DE8912155U1

DE8912155U1 - Vorrichtung zum elektrischen Verbinden der Pole von elektrochemischen Zellen, insbesondere Traktionszellen

Info

Publication number: DE8912155U1
Application number: DE8912155U
Authority: DE
Original assignee: Accumulatorenwerk Hoppecke Carl Zoellner and Sohn KG
Current assignee: Accumulatorenwerk Hoppecke Carl Zoellner and Sohn KG
Priority date: 1989-10-12
Filing date: 1989-10-12
Publication date: 1989-11-23
Anticipated expiration: 1999-10-13

Description

PATENTANWÄLTE

D-4000 DÜSSELDORF Il " DIPL.-ING. H E I N Z J. RING EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Unser Zeichen. ™ *06 Datum: ¹I- Oktober 1989

Accunulatorenwerke Hoppecke Carl Zoellner & Sohn GmbH & Co. KG,
Bontkirchener Str. 1, 5790 Brilon 2

Vorrichtung zum elektrischen Verbinden de? Pole von elektrochemischen Zellen, insbesondere Traktionszellen

(j Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrischen Verbinden der einen Kunststoffdeckel durchragenden Pole von elektrochemischen Zellen, insbesondere Traktionszellen, mit einem metallischen, kunststoffisolierten Flachbandleiter, welcher endseitig eine Bohrung aufweist und welcher mittels einer die Bohrung durchragenden Schraube abgedichtet auf dem Pol unter mechanischer Befestigung elektrisch kontaktiert ist.

Derartige Schraubverbinder für Traktionszellen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. So kennt man zunächst den sogenannten Bleiverbinder, bei dem ein metallischer Flachbandleiter endseitig jeweils eine Bohrung aufweist, mittels der der Flachbandleiter auf den Bleipol der elektrochemischen Zelle unter Zwischenanordnung einer Bleischeibe aufgelegt ist. Auf der anderen Seite des Flachbandleiters ist eine zweite Bleischeibe angeordnet, um schließlich die beiden Bleischeiben zusammen mit dem Flachbandleiter mittels einer Schraube unter elektrischer Kontaktierung auf dem Bleipol zu befestigen. Die Bleischeiben dienen dabei der Abdichtung, um ein Eindringen von Feuchtigkeit, insbesondere von hochsteigender Säure in den Kontaktbereich zwischen der Schraube und dem Bleipol zu verhindern, was ansonsten zu einer gefürchteten Korrosion führen könnte. Der

Flachbandleiter selbst ist mittels eines aufgezogenen Schrumpfschlauches elektrisch isoliert.

Diese Bleiverbindung hat den Vorteil, daß er preiswert ist. Allerdings sind die beiden zwischengelegten Bleischeiben nicht wartungsfrei, da die Schraube von Zeit zu Zeit nachgezogen werden muß, weil das Blei derart weich ist, daß es fließt und somit nicht mehr dicht ist.

Neben dem Bleiverbinder gibt es auch Verbinder unter Verwendung von Kunststoffabdichtungen. Dadurch ist allerdings eine aufwendige Umsprltzung notwendig, so daß ein derartiger Verbinder ein mehrfaches von dem kostet, was ein Bleiverbinder kostet.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine preiswerte sowie wartungsfreie Vorrichtung zum elektrischen Verbinden der Pole von elektrochemischen Zellen, insbesondere Traktionszellsn, zu schaffen.

Als technische Lösung wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß der Flachbandleiter eine Kunststoffbeschichtung aufweist, daß die Schraube einen Kunststoffkopf aufweist und daß sowohl zwischen dem Flachbandleiter mit seiner Kunststoffbeschichtung und dem Kunststoffdeckel als auch zwischen dem Flachbandleiter mit seiner Kunststoffbeschichtung und dem Kunststoffkopf der Schraube jeweils ein O-Ring für die Abdichtung angeordnet ist.

Auf diese Weise ist eine preiswerte sowie vor allem wartungsfreie und absolut dichte Vorrichtung zum elektrischen Verbinden der Pole von elektrochemischen Zellen, insbesondere Traktionszellen, geschaffen. Durch die Elastizität der O-Ringe ist zunächst ein absolut fester Sitz gewährleistet, ohne daß von

Zeit zu Zeit die Schraube nachgezogen werden muß. Die erfindungsgemäße O-Ring-Abdichtung auf beiden Seiten beruht auf dem bewährten Dichtsystem Kunststoff/O-Ring/Kunststoff, so daß eine wirkungsvolle Abdichtung gewährleistet ist, ohne daß die Gefahr besteht, das Feuchtigkeit oder insbesondere hochsteigende Säure in den Kontaktbereich zwischen dem Bleipol und der Schraube eindringen kann. Der Flachbandleiter ist dabei vollständig mit der Kunststoffbeschichtung isoliert und reicht dabei insbesondere bis in den Bereich der O-Ringe, so daß diese nicht am metallischen Flachbandleiter anliegen, sondern an dessen Kunststoffbeschichtung.

In einer bevorzugten Ausbildung der Kunststoffbeschichtung besteht diese aus einem Wirbelsinterpulver auf der Basis verseifter EVA- bzw. EVAL-Copolymere. Eine derartige Pulverbeschichtung, welche unter dem eingetragenen Warenzeichen "Levasint" im Handel erhältlich ist, ist säurefest und sehr flexibel, so daß sie sich sehr gut für die Beschichtung von Fiaehbandleitern eignet.

In einer bevorzugten Weiterbildung des vorzugsweise verbleiten Flachbandleiters besteht dieser aus Kupfer.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die (^ Schraube eine Messingschraube mit einem Kunststoffkopf ist und daß der Pol einen in diesem verankerten Messingeinsatz für die Messingschraube aufweist. Dabei steht vorzugsweise der Messingeinsatz über die Oberseite des Pols über und bildet den Anschlag für den Flachbandleiter, wobei der untere O-Ring zusätzlich noch an der Außenmantelfläche dieses Messingeinsatzes dichtend anliegt. Auf diese Weise ist eine sichere Verankerung der Schraube im Pol gewährleistet, wobei darüber hinaus eine einwandfreie Abdichtung geschaffen ist, indem der untere O-Ring im ringförmigen Ausschnitt dichtend angeordnet ist, welcher

durch die Unterseite der Kunststoffbeschlchtung des Flachbandleiters, die Außenmantelfläche des Messingeinsatzes sowie durch die Oberseite des Kunststoffdeckels definiert ist.

Ein Auführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum elektrischen Verbinden der Pole einer elektrochemischen Zelle wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben, die einen Schnitt durch den Austrittsbereich des Poles durch den Kunststoffdeckel der elektrochemischen Zelle zeigt.

Eine elektrochemische Zelle 1 besteht aus einem Kunststoffgehäuse 2, welches oberseitig einen Kunststoffdeckel 3 aufweist. Dieser Kunststoffdeckel 3 weist neben einer öffnung 4 eine Durchführung für einen Pol 5 aus Blei auf.

Wie in der Zeichnung erkennbar ist, ist das obere Ende des Pols 5 von einem Gehäuseflansch 6 aus Kunststoff aufgenommen, welcher unterseitig zum Kunststoffdeckel 3 befestigt, insbesondere angeschweißt ist. Das obere Ende des Pols 5 ist dabei zur Bildung des Gehäuseflansches 6 entsprechend umspritzt, wobei die Unlösbarkeit der beiden Teile durch ringartige Vorsprünge und Nuten des Pols 5 gewährleistet ist. Weiterhin weist der Pol 5 einen Messingeinsatz 7 auf, welcher ein Sacklochgewinde 8 aufweist. Auch dieser Messingeinsatz 7 ist formschlüssig im Pol 5 gehalten und ragt konisch sich verjüngend über die Oberseite 9 des Pols 5 sowie vor allem auch über den Gehäuseflansch 6.

Am Pol 5 ist ein Flachbandleiter 10 unter mechanischer Befestigung elektrisch kontaktiert und stellt die elektrische Verbindung zu einem anderen Pol einer anderen elektrochemischen Zelle her. Der Flachbandleiter 10 besteht dabei aus Kupfer und ist endseitig im Bereich der Anschlußstelle mit einer Bohrung 11 versehen. Der Flachbandleiter 10 ist dabei mit einer Kunststoffbeschichtung 12 versehen, welche den Flachbandleiter 10 fast

nahezu vollständig umgibt, so daß auf diese Weise eine Vollisolierung geschaffen ist. Lediglich im Bereich der Bohrung 11 ist der Flachbandleiter 10 ringförmig ohne Kunststoffbeschichtung. Bei dieser Kunststoffbeschichtung 12 handelt sich um ein Wirbelsinterpulver auf der Basis verseifter EVA- bzw. EVAL-Copolymere, wobei die Beschichtung im Wirbelschichtverfahren erfolgt. Dieser Kunststoff ist im Handel unter dem eingetragenen Warenzeichen "Levasint* bekannt und erhältlich.

Zur Befestigung des Flachbandleiters 10 auf dem Pol 5 der elektrochemischen Zelle 1 wird zunächst ein O-Ring 13 auf das

s > konisch sich verjüngende, obere Ende des Messingeinsatzes 7 aufgesteckt, und zwar derart, daß dieser O-Ring 13 sowohl auf der Oberseite des Kunststoffdeckels 3 als auch an der Außenmantelfläche 14 des Messingeinsatzes 7 anliegt. Darauf wird dann der Flachbandleiter 10 mit seiner Bohrung 11 derart aufgelegt, daß dessen Kunststoffbeschichtung 12 auf dem O-Ring 13 zu liegen kommt, während der von der Kunststoffbeschichtung 12 freigelassene Ringbereich auf der Oberseite 9 des Messingeinsatzes 7 des Pols 5 zu liegen kommt, so daß auf diese Weise der elektrische Kontakt zwischen dem Flachbandleiter 10 und dem Pol 5 bzw. dessen Messingeinsatz 7 hergestellt ist. Auf die Oberseite des Flachbandleiters 10, und zwar auf dessen Kunststoffbeschichtung 12 wird dann ein zweiter O-Ring 13* aufgelegt. Zur

O Sicherung der Teile wird dann eine Schraube 15 aus Messing in das Sacklochgewinde eingeschraubt, indem die Schraube 15 den oberen O-Ring 13', die Bohrung 11 des Flachbandleiters 10 sowie den unteren O-Ring 13 durchragt. Diese Schraube 15 aus Messing besitzt dabei einen Kunststoffkopf 16, so daß der Kunststoffkopf 16 mit seinem Kunststoffmaterial von oben auf den oberen O-Ring 13* drückt. Nach Anziehen der Schraube 15 ist der Flachbandleiter 10 am Pol 5 unter mechanischer Befestigung elektrisch kontaktiert. Dabei bilden die O-Ringe 13,13' mittels des Dichtsystems Kunststoff/O-Ring/Kunststoff eine Abdichtung, welche das Eindringen von Feuchtigkeit sowie vor allem von hochkriechender

Säure verhindert.

Insgesamt ist somit ein preiswerter, wartungsfreier sowie vollisolierter Flachkupferlamellenverbinder geschaffen, welcher auf optimale Weise die an ihn gestellten Forderungen erfüllt.

I* I I 1 1 I 1 1 t t I I I I I I * B e 2 u q s &zgr; eichenliste

1	elektrochemische Zelle
2	Kunststoffgehäuse
3	Kunststoffdeckel
4	öffnung
5	Pol
6	Gehäuseflansch
7	Hessingeinsatz
8	Sacklochgewinde
9	Oberseite
10	Flachbandleiter
11	Bohrung
12	Kunststoffbeschichtung
13	O-Ring
13'	O-Ring
14	Außenmantelfläche
15	Schraube
16	Kunststoffkopf

— 8 -

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zum elektrischen Verbinden der einen Kunststoffdeckel (3) durchragenden Pole (5) von elektrochemischen Zellen (1), insbesondere Traktionszellen,

nit einen metallischen, kunststoffisolierten Flachbandleiter (10), welcher endseitig eine Bohrung (11) aufweist und •elcher mittels einer die Bohrung (11) durchragenden Schraube (15) abgedichtet auf dem Pol (5) unter mechanischer Befestigung elektrisch kontaktiert ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Flachbandleiter (10) eine Kunststoffbeschichtung (12) auf«eist,

daß die Schraube (15) einen Kunststoffkopf (16) aufweist und
daß sowohl zwischen dem Flachbandleiter (10) mit seiner Kunststoffbeschichtung (12) und dem Kunststoffdeckel (3) als auch zwischen dem Flachbandleiter (10) mit seiner Kunststoffbeschichtung (12) und dem Kunststoffkopf (16) der Schraube (15) jeweils ein O-Ring (13,13·) für die Abdichtung angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffbeschichtung (12) aus einem Wirbelsinterpulver auf der Basis verseifter EVA- bzw. EVAL-Copolymere besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise verbleite Flachbandleiter (10) aus Kupfer besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (15) eine Messingschraube mit einem Kunststoffkopf (16) ist und daß der Pol (5) einen in diesem verankerten Messingeinsatz (7) für die Messingschraube aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Messingeinsatz (7) über die Oberseite (9) des Pols (5) übersteht und einen Anschlag für den Flachbandleiter (10) bildet, ■obei der untere O-Ring (13) zusätzlich noch an der AuQen- »antelfläche (14) des Messingeinsatzes (7) dichtend anliegt.

R/GY/rt