit einigen in der vorliegenden Beschreibung vorhandenen Vergleichsdaten Bezug auf bestimmte Materialien genommen wird, bezieht sich die Erfindung doch primär auf die Anordnung von Bauteilen und neuen Konstruktionen für Gitterplatten und Bügel und nicht so sehr auf die Materialien.
  • Vor dem Verlassen dieses Abschnittes der Beschreibung sollte auch bemerkt werden, daß die Größe der verschiedenen Komponenten in weiten Grenzen unter Verwendung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung variiert werden kann. Die Abbildungen und einige hierin angeführte Abmessungen beziehen sich auf Kraftfahrzeuganwendungen, bei denen Gruppen von 12 bis 13 Platten in jedem der sechs Stapel für das Herstellen einer 12-V-Standard-Kraftfahrzeugbatterie verwendet werden. Fachleuten wird es nach dem Lesen dieser Beschreibung klar sein, daß die Größe der einzelnen Git terplatten, die Anzahl der Platten in jedem einzelnen Stapel und die Anzahl der Stapel, die verwendet wird, um eine Batterie aufzubauen, je nach dem gewünschten Endverwendungszweck in weiten Grenzen variieren kann.
  • Als nächstes soll eine Beschreibung der Komponenten erfolgen, welche die bevorzugteste Form der vorliegenden Erfindung bilden und abschließend soll eine Erläuterung erfolgen, wie solche Komponenten in einem Leicht-Batteriepack zusammengebaut sind, der Leistungs- und Reservekapazitäten aufweist, die mit denen heute in Anwendung befindlicher schwererer Batterien vergleichbar sind, wobei die Aufmerksamkeit zuerst auf Fig. 1 gerichtet werden soll. In dieser Figur ist eine Batterie-Gitterplatte 10 dargestellt. Die Gitterplatte 10 wird in der nachfolgenden Erläuterung als eine Gitterplatte für eine positive Batterieplatte behandelt, obwohl es so zu verstehen ist, daß die in Fig. 1 und 2 beschriebenen Gitterplatten umgekehrt werden könnten, d. h. daß die Gitterplatte 10 für die negative Elektrodenplatte verwendet werden könnte.
  • Wie andere Gitterplatten, die in einigen der vorher erwähnten Patente erläutert sind, enthält die Gitterplatte 10 einen im allgemeinen rechtwinkligen Rahmen mit einem oberen Rahmenelement 12, ersten und zweiten seitlichen Rahmenelementen 13 und 15 und einem unteren Rahmenelement 17. Die Abbildung zeigt auch zwei kleine Füße 18 und 19, die sich von dem unteren Rahmenbauteil 17 nach unten erstrecken, wobei solche Bauteile ebenfalls auf dem Batterie-Fachgebiet bekannt sind und sie vorgesehen sind, um die Gitterplatte und die Platte, in die sie eingebaut wird, von dem Boden des Batteriebehälters zu beabstanden. Die Gitterplatte 10 enthält auch eine Vielzahl von horizontalen Leitern, die durch die Bezugszahl 20 dargestellt sind und die im allgemeinen zwischen dem unteren Rahmenbauteil 17 und dem oberen Rahmenbauteil 12 gleichmäßig beabstandet sind. In der dargestellten Figur sind zwanzig der Leiter 20 dargestellt, obwohl diese Anzahl variiert werden könnte.
  • Die Gitterplatte 10 enthält auch eine Vielzahl von vertikal und radial gerichteten Leitern 22, die sich von dem oberen Rahmenelement 12 nach unten zu dem Rahmenelement 17 hin erstrecken und die bei bestimmten der Leiter 22 das obere Rahmenbauteil 12 und die am nächsten gelegenen seitlichen Rahmenbauteile 13 und 15 verbinden. In der bevorzugten Ausführung erstrecken sich die Leiter 22 in einem Winkel zwischen 0º und 26º gegenüber der Vertikalen, wobei ein mittlerer der Leiter 22 (als 22a gekennzeichnet) auf halbem Wege zwischen den seitlichen Rahmenelementen 13 und 15 angeordnet ist und sich senkrecht zu den oberen und unteren Rahmenelementen der Gitterplatte 10 erstreckt. Da sich die Entfernung zwischen dem Leiter 22a und den Seitenwänden verringert, wird der Winkel allmählich größer.
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist auch zu bemerken, daß die Leiter 22 von dem unteren Rahmenelement 17 nach außen spitz zulaufen, wenn sie sich dem oberen Rahmenelement 12 nähern. Ein anderes Merkmal der Gitterplatte der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 1 abgebildet. Das obere Rahmenelement 12 enthält in seiner Mitte einen im allgemeinen dreieckförmigen und sich nach oben erstreckenden Abschnitt 24, der an seinem oberen Ende in einem rechtwinkligen oberen Anschlußfahnen-Abschnitt 24 endet. Wenn auch in der dargestellten Ausführung die Linie zwischen dem oberen Rahmenelement 12 und dem Abschnitt 25 als eine gerade Linie dargestellt ist, könnte sie auch gekrümmt oder abgestuft sein. Der Abschnitt 25 ist unmittelbar über dem Leiter 22a und an der Mittellinie der Gitterplatte 10 zwischen den seitlichen Rahmenelementen 13 und 15 angeordnet.
  • Gezeigt ist eine Anzahl von kurzen Anschlußleitern 27 und 29, die Abschnitte des unteren Rahmenelementes 17 und des ersten horizontalen Leiters 20 und das obere Rahmenelement 12 und den am nächsten gelegenen horizontalen Leiter 20 koppeln, wobei der letztere aus Gründen der konstruktiven Integrität vorgesehen ist und an und für sich keinen Bestandteil der vorliegenden Erfindung bildet.
  • Die Anordnung der verschiedenen Leiter 20, 22, 22a, 27 und 29 sowie der Rahmenelemente definiert eine Vielzahl von offenen Räumen 30, deren Funktion es ist, die Batteriepaste aufzunehmen und festzuhalten.
  • Für die in Fig. 1 dargestellten Gitterplatten sind mehrere Abmessungen vorgesehen und es ist wiederum wichtig, zu verstehen, daß die Abmessungen für eine spezielle Anwendung gelten und nicht eingeschränkt sind. Diese Gitterplatten sind ausgestaltet, in Batterien enthalten zu sein, die von dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung hergestellt werden und stellen nur eine Batterie einer einzigen Größe dar. Der Rechtsnachfolger stellt vielfältige Arten und Größen von Blei-Säure-Batterien her, die Gitterplatten verwenden, für die die Prinzipien der vorliegenden Erfindung leicht angepaßt werden könnten.
  • In einem Beispiel könnte jedoch eine Gitterplatte 10 eine Breite von etwa 14,7 cm (5,8 Zoll) und eine Gesamthöhe von etwa 11,4 cm (4,48 Zoll) aufweisen (nicht eingerechnet die Verlängerungen von dem oberen Rahmenbauteil). Der Abschnitt 25 in der dargestellten Ausführung hat eine Höhe von etwa 5 mm (0,2 Zoll), während die Höhe des Abschnittes 24 etwa 1 cm (0,40 Zoll) beträgt. Die Anschlußfahnenbreite, d. h. die Breite des Bereiches 25 beträgt 1,3 cm (0,50 Zoll).
  • Die Gitterplatte 10, die nun beschrieben wird, ist, im Gegensatz zu der geradlinigen Konstruktion, die in einigen der vorher behandelten bekannten Patente aufgezeigt ist, eine Radial- oder eine verzweigte Radialkonstruktion. Die Hauptmerkmale der Gitterplatte 10 schließen ein, daß in dem oberen Bereich und im Bereich der Anschlußfahnen mehr leitfähiges Material vorgesehen ist und weniger leitfähiges Material im unteren Abschnitt der Gitterplatte. Die vertikalen Leiter sind breiter als die horizontalen Leiter und abgeschrägt. Im allgemeinen ist die Gitterplatte 10 ausgestaltet, die Bleimenge in den horizontalen Leitern zu minimieren und die Bleimenge, die, innerhalb der Gewichtsbegrenzungen der gesamten Batteriekonstruktion, in dem Bereich der Anschlußfahnen konzentriert ist, zu maximieren. Ein anderer Weg auf dem das bei der bevorzugtesten Form der Erfindung erfolgt, ist es, die Breite des unteren Rahmenelementes 17 auf 2 mm (0,80 Zoll) zu verringern (im Vergleich zu vorhandenen Konstruktionen, die 2,5 mm (0,100 Zoll) breit sind) und die Breite des oberen Rahmenelementes 12 auf 2,8 mm (0,110 Zoll) zu vergrößern.
  • Fig. 2 zeigt ein negative Gitterplatte 40, die gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist und die bei der Gitterplatte 10 nützlich waren, um Elektrodenplatten, Elektrodenstapel und schließlich eine Batterie vorzubereiten. Die Gitterplatte 40 enthält ein oberes Rahmenelement 42, gegenüberliegende seitliche Rahmenelemente 43 und 45 und ein unteres Rahmenelement 47, die allgemein den Abmessungen der Gitterplatte 10 ähnlich sind. Das markanteste Merkmal der Gitterplatte 40 ist seine Anschlußfahne 48, die bei der vorliegenden Darstellung in der oberen, linken Ecke angeordnet ist, die jedoch auch einen im allgemeinen verbreiterten unteren Abschnitt 50 und einen im allgemeinen rechtwinkligen Abschnitt 52 enthält. Vorgesehen sind horizontale Leiter 54 sowie eine Vielzahl von versteifenden kürzeren Leitern 55, die das obere Rahmenelement 42 und das unteren Rahmenelement 47 mit dem am nächsten gelegenen horizontalen Leiter 54 koppeln. Eine Vielzahl von sich radial erstreckenden Leitern 56, die im allgemeinen von dem oberen Rahmenelement 42 ausgehen, erstreckt sich zu dem unteren Rahmenelement 47 und zu dem seitlichen Rahmenelement 45 hin, und enthält die Abschrägung, auf die vorher im Zusammenhang mit der Gitterplatte 10 Bezug genommen wurde. Wie die Gitterplatte 10 weist auch die Gitterplatte 40 in dem Bereich der Anschlußfahne einen höheren Prozentsatz des leitfähigen Materials auf. Die Gitterplatte 40 enthält weiterhin ein dünneres, unteres Rahmenelement 47 und ein dickeres, oberes Rahmenelement 42. Das alles sind Merkmale, die die Leitfähigkeit der Gitterplatte erhöhen (den spezifischen elektrischen Widerstand verringern) und dadurch den Stromfluß zu der Anschlußfahne erleichtern.
  • Die Abmessungen der Gitterplatten 10 und 40 sind im wesentlichen identisch, mit Ausnahme der Lage der Anschlußfahne, so daß die positiven und negativen Gitterplatten mit aktiven Pastematerialien bedeckt und kombiniert werden können, um einen Plattenstapel zu bilden, wobei ein Beispiel davon hiernach ausführlicher dargestellt wird. Für vergleichbare Abmessungen kann auch die Gitterplatte 40 geringfügig schwerer sein, als die Gitterplatte, die ersetzt werden soll, wobei das ein Kennwert ist, der durch die Möglichkeit, zumindest eine Gitterplatte von jedem Platten- Stapel wegzulassen, wodurch ein geringeres Gesamtgewicht für den Stapel erreicht wird, mehr als ausgeglichen wird. Anstelle des Weglassens von Platten könnten kürzere Platten verwendet werden, um die Gewichtsverringerung zu erreichen. Eine solche Gewichtsreduzierung wird ohne Verlust von Kalt-Anlaßleistung oder bedeutenden Verlust von Reservekapazität erreicht. Anders könnte bei Batterien mit ähnlichem Gewicht eine bessere Leistungsfähigkeit erreicht werden.
  • Beide Gitterplatten 10 und 40 stellen eine wesentliche Abweichung von den Gitterplatten dar, die gewöhnlich in den heutigen Kraftfahrzeugbatterien verwendet werden. Beispielsweise haben die von dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung verwendeten Gitterplatten normalerweise positive und negative Gitterplatten, die sich in ihrer Konfiguration ähnlich sind, wobei der Mittelpunkt der Anschlußfahne gegenüber der Mittellinie der Gitterplatte um 17,5 mm (0,688 Zoll) versetzt ist. Wenn das auch bei dem Zusammenbau der Batterie bestimmte Symmetrien gestattet, ergeben sich jedoch auch bedeutende Fertigungsnachteile und Nachteile in dem Potential für die Umkehrung. Die letzteren können bei Verwendung von Gitterplatten der vorliegenden Erfindung vollständig eliminiert werden.
  • Es erfolgt nun eine Beschreibung von Fig. 3A. Dort ist ein angeformter Bügel 60 entsprechend dem Stand der Technik dargestellt. Wie vorher erwähnt wurde, werden solche Bügel den Batterieplattenstapeln zugefügt, indem man zuerst eine gewünschte Anzahl von positiven und negativen Platten zusammensetzt. Ein solches Zu sammensetzen beinhaltet die abwechselnde Anordnung von positiven und negativen Platten und das Anbringen von Trennmaterial zwischen den Platten. In dem Fachgebiet sind verschiedene Maschinen für den Zusammenbau der Platten und für ihr Ergreifen bekannt, so daß sie umgekehrt werden können, um die Anschlußfahnen in einer Bügel-Gießform anzuordnen, die geschmolzenes Blei enthält. Nach dem Entfernen der Platten aus der Gießform, ist ein Bügel, so wie er in Fig. 3A dargestellt ist, an jeder Anschlußfahne in einer Reihe von Anschlußfahnen in dem Plattenstapel befestigt.
  • Fig. 3A und 3B zeigen unterschiedliche Ansichten eines typischen angeformten Bügels. Statt die Gießform zu zeigen, aus der heraus die Bügel hergestellt werden, sind Vorder- und Seitenansichten gezeigt und es sollte aus der Beschreibung zu diesem Punkt hervorgehen, daß die tatsächlichen Bügel mit den Sammler-Anschlußfahnen gekoppelt sein würden, da sie integriert damit geformt werden. Die angeformten Bügel 60 haben im allgemeinen einen rechtwinkligen, länglichen Körper-Abschnitt 62, der eine Länge aufweist, die ausreicht, um mit jeder Anschlußfahne in einer Reihe eines Batterieplattenstapels gekoppelt zu werden. Die angeformten Bügel 60 weisen auch einen sich vertikal erstreckenden Bereich 64 an einem Ende des Bereiches 60 auf, wobei das Ende 64 eine obere Rundung 65 aufweist, so daß das Gesamterscheinungsbild des Endbereiches 64 einem Grabstein ähnlich ist.
  • Die Bügel 60 sind in der Ausrichtung für die positiven und negativen Anschlußfahnen umgekehrt, so daß die vertikalen Bereiche 64 sich an den entgegengesetzten Enden des Stapels befinden. Von Fachleuten dieses Fachgebietes ist weiterhin zu erkennen, daß die Bereiche 64 angeordnet sind, um eng anliegend mit den Trennwänden des Batteriegehäuses (nicht dargestellt) zusammenzupassen, so daß der Bereich 64 eines Stapels, der positive Plattenanschlußfahnen verbindet, durch die Gehäusewand bis zu dem Bereich 64 des Bügels, der die negativen Plattenanschlußfahnen in der angrenzenden Zelle koppelt, elektrisch geschmolzen werden kann. Eine solche Kopplung erfolgt in der derzeitigen Batterie herstellungstechnik unter Verwendung von Schweißbacken, die sich über dem Paar der Bereiche 64 nach unten erstrecken und die zusammengeklemmt werden, um den Schweißvorgang auszuführen. Während eines solchen Schweißvorganges muß mit beträchtlicher Sorgfalt vorgegangen werden, weil die Backen, wenn sie zu weit abgesenkt sind, die Bereiche 62 der Bügel 60 berühren und das zu einer verschobenen und/oder fehlerhaften. Schweißnaht führen kann.
  • Sich als nächstes der Beschreibung von Fig. 4A bis 4C zuwendend, sind dort die angeformten Bügel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Diese Bügel haben eine unterschiedliche Konfiguration und Ausrichtung, die durch die Konstruktion der mittigen Anschlußfahne der Gitterplatten und Platten, mit denen sie verwendet werden, ermöglicht wird. Die Bügel 70 sind weiterhin ohne die angeschlossenen Anschlußfahnen dargestellt und, wie es vorher erwähnt wurde, würden die Bügel 70 ebenfalls unter Verwendung von Gießtechniken gebildet werden, die an sich kein Bestandteil der vorliegenden Erfindung sind. Die Bügel 70 enthalten einen länglichen Körperabschnitt 72 mit einer Länge gleich oder größer der Länge der Reihe von Anschlußfahnen, die er zu verbinden hat und einen Querschnitt, der sich in der Dicke und Breite zwischen dem Ende 76 und dem seitlichen Überstand 74 allmählich vergrößert. An einem Ende des Abschnittes 72 ist eine sich seitlich erstreckende Verlängerung 74 ausgebildet. Durch Vergleichen der Fig. 3A bis 3B und der Fig. 4A bis 4C ist festzustellen, daß die Gesamthöhe der angeformten Bügel der vorliegenden Erfindung geringer ist und daß das grabsteinförmige Erscheinungsbild radikal verändert ist. Die Verwendung von Bügeln mit niedrigerem Profil gestattet die Verwendung von größeren Platten, welche die Flexibilität der Batteriekonstruktion, die mit der vorliegenden Erfindung erreichbar ist, weiter erhöhen.
  • In der Praxis würden zwei angeformte Bügel 70 für jeden Batteriestapel verwendet werden (mit Ausnahme der Endstapel), einer mit Platten, die eine mittige Anschlußfahne enthalten und einer mit Platten, die eine Anschlußfahne enthalten, die gegenüber der Mitte versetzt ist. Die Bügel 70 sind in einer solchen Weise angeordnet, daß sich die seitlichen Überstände 74 in den Bereich erstrecken, der im allgemeinen durch die beiden Anschlußfahnenreihen eines solchen Stapels definiert ist.
  • Die Endstapel würde nur einen der Bügel 70 enthalten und einen weiteren Bügel für die Anschlußelektroden, wie es nun in Verbindung mit Fig. 5 beschrieben wird.
  • Fig. 5 zeigt in einer Ansicht von oben und in etwas schematisierter Form eine Batterie, die gemäß den Merkmalen der bevorzugtesten Ausführung der vorliegenden Erfindung vorbereitet ist. Die einzelnen Platten sind nicht im Detail dargestellt und der Deckel und seine dazugehörigen Komponenten sind ebenfalls aus der Zeichnung entfernt worden, um die Erläuterung der Komponenten zu erleichtern, welche die bevorzugtesten Aspekte der Erfindung bilden. Die Batterie 80 enthält eine Kammer 82 mit einer vorderen Wand 84, Endwänden 85 und 87, der hinteren Wand 86 und einem Boden (nicht dargestellt). Zwischen den Endwänden 85 und 87 sind fünf Zellentrennwände 88 angeordnet, wodurch sechs Kammern 89 gebildet werden, wie es gegenwärtig bei einer 12-Volt- Kraftfahrzeugbatterie normal sein würde.
  • In jeder Kammer 89 ist ein Plattenstapel 90 angeordnet, wobei jeder Stapel 90 aus einer Vielzahl von positiven und negativen Platten mit dazwischen angeordnetem Trennmaterial besteht und die Anschlußfahnen der positiven Platte auf der Mittellinie der Batterie angeordnet sind. Die Anschlußfahnen der negativen Platte sind nahe der hinteren Wand 86 angeordnet, mit Ausnahme des Stapels 91, bei dem die Anschlußfahnen der negativen Platte in einer Endkammer benachbart zu der vorderen Wand 84 angeordnet sind. Diese Umkehrung ist nur vorgesehen, damit die Anschlußelektrode, die nachfolgend beschrieben wird, auf derselben Seite der Batterie angebracht werden kann.
  • Diese Figur zeigt deutlich, wie die angeformten Bügel 70 in der Batteriekammer angeordnet sind und wie sie sich in spiegelbildlicher Form abwechseln, so daß die seitlichen Verlängerungen 74 der Bügel 70 in dem Bereich zwischen den Körperabschnitten 72 des Bügels 70 die Batterie herunter eine einzige Linie bilden. Durch Bezugnahme auf diese Figur kann auch eingeschätzt werden, daß der Schweißvorgang unter Verwendung der angeformten Bügel 70 dadurch leichter ausgeführt werden kann, weil die Backenausrichtung leichter zu erreichen ist und es weniger Möglichkeiten gibt, die Bügel oder Platten zu beschädigen, weil die Abschnitte 74 über der Oberseite der Platten beabstandet sind.
  • Fig. 5 zeigt auch die angeformten Bügel 92 und 94, die jeweils für die positiven und die negativen Anschlußelektroden vorgesehen sind. Diese Bügel enthalten jeder einen Körperabschnitt 95, der die jeweiligen Anschlußfahnen in den Endkammern koppelt und eine Säule 97, die in der vorliegenden abgebildeten Ausführung ausgebildet ist, um den Deckel (nicht dargestellt) zu durchdringen. In vielen Fällen wird die Ausrichtung der Anschlußelektrode durch die Konstruktionsparameter der Batterie selbst diktiert und es sind Konstruktionen mit oberer Säule, seitlicher Säule und andere Konstruktionen bekannt, die durch einen Fachmann auf diesem Fachgebiet nach dem Lesen der vorliegenden Beschreibung leicht angepaßt werden könnten. Die Bügel 92 und 94 sind nicht mit den Bügeln in den benachbarten Zellen verschmolzen.
  • Unter Verwendung der Gitterplatten- und Bügelanordnung der vorliegenden Erfindung ist eine Vielzahl von Anschlußeinrichtungen möglich, einschließlich oberen, seitlichen oder Eckanordnungen, die im Fachgebiet bekannt sind. Diese Möglichkeiten entstehen durch die nicht-symmetrische Anschlußfahnenanordnung, die die Mittellinien-Anordnung eines Satzes von Anschlußfahnen einschließt.
  • Wenn auch die vorliegende Erfindung in Verbindung mit bestimmten bevorzugten Ausführungen beschrieben wurde, ist sie dadurch nicht eingeschränkt. Die Einschränkung erfolgt lediglich durch die nachfolgenden Patentansprüche.

Claims (7)

1. Gitterplatte (10) für eine Blei-Säure-Batterie, mit einem allgemein rechteckigen, elektrisch leitenden Gitterplattenkörper, der gegenüberliegende obere und untere Rahmenelemente (12, 17) sowie gegenüberliegende seitliche Rahmenelemente (13, 14) hat, wobei die Gitterplatte gekennzeichnet ist durch eine Stromsammelanschlußfahne (25), die sich von dem oberen Rahmenelement erstreckt und mittig zwischen den seitlichen Rahmenelementen angeordnet ist, und eine Vielzahl von voneinander beabstandeten leitfähigen Leitern (22), durch die ein Gittermuster definiert ist, wobei sich zumindest ein Teil der Leiter in einem nicht-parallelen Muster von dem oberen Element erstreckt und eine sich verringernde Querschnittsfläche hat.
2. Gitterplatte nach Anspruch 1, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß das obere Rahmenelement mehr leitfähiges Material enthält als das untere Rahmenelement.
3. Gitterplatte nach Anspruch 2, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß das obere Rahmenelement an einem mittleren Bereich (24) davon mehr leitfähiges Material enthält.
4. Stapel von Batterieplatten, gekennzeichnet durch:
eine Vielzahl von Batterieplatten, die jeweils einen allgemein rechteckigen, elektrisch leitfähigen Gitterplattenkörper haben, der gegenüberliegende obere und untere Rahmenelemente (12, 17) sowie gegenüberliegende seitliche Rahmenelemente (13, 15), eine Stromsammelanschlußfahne (25), die sich von dem oberen Rahmenelement erstreckt und mittig zwischen den seitlichen Rahmenelementen angeordnet ist, und eine Vielzahl von voneinander beabstandeten leitfähigen Leitern (22) aufweist, durch die ein Gittermuster definiert ist, wobei sich zumindest ein Teil der Leiter in einem nicht-parallelen Muster von dem oberen Element erstreckt und eine sich verringernde Querschnittsfläche hat, die sich mit einer Vielzahl von Platten abwechseln, die jeweils einen allgemein rechteckigen, elektrisch leitfähigen Gitterplattenkörper haben, der gegenüberliegende obere und untere Rahmenelemente (12, 17) sowie gegenüberliegende seitliche Rahmenelemente (13, 15), eine Stromsammelanschlußfahne (25), die sich von dem oberen Rahmenelement erstreckt und gegenüber der Mitte zwischen den seitlichen Rahmenelementen versetzt angeordnet ist, und eine Vielzahl von voneinander beabstandeten leitfähigen Leitern (22) aufweist, durch die ein Gittermuster definiert ist, wobei sich zumindest ein Teil der Leiter in einem nicht-parallelen Muster von dem oberen Element erstreckt und eine sich verringernde Querschnittsfläche hat.
5. Stapel von Batterieplatten nach Anspruch 4, bei dem durch einen ersten angeformten Bügel (70) die Anschlußfahnen von solchen Platten elektrisch gekoppelt sind, bei denen die Stromsammelanschlußfahnen mittig zwischen den seitlichen Rahmenelementen angeordnet sind, und durch einen zweiten angeformten Bügel (70) die Anschlußfahnen von solchen Platten elektrisch gekoppelt sind, bei denen die Stromsammelanschlußfahnen gegenüber der Mitte zwischen den seitlichen Rahmenelementen versetzt angeordnet sind, wobei die angeformten Bügel gekennzeichnet sind durch einen länglichen Abschnitt (72), durch den die Anschlußfahnen gekoppelt sind, und einen Abschnitt (74), der von einem Ende des länglichen Abschnittes seitlich vorsteht, wobei die seitlich vorstehenden Abschnitte der ersten und zweiten angeformten Bügel jeweils an gegenüberliegenden Enden des Plattenstapels gelegen und in dem Bereich der Anschlußfahnen angeordnet sind.
6. Blei-Säure-Batterie, mit einer Vielzahl von zellenförmigen Kammern, die durch Endwände und Zwischenwände gebildet sind, wobei in jeder dieser Kammern eine Vielzahl von positiven und negativen Batterieplatten aufgenommen ist, zwischen denen Separatoren angeordnet sind, wobei die Batterie dadurch gekennzeichnet ist, daß jede Platte eine Stromsammelanschlußfahne hat, wobei die Anschlußfahnen von den positiven bzw. negativen Platten in jeder Kammer in voneinander beabstandeten Reihen angeordnet sind, wobei eine der Reihen entlang der Mittellinie der Batterie verläuft.
7. Blei-Säure-Batterie nach Anspruch 6, bei der die Platten gekennzeichnet sind durch eine Gitterplatte (10), die einen allgemein rechteckigen, elektrisch leitfähigen Gitterkörper hat, der gegenüberliegende obere und untere Rahmenelemente (12, 17) sowie gegenüberliegende seitliche Rahmenelemente (13, 15) und eine Vielzahl von voneinander beabstandeten leitfähigen Leitern (22) aufweist, durch die ein Gittermuster definiert ist, wobei sich zumindest ein Teil der Leiter in einem nicht-parallelen Muster von dem oberen Element erstreckt und eine sich verringernde Querschnittsfläche hat.
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