ES2277386T3 - Circuito sellado de bateria sin soldadura moldeado en la tapa. - Google Patents
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Abstract
Una batería que tiene un terminal exterior (40, 42) y al menos una barra (44) de unión de las placas terminales como una masa contigua, que comprende: un recipiente (10) de la batería, que tiene al menos un compartimento de elementos de la batería, en el que el mencionado compartimento de elementos de la batería contiene al menos una placa (34) negativa de la batería, y al menos una placa (32) positiva de la batería, una tapa (12) de la batería, que tiene una pared (15) con una superficie exterior y una superficie interior, una hendidura (26) de moldeo del terminal positivo, y una hendidura (26) de moldeo del terminal negativo, estando formada en la mencionada superficie interior de la mencionada tapa de la batería, formándose una abertura (29) del terminal positivo a través de la mencionada pared, formándose una abertura (28) del terminal negativo a través de la mencionada pared; y un molde (14) del terminal externo positivo para recibir el volumen del plomo fundido para formar un terminal(40) positivo externo, y una barra de unión de las placas (44) con la solidificación, en el que la placa positiva de la batería está insertada en la mencionada hendidura de moldeo del terminal positivo, mientras que se está fundiendo todavía el mencionado volumen de plomo, un molde (14) del terminal externo negativo para recibir el mencionado volumen de plomo fundido, para formar un terminal (42) negativo exterior, y una barra de unión de placas (44) con la solidificación, en el que al menos una placa negativa de la batería se inserta en el mencionado molde del terminal negativo, mientras que el mencionado volumen de plomo está todavía fundido.
Description
Circuito sellado de batería sin soldadura
moldeado en la tapa.
Existen cinco problemas persistentes en la
ingeniería que han invadido la industria de las baterías de
almacenamiento de plomo/ácido, desde el comienzo de las baterías
multi-elementos. El primer problema ha sido las
conexiones inter-elementos defectuosas. En el
momento actual, las conexiones inter-elementos se
realizan mediante la soldadura conjunta de dos barras de conexión
de placas verticales de orejetas a través de un agujero en una
partición del recipiente de la batería. Esta conexión soldada es
conocida comúnmente como una conexión "a través de la
partición". Un problema con esta conexión "a través de la
partición" es que la soldadura es susceptible de romperse. Las
conexiones rotas permitirán la aparición de arcos eléctricos. Puede
tener lugar una explosión cuando el arco eléctrico pueda provocar
el encendido de los gases de hidrógeno y oxígeno que se generen de
forma natural dentro de la batería.
Las explosiones de la batería son serias con
frecuencia y algunas veces letales. De acuerdo con las estadísticas
de la Administración Nacional de Tráfico de Carretera y Seguridad,
en los hospitales se tratan anualmente 6000 heridas relacionadas
con las baterías. En el momento actual, una batería construida
convencionalmente de 12 Voltios tiene cinco conexiones de soldadura
internas "a través de la partición", más dos conexiones
soldadas de los terminales externos. Todas estas conexiones soldadas
tienen la posibilidad de romperse, generar arcos eléctricos, y
provocar una explosión.
El segundo problema está relacionado con el
sellado en las conexiones inter-elementos entre las
hendiduras de moldeo de la barra de unión de placas adyacentes. Un
buen sellado es importante para prevenir que el electrolito pueda
tener fugas de un elemento a otro. Las fugas del electrolito pueden
provocar que los elementos se descarguen eléctricamente y que
lleguen a estar desequilibrados eléctricamente los elementos.
El tercer problema de las baterías construidas
de forma convencional es la fuga de electrolito en la zona de los
terminales externos. En la construcción convencional, las bornas
terminales externas son fundiciones de plomo que están moldeadas en
la tapa de la batería. Después de haber sellado por calor la tapa de
la batería en el recipiente de la batería, las bornas internas que
se extienden desde dos elementos terminales en el recipiente de la
batería, una para el positivo y la otra para el negativo, sobresalen
a través de dos bornas terminales externas huecas en la tapa de la
batería. Los extremos de las bornas internas y los casquillos
terminales externos prefundidos están conectados conjuntamente
mediante un proceso de soldadura. Los casquillos terminales
externos huecos moldeados en la tapa tienen por objeto el sellado
del terminal externo contra las fugas de electrolito y gas de la
batería. Los casquillos terminales externos huecos proporcionan
alguna mejora sobre las juntas de goma, juntas tóricas, tuercas de
bloqueo, y otros medios utilizados en el pasado para impedir la
fuga del electrolito. No obstante, los casquillos terminales
externos huecos, además de ser costosos, son realmente frágiles y
dependen de una excelente soldadura a los bornes de los elementos
internos, y están predispuestos a las fugas de gas y
electrolito.
El cuarto problema es la corrosión en la junta
de fusión de los bornes de las placas de conexión a las barras de
unión de las placas. La corrosión está provocada por los ácidos y
los gases corrosivos que atacan las combinaciones de las aleaciones
de plomo utilizadas en el batería.
El quinto problema es la necesidad del cepillado
de las orejetas de las placas antes de su entrada en la barra de
unión de las placas fundidas. El cepillado elimina los materiales
extraños, tales como los residuos de oxido de plomo dejados por la
operación de empastado de las placas y por cualquier oxido de plomo
procedente de la exposición natural a la atmósfera. El cepillado
crea también una apariencia de metal brillante en la orejeta de las
placas.
En consecuencia, existe una necesidad claramente
expuesta en el arte para la eliminación del funesto problema de las
explosiones, provocadas por los fallos de las soldaduras. Existe la
necesidad adicional de eliminar los casquillos terminales externos
premoldeados, bornes de los elementos internos premoldeados, y los
procedimientos de soldadura asociados para la fabricación de los
terminales externos. Existe otra necesidad adicional de impedir que
los ácidos y gases corrosivos puedan alcanzar la junta de fusión
entre las placas y barras de la batería. Existe finalmente la
necesidad de cepillar las conexiones de las placas de la batería
antes de la inserción en una barra de unión de las placas
fundidas.
La patente de los EE.UU. número 4230241 describe
un aparato para la formación de barras de los puentes de la batería
y de las conexiones inter-elementos en una caja en
la caja de una batería de tapa abierta con antelación a la
inserción del electrolito o bien de la fijación de una tapa.
La patente de los EE.UU. numero 4299891 describe
un método para la fundición de terminales de baterías directamente
en su posición dentro y a través de una pared lateral de la caja de
la batería.
Ninguna de las mencionadas patentes de los
EE.UU. exponen una tapa de batería que tenga hendiduras de moldes
de terminales formados en la tapa de la batería.
El solicitante ha inventado una batería con
conexiones inter-elementos exclusivas, que reducen
el potencial de las explosiones, eliminando los casquillos y bornes
inter-elementos. La tapa de la batería se utiliza
como un molde para formar los circuitos eléctricos, evitando por
tanto la necesidad de las conexiones soldadas.
De acuerdo con la presente invención se
proporciona una batería según la reivindicación 1, así como también
un método para la fundición del circuito de una batería según la
reivindicación 6.
En consecuencia, es un objeto de la presente
invención el proporcionar una batería que no tenga soldaduras en el
circuito eléctrico.
Es un objeto adicional de la presente invención
el proporcionar una batería sin conectores
inter-elementos o casquillos terminales externos
huecos moldeados en la tapa de la batería.
Es un objeto adicional de la presente invención
el proporcionar una batería que no precise de máquinas de soldar en
su fabricación.
Es un objeto adicional de la presente invención
el proporcionar un circuito eléctrico sólido de fundición, que
incluya barras de unión de las placas, conexiones
inter-elementos, y conectores de los terminales
externos.
Es un objeto adicional de la presente invención
el proporcionar una batería en la que la tapa de la batería y el
molde de los terminales externos sirvan como el molde del
circuito.
Es un objeto adicional de la presente invención
el vertido del circuito eléctrico completo de la batería de una sola
vez.
Es un objeto adicional de la presente invención
el sellado de las conexiones inter-elementos de la
propagación de líquidos o gases, impidiendo de esta forma que el
electrolito o los gases puedan migrar desde un elemento adyacente a
otro.
Es un objeto adicional de la presente invención
el reducir el número de máquinas y las operaciones de las máquinas
necesarias para fabricar las baterías.
Es un objeto adicional de la presente invención
el sellado de los terminales externos para impedir la propagación
de los líquidos o los gases, impidiendo así que el electrolito o
los gases puedan migrar fuera de la batería entre la tapa de la
batería y los terminales externos.
Es un objeto adicional de la presente invención
el sellado de la junta de fusión entre los bornes de las placas y
las barras de unión de las placas, para impedir que el líquido y los
gases puedan corroer las mismas.
Es un objeto adicional de la presente invención
el sellado concurrente de las conexiones
inter-elementos; terminales externos y los bornes
de las placas, y las juntas de fusión de las barras de unión de las
placas al mismo tiempo, mediante el vertido de plomo fundido en las
hendiduras de los moldes de las barras de unión de las placas de la
tapa, y fundiendo así por moldeo la totalidad del circuito eléctrico
de la batería.
Es un objeto adicional de la invención el
proporcionar un método de fabricación de baterías de almacenamiento
de plomo y ácido que solucione los problemas del arte previo.
Es un objeto adicional de la presente invención
el proporcionar una batería de almacenamiento de plomo y ácido más
eficiente, más ligera de peso y más segura.
Es un objeto adicional de la presente invención
el eliminar o reducir significativamente la aparición de
explosiones en las baterías de plomo y ácido.
Es un objeto adicional de la presente invención
el reducir adicionalmente la cantidad de plomo utilizado en la
fabricación de baterías de almacenamiento de plomo y ácido.
Es un objeto adicional de la presente invención
el fabricar una batería, en la cual las barras de unión de las
placas están soportadas y reforzadas mediante su moldeado por fusión
en hendiduras de moldes de las barras de unión de las placas en la
tapa de plástico de la batería.
Es un objeto adicional de la presente invención
el proporcionar un borde de la placa que no tenga que ser cepillado
y fundido justo antes de la inserción en una barra de unión de las
placas fundidas.
Es finalmente un objeto de la presente invención
el acortar el trayecto eléctrico en las baterías de almacenamiento
de plomo y ácido.
La batería de la presente invención incluye una
pluralidad de placas del positivo de la batería, una pluralidad de
placas del negativo de la batería, una tapa de batería, y un
recipiente de la batería. La tapa de la batería incluye una pared
superior, y una pluralidad de paredes laterales. La pared superior
tiene una superficie superior y una superficie inferior. La
pluralidad de las hendiduras de los moldes de las barras de unión de
las placas o hendiduras de los moldes están formadas sobre la
superficie inferior de la pared superior. Cada hendidura del molde
recibe los bornes del positivo o los bornes del negativo, desde las
placas positivas o negativas de la batería.
Los límites de cada hendidura de moldeo están
formados a partir de la superficie inferior de la pared superior,
dos paredes divisorias, y dos paredes terminales. Los límites de
cada hendidura de moldeo del terminal están formados desde la
superficie inferior de la pared superior, dos paredes terminales,
una pared lateral y una pared divisoria. Preferiblemente, la
pluralidad de hendiduras de moldeado están moldeadas como una única
unidad, para asegurar que todas las paredes estén selladas
herméticamente, de forma tal que cada hendidura de moldeo esté
aislada de las demás hendiduras de moldeo, tanto de los líquidos
como de los gases. El proceso del conjunto de la batería determina
que la tapa de la batería y el recipiente de la batería sean girados
180 grados desde la utilización normal, tal que la superficie
inferior de la pared superior quede enfrentada a las caras de la
pared superior. En la posición girada, la pluralidad de las paredes
laterales, la pluralidad de las paredes divisorias y la pluralidad
de las paredes terminales se extiendan hacia arriba desde la
superficie inferior de la pared superior. La pluralidad de las
paredes divisoria en la tapa de la batería se alinean con la
pluralidad de paredes divisorias de los elementos en el recipiente
de la batería.
La superficie inferior de la pared superior de
la tapa de la batería, la pluralidad de las paredes divisorias y la
pluralidad de las paredes laterales forman un numero igual de
hendiduras de moldeo de las barras de unión de placas positivas y
de hendiduras de moldeo de las barras de unión de placas negativas.
Los bornes de las placas de la batería de signo positivo se reciben
mediante las hendiduras de moldeo de la barra de unión de placas
del negativo, y las bornas de las placas de la batería de signo
negativo se reciben por las hendiduras de moldeo de la barra de
unión de las placas del negativo.
En una batería de 12 Voltios existen dos
hendiduras de moldeo de la barra de unión de las placas terminales,
y cinco conjuntos de hendiduras de moldeo de la barra de unión de
las placas adyacentes. Una pared divisoria con una abertura
formada pasante separa las hendiduras de moldeo de la barra de unión
de las placas adyacentes. El plomo fundido es vertido dentro de las
hendiduras de moldeo de la barra de unión de placas adyacentes, y
fluyendo entre cada hendidura de moldeo de la barra de unión de
placas adyacentes, a través de la abertura. Cuando el plomo se
solidifica, se forma una barra sólida de unión de las placas en
cada conjunto de hendiduras de moldeo de la barra de unión de las
placas adyacentes.
Las barras de unión de las placas se crean
cuando el plomo fundido es vertido dentro de las hendiduras de
moldeo de la barra de unión de las placas. Los bornes de las placas
se insertan en el plomo fundido. La temperatura del plomo fundido
está entre 650 a 1000 grados (F). Puesto que el plomo es vertido,
fluye a través de las aberturas de forma tal que el plomo en las
hendiduras de moldeo de la barra de unión de las placas positivas
llega a ser integral con el plomo en las hendiduras de moldeo de la
barra de unión de las placas negativas adyacentes. Cuando el plomo
fundido se solidifica, el plomo en las hendiduras de moldeo de la
barra de unión de las placas adyacentes conectadas llega a ser una
masa de plomo contigua. Una masa contigua de plomo es más sólida
que una conexión soldada, y soportará mejor las vibraciones,
incrementando la vida útil de la batería. La abertura del terminal
negativo se crea a través de la pared superior de la hendidura de
moldeo de la barra de unión de las placas negativas. La abertura
del terminal positivo se crea a través de la pared superior de la
hendidura de moldeo de la barra de unión de las placas
positivas.
Preferiblemente, cada abertura terminal tiene
una protuberancia terminal que se extiende hacia arriba desde la
superficie superior de la pared superior. La protuberancia terminal
se utiliza para localizar concéntricamente y sellar temporalmente
un molde terminal externo. Cuando se vierte el plomo fundido en la
hendidura de moldeo de la barra de unión de las placas terminales,
el plomo fundido fluye a través de la abertura terminal hacia el
interior del molde terminal externo. El plomo fundido rellena el
molde del terminal externo, la abertura terminal, y la barra de
unión de las placas terminales hasta una profundidad deseada, para
formar una barra de unión de las placas, y un terminal de la
batería externo que se utiliza como una masa contigua.
Se prefiere que el plomo fundido sea vertido
directamente en el molde terminal externo a través de la abertura
terminal. Mediante el vertido del plomo fundido en la hendidura de
moldeo de la barra de unión de las placas terminales, y dejando que
el plomo fundido fluya a través de la abertura terminal hacia el
interior del molde terminal externo tiene el riesgo de fundir el
material de sellado en la hendidura de moldeo de la barra de unión
de las placas terminales. Esto podría provocar que el plomo en el
terminal externo pudiera mezclarse con el material de sellado.
De importancia clave en la invención son los
medios de sellado efectivo del espacio situado entre el plomo que
contrae con la solidificación y las hendiduras de moldeo de la barra
de unión de las placas de la tapa. El sellado tiene que se
concurrente con el vertido del plomo, e incluiría todas las
hendiduras y aberturas de moldeo de la barra de unión de las
placas. Preferiblemente, el sellado se realizaría mediante el
recubrimiento de las hendiduras y aberturas de moldeo de la barra
de unión de las placas, con un material de sellado fundible. Dicho
material de sellado podría ser cola caliente fundible, parafina, o
bien cualquier otra sustancia que se fundiera sencillamente con una
mínima descomposición. Preferiblemente, el sellador podría
adherirse al material de la tapa de plástico de la batería y a las
barras de unión de las placas de plomo.
Cuando el plomo fundido es vertido en las
hendiduras de moldeo de la barra de unión de las placas, el sellador
se funde y flota alrededor del plomo fundido. Cuando el plomo se
solidifica y se contrae hasta su dimensión final, se deja un
espacio entre el plomo y las hendiduras de moldeo de la placa de la
barra de unión, y dejando un espacio también entre el plomo y las
aberturas. El sellante fundido que permanece todavía licuado fluye
entre las hendiduras de moldeo de la barra de unión de las placas y
el plomo, y el sellador fundido fluye también entre el plomo y la
abertura. El material sellante solidificado sella con eficiencia y
evita que el electrolito y las fases puedan tener fugas de una
hendidura de moldeo de la barra de unión de placas hasta una
hendidura de moldeo de la barra de unión de las placas adyacentes.
El material sellador solidificado sella también las juntas entre
las barras de unión de las placas de plomo y la tapa, impidiendo así
la migración del electrolito y los gases fuera de la batería.
Si se coloca un material de sellado suficiente
en las hendiduras de moldeo de la barra de unión de las placas, el
material sellante fluirá alrededor de los lados y en la parte
superior del plomo fundido en cada hendidura de moldeo de la barra
de unión de las placas. El material sellante se depositará también
en las juntas de fusión entre los bornes de las placas y las barras
de unión de las placas. El revestimiento del sellante en las juntas
de fusión ayudará a prevenir la corrosión del electrolito y de los
gases nocivos. Es posible también el revestir las juntas de fusión
y las barras de unión de las placas con un sellador en una operación
secundaria.
El proceso de fabricación de una batería
utilizando los anteriores métodos nuevos puede tener lugar de la
forma siguiente. Los elementos de las placas de la batería y los
elementos separadores de la batería se colocan en un compartimento
de los elementos en un recipiente de la batería. Los elementos
quedan retenidos en el recipiente de la batería. El recipiente de
la batería con los elementos en posición se gira 180 grados, de
forma que los bornes de las placas de la batería se extiendan hacia
abajo. El recipiente de la batería invertido y los elementos se
sitúan en alineación por encima de la tapa de la batería. La tapa de
la batería se invierte también, preparada para ser sellada al
recipiente de la batería. La tapa de la batería tiene unas
hendiduras de moldeo de la barra de unión de las placas, la cual ha
sido recubierta con un sellador fundido caliente. La combinación
de la tapa de batería / placa de sellado por calor del recipiente y
el dosificador de plomo, se desplaza entre la tapa de la batería y
el recipiente. Los bordes de la tapa de la batería y el recipiente
de la batería a sellar se calientan hasta una temperatura de fusión
predeterminada.
A una temperatura predeterminada, unas
porciones medidas de plomo fundido de 650 a 1000 grados (F) se
dosifican en el interior de las hendiduras de moldeo de la barra de
unión de las placas de la tapa de la batería, que licua el sellador
fundido caliente. En el momento en que se dosifica el plomo, la
combinación de tapa de batería / placa de sellado por calor del
recipiente y el dosificador de plomo se desplaza hacia fuera entre
la tapa de la batería y el recipiente de la batería. En el siguiente
instante, la tapa de la batería y el recipiente de la batería se
llevan en forma conjunta de inmediato, mientras que se llevan
concurrentemente los bornes de las placas al plomo fundido en las
hendiduras de moldeo de la barra de unión de las placas para su
unión. La tapa de la batería y el recipiente de la batería se
sellan por calor en forma conjunta, en donde los bornes de las
placas se unen al plomo de la barra de unión de las placa, y el
sellante caliente fundido se embebe y sella las barras de unión de
las placas y las partes de los bornes de las placas de una forma
prácticamente simultánea. Con este método innovador de fabricación
de baterías, el circuito de la batería queda fundido por moldeo,
siendo ensamblada la batería y sellada en su totalidad en cuestión
de segundos.
Una forma preferida de preparar los bornes de
las placas es aplicar una disolución de fundente suspendido en un
sellador. El fundente podría ser ácido azelaico y el sellante una
parafina. La solución de sellante sella las orejetas de las placas
con respecto a la atmósfera, y sirve para mantener el fundente listo
para humedecer las orejetas de las placas para su fusión con las
barras de unión de las placas fundidas. Concurrentemente con la
inserción de las orejetas de las placas en las barras de unión de
las placas fundidas, el residuo del sellador fundido se solidifica,
y sirve para sellar la junta de las mismas. Un método alternativo de
la preparación de las orejetas de las placas es revestir
primeramente la orejeta de la placa con un fundente, tal como el
ácido azelaico y a continuación revestir las orejetas de las placas
con un sellador tal como la parafina. Cualquier proceso puede ser
preformado en cualquier instante en que las orejetas de las placas
estén limpias y relativamente libres de oxido de plomo. Puede
utilizarse cualquier método justamente después de que las orejetas
de las placas hayan sido moldeadas, evitando así la necesidad de
cepillar en un momento posterior, cuando esto no sea tan fácil o
pueda hacerse de la forma conve-
niente.
niente.
La figura 1 es una vista detallada en sección
transversal en perspectiva del recipiente de la batería dispuesto
por encima de la tapa de la batería, de acuerdo con la presente
invención;
la figura 2 es una vista en sección transversal
parcial de un terminal externo que se extiende desde un recipiente
de la batería y una tapa de la batería con un casquillo terminal de
una batería del arte previo antes del ensamblado;
la figura 3 es una vista en sección transversal
parcial de una terminal externo, que se extiende desde un
recipiente de la batería y una tapa de la batería con un casquillo
terminal de una batería del arte previo antes del ensamblado;
la figura 4 es una vista en perspectiva en
sección transversal de una batería ensamblad de acuerdo con la
presente invención;
la figura 5 es una vista en planta de la
superficie inferior de una tapa de la batería de acuerdo con la
presente invención;
la figura 6 es una vista en sección transversal
de una tapa de batería, de acuerdo con la presente invención;
la figura 6a es una vista en sección transversal
de una abertura de una tapa de batería de acuerdo con la presente
invención;
la figura 6b es una vista en sección transversal
de una abertura terminal de una tapa de batería de acuerdo con la
presente invención;
la figura 7 es una vista en sección transversal
de una tapa de batería, con todas las hendiduras de moldeo de la
barra de unión de las placas, revestidas con un material de sellado
de acuerdo con la presente invención;
la figura 7a es una vista en sección transversal
de una abertura de una tapa de batería revestida con un material de
sellado de acuerdo con la invención presente;
la figura 7b es una vista en sección transversal
de una abertura terminal de una tapa de batería revestida con un
material de sellado, de acuerdo con la presente invención;
la figura 8 es una vista en sección transversal
de una tapa de batería con un molde terminal externo fijado a una
protuberancia terminal de acuerdo con la presente invención;
la figura 8a es una vista en sección transversal
de una abertura de una tapa de batería con un molde terminal
externo fijado a una protuberancia terminal de acuerdo con la
presente invención;
la figura 8b es una vista en sección transversal
de una abertura terminal de una tapa de batería, con un molde
terminal exterior fijado a una protuberancia terminal de acuerdo con
la presente invención;
la figura 9 es una vista en sección transversal
parcial de un recipiente de batería, dispuesto por encima de la tapa
de la batería antes del ensamblar de acuerdo con la presente
invención;
la figura 9a es una vista en sección transversal
de un borne de las placas dispuesto por encima de la hendidura de
moldeo de la barra de unión de las placas antes del ensamblado de
acuerdo con la presente invención;
la figura 9b es una vista en sección transversal
de un borne de las placas dispuesto por encima de una hendidura de
moldeo de la barra de unión de las placas terminales, antes del
ensamblado de acuerdo con la presente invención;
la figura 10 es una vista en sección transversal
parcial de un recipiente de batería dispuesto por encima de la tapa
de la batería después de que se haya vertido plomo en el interior de
las hendiduras de moldeo de la barra de unión de las placas, de
acuerdo con la presente invención;
la figura 10a es una vista en sección
transversal parcial de un recipiente de batería dispuesto por encima
de la tapa de la batería después de que el plomo se haya vertido en
las hendiduras de moldeo de la barra de unión de las placas, de
acuerdo con la presente invención;
la figura 10a es una vista en sección
transversal de un borne de las placas dispuesto por encima de la
hendidura de moldeo de la barra de unión de las placas, después de
que el plomo se ha haya vertido en la hendidura de moldeo de la
barra de unión de las placas, de acuerdo con la presente
invención;
la figura 10b es una vista en sección
transversal de un borne de la batería dispuesto por encima de la
hendidura de moldeo de la barra de unión de las placas terminales
después de que se haya vertido el plomo en la hendidura de moldeo
de la barra de unión de las placas terminales, de acuerdo con la
presente invención;
la figura 11 es una vista en sección transversal
parcial de un recipiente de batería, ensamblado en una tapa de
batería de acuerdo con la presente invención;
la figura 11a es una vista en sección
transversal de un borne de placas retenido mediante plomo
solidificado en una tapa de batería de acuerdo con la presente
invención;
la figura 11b es una vista en sección
transversal de un borne de placa retenido mediante plomo
solidificado en una tapa de batería de acuerdo con la presente
invención;
la figura 12 es una vista lateral parcial de una
batería ensamblada, de acuerdo con la presente invención;
la figura 13 es una vista frontal de un borne de
placa, que ha sido revestido con una solución de sellado, de
acuerdo con la presente invención;
la figura 13a es una vista terminal de un borne
de placa que ha sido revestido con una solución de sellado de
acuerdo con la presente invención; y
la figura 14 es una vista en sección transversal
de un borne de placa, que ha sido recubierto con una solución de
sellado de acuerdo con la presente invención.
Con referencia ahora a los dibujos, y
particularmente a la figura 1, se muestra una vista con detalle de
una sección transversal en perspectiva del recipiente de la batería
10 dispuesto por encima de una tapa de batería 2. El molde 14 del
terminal externo está fijado a la tapa de la batería 12. La tapa de
la batería 12 está dividida en una pluralidad de hendiduras 16 de
moldeo de la barra de unión de las placas, mediante una pluralidad
de paredes extremas 18, y una pluralidad de paredes divisorias 20,
las cuales se extienden hacia arriba desde la superficie inferior
13 d la pared superior 15. Las hendiduras 16 de moldeo de la barra
de unión de las placas reciben el plomo fundido. La tapa de la
batería 12 se invierte para recibir el plomo fundido que forma los
terminales externos y un circuito eléctrico fundido sólido. La
pluralidad de hendiduras 16 de moldeo de la barra de unión de las
placas han sido revestidas con un sellante del tipo de fusión en
caliente 22. Existe una abertura 24, la cual está formada en cada
pared divisoria 20, para conectar las hendiduras de moldeo de la
barra de unión de las placas adyacentes en forma conjunta. La
abertura 24 está revestida también con el material de sellado 22.
La abertura 24 proporciona unos medios para el plomo fundido en las
hendiduras 16 de la barra de unión de las placas, para formar una
barra sólida de las placas, conectando así los elementos
eléctricamente en serie.
En cada extremo de la tapa de la batería 12 se
encuentra una hendidura 26 de moldeo de la barra de unión de las
placas terminales. La barra de las placas y el terminal externo
están formados como una única pieza sólida cuando el plomo fundido
es vertido dentro de la hendidura 26 de moldeo de la barra de unión
de las placas. La abertura terminal 28 permite que el plomo vertido
en la hendidura 26 de moldeo de la barra de unión de las placas
terminales pueda fluir en el molde 14 del terminal externo. Un
terminal externo es positivo y el otro negativo. La protuberancia
vertical 30 localiza y retiene temporalmente el molde 14 del
terminal externo. El recipiente de la batería 10 contiene una
pluralidad de placas 32 de la batería positivas, y una pluralidad
de placas 34 de la batería negativas. El recipiente de la batería 10
está dispuesto para facilitar el ensamblado con la tapa de la
batería 12.
La figura 2 muestra una vista en sección
transversal parcial de un borne 104 del terminal interno
convencional, que se extiende desde la barra de unión de las
placas 110 y una tapa de batería 102 con un casquillo terminal 106
de una batería del arte previo antes del ensamblado. La figura 3
muestra una vista en sección transversal parcial del borne 104 del
terminal interno, para la soldadura en el casquillo terminal 106.
Las dos barras 110 de unión de las placas adyacentes están
conectadas eléctricamente mediante la compresión y soldadura de los
bornes 112 de las barras de unión de las placas de cada barra 110 de
unión de las placas adecentes en forma conjunta. El cable de cada
borne 112 de la barra de unión de las placas se suelda conjuntamente
a través de una abertura 114, para formar una conexión entre las
barras 110 de unión de las placas adyacentes. La presente invención
elimina el casquillo terminal 106, y los bornes 112 de la barra de
unión de las placas, eliminando así la compresión y soldadura de
los bornes 112 de la barra de las placas. La presente invención
reduce también las etapas de fabricación, reduciendo los costos de
los materiales, y mejora la fiabilidad de todas las conexiones
inter-elementos y terminales.
La figura 4 muestra una vista en perspectiva en
sección transversal de nuestra batería ensamblada. El borne de las
placas 36 está fundido con firmeza y retenido en una barra de las
placas 38. El terminal 40 externo positivo 40 se extiende hacia
arriba desde la tapa de la batería 12. El terminal 42 externo
negativo es una pieza sólida de una barra de unión de placas
terminales 44. El material de sellado 39 protege la junta entre el
borde de placas 36 y la barra de unión de placas 38.
La figura 5 muestra una vista en planta de la
superficie inferior 13 de la tapa 12 de la batería. Cada hendidura
16 de moldeado de la barra de placas está formada por dos paredes
extremas 18 y dos paredes divisorias 20. Cada hendidura 26 de
moldeo de la barra de unión de las placas está formada por dos
paredes extremas 18, la pared divisoria 20, y una pared lateral 46.
La vista en planta de la tapa de la batería 12 se utiliza para
mostrar las líneas de la sección de las figuras
6-11, 6a-11a, y
6b-11b.
Las figuras 6, 6a, y 6b muestran vistas en
sección transversal de la tapa de la batería 12, con las secciones
mostradas tal como se muestran en la figura 5. La sección se corta a
través de dos paredes terminales 18, para mostrar la abertura 24 en
la figura 6a. La sección está cortada a través de tres paredes
divisorias 20 y una pared lateral 46, para mostrar dos hendiduras
16 de moldeo de la barra de unión de las placas adyacentes, las
cuales están conectadas con la abertura 24 en la figura 6. Una
sección está cortada a través de la pared divisoria 20 y la pared
lateral 46, para mostrar la hendidura 26 de moldeo de la barra de
las placas terminales y la abertura 28 en la figura 6b.
Las figuras 7, 7a, y 7b, son las mismas
secciones que las figuras 6, 6a y 6b, respectivamente. Las
hendiduras de moldeo de la barra de unión de las placas y las
aberturas están revestidas con un material de sellado en las figuras
7, 7a y 7b.
Las figuras 8, 8a y 8b son las mismas secciones
que en las figuras 6, 6a y 6b, respectivamente. El molde 14
terminal externo está situado y fijado temporalmente mediante el
resalte terminal 30 en las figuras 8, 8a y 8b.
Las figuras 9, 9a y 9b son las mismas secciones
que en las figuras 6, 6a y 6b, respectivamente. El borne negativo
35 se extiende desde la placa negativa 34 de la batería, y el borne
positivo 33 se extiende desde la placa positiva 32 de la batería.
La pluralidad de bornes 36 de las placas se muestra para ilustrar
mejor el ensamblado de la tapa de la batería 12 en el recipiente de
la batería 10.
La figura 10, 10a, 10b, 11, 11a y 11b son las
mismas secciones que las mostradas en las figuras 9, 9a y 9b,
respectivamente. El plomo fundido 41 está vertido en las hendiduras
16 de moldeo de la barra de unión de las placas adyacentes, y en la
hendidura 26 de moldeo de la barra de unión de las placas
terminales. El plomo fundido 41 fluye a través de una hendidura 16
de moldeo de la barra de unión de las placas en la hendidura 16 de
moldeo de la barra de unión de las placas adyacentes a través de la
abertura 24. El plomo fundido 41 fluye a través de la abertura
terminal 28 en el molde terminal externo 14, para formar un terminal
externo. El molde 14 del terminal externo se elimina después de que
el plomo se haya solidificado. Aunque se muestra un terminal
externo de estilo cónico, puede producirse cualquier estilo del
terminal externo mediante la modificación del molde 14 del terminal
externo.
Antes y durante el instante en que el plomo está
siendo vertido, los bordes superiores de la tapa 12 de la batería y
el recipiente de la batería 12 se funden mediante una combinación
de la tapa de la batería / placa de sellado por calor del
recipiente, y el dosificador de plomo. El plomo fundido provoca que
el material de sellado se funda, y parte del material de sellado
puede fluir por encima del plomo fundido, y depositarse sobre la
parte superior de las barras de unión de las placas. El restante
material de sellado rellena el espacio situado entre las hendiduras
de moldeo de la barra de unión de las placas y las barras de unión
de las placas, las cuales se habrán encogido con la solidificación.
La conexión entre las barras de las placas adyacentes se sella
también, e impide que el electrolito pueda tener fugas desde una
hendidura 16 a otra de moldeo de la barra de las placas. En las
barras 26 de las placas terminales, el material de sellado 22 impide
que el electrolito pueda migrar fuera de la tapa de la batería 12,
a través de la abertura del terminal 28. El material de sellado 22
puede fluir en la parte superior de las barras de unión de las
placas, protegiendo las juntas de fusión entre la pluralidad de
los bornes 36 de las placas, y la pluralidad de las barras de las
placas contra la corrosión. El material de sellado puede encerrar
completamente el sexto lado de la barra de placas mediante el
sellado y la fijación segura de las barras de las placas en la
hendidura de moldeo de la barra de las placas.
La figura 13, 13a y 14 muestran un borne de las
placas 36, el cual ha sido recubierto con una solución de sellante
48. Una forma preferida de preparar el borne 36 de las placas es
aplicar una solución de fundente en una solución de sellado 48. El
fundente podría ser ácido azelaico en una parafina de sellado. La
solución de sellado 48 sellará el borne de placas 36 contra los
agentes atmosféricos y servirá para retener el fundente preparado
para humedecer el borde de las placas 36 para su fusión en la barra
fundida de unión de las placas. Concurrentemente con la inserción
del borde de placas 36 en la barra de unión de las placas fundidas,
la solución 48 de sellado fundida se solidificará y servirá para
sellar la junta de las mismas.
Un método alternativo de la preparación de los
bornes de las placas es primeramente recubrir el borde de las
placas 36 con un fundente tal como el ácido azelaico y a
continuación recubrir el borde de placa 36 con un sellador tal como
la parafina. Cada proceso de revestimiento puede realizarse en
cualquier instante en que el borde de las placas 36 se encuentre
limpio y relativamente exento de oxido de plomo.
De acuerdo con lo anteriormente expuesto, se
observará que la presente invención puede ser utilizada para mejorar
las baterías de almacenamiento de ácido y plomo.
Claims (7)
1. Una batería que tiene un terminal exterior
(40, 42) y al menos una barra (44) de unión de las placas terminales
como una masa contigua, que comprende:
un recipiente (10) de la batería, que tiene al
menos un compartimento de elementos de la batería, en el que el
mencionado compartimento de elementos de la batería contiene al
menos una placa (34) negativa de la batería, y al menos una placa
(32) positiva de la batería,
una tapa (12) de la batería, que tiene una pared
(15) con una superficie exterior y una superficie interior, una
hendidura (26) de moldeo del terminal positivo, y una hendidura (26)
de moldeo del terminal negativo, estando formada en la mencionada
superficie interior de la mencionada tapa de la batería, formándose
una abertura (29) del terminal positivo a través de la mencionada
pared, formándose una abertura (28) del terminal negativo a través
de la mencionada pared; y
un molde (14) del terminal externo positivo para
recibir el volumen del plomo fundido para formar un terminal (40)
positivo externo, y una barra de unión de las placas (44) con la
solidificación, en el que la placa positiva de la batería está
insertada en la mencionada hendidura de moldeo del terminal
positivo, mientras que se está fundiendo todavía el mencionado
volumen de plomo, un molde (14) del terminal externo negativo para
recibir el mencionado volumen de plomo fundido, para formar un
terminal (42) negativo exterior, y una barra de unión de placas
(44) con la solidificación, en el que al menos una placa negativa
de la batería se inserta en el mencionado molde del terminal
negativo, mientras que el mencionado volumen de plomo está todavía
fundido.
2. Una batería según la reivindicación 1,
caracterizada porque la mencionada hendidura de moldeo del
terminal positivo y la mencionada hendidura de moldeo del terminal
negativo están moldeadas integralmente como parte de la mencionada
tapa de la batería.
3. Una batería según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque al menos el mencionado compartimento de
los elementos de la batería está moldeado como una parte integral
del mencionado recipiente de la batería.
4. Una batería según la reivindicación 1, 2 ó
3, que comprende además al menos un conjunto de hendiduras de
moldeo de la barra de unión de las placas adyacentes en la tapa de
la batería para recibir el plomo.
5. Una batería según la reivindicación 1, 2, 3 o
4, que comprende además un borne negativo (35) que se extiende
desde la mencionada placa negativa de la batería, y un borne
positivo (33) que se extiende desde la mencionada placa positiva de
la batería, en la que los mencionados bornes positivo y negativo se
insertan en el plomo mencionado mientras que está todavía
fundido.
6. Un método para la fundición del circuito de
una batería, que comprende las etapas de:
(a) formar una hendidura (26) de moldeo del
terminal positivo en la tapa de la batería, y formar una abertura
(28) del terminal positivo a partir del mencionado molde del
terminal positivo a través de la superficie exterior de la
mencionada tapa de la batería;
(b) formar una hendidura (26) de moldeo del
terminal negativo en la tapa de la batería, y formar una abertura
(28) del terminal negativo a partir del mencionado molde del
terminal negativo a través de la superficie exterior de la
mencionada tapa de la batería;
(c) introducir un volumen de plomo fundido en la
mencionada hendidura de moldeo del terminal positivo y en la
mencionada hendidura de moldeo del terminal negativo;
(d) insertar al menos una placa de la batería
dentro de las mencionadas hendiduras de moldeo de los terminales,
mientras que está todavía fundido el mencionado volumen de
plomo.
7. Un método para la fundición del circuito de
una batería, tal como se reivindica en la reivindicación 6,
caracterizado porque:
el borde de acoplo de un recipiente de la
batería y el borde de acoplo de la mencionada tapa de la batería se
funden con una placa y un dosificador de plomo, mientras que se
vierte un volumen de plomo fundido en todas las hendiduras de
moldeo de la barra de unión de las placas en la mencionada tapa de
la batería, en donde la mencionada placa y el dosificador de plomo
se retiran de entre la mencionada tapa de la batería y el mencionado
recipiente de la batería, en donde se funde un circuito eléctrico
sólido con las mencionadas placas negativas de la batería, y las
mencionadas placas positivas de la batería, siendo selladas
herméticamente la mencionada tapa de la batería y el mencionado
recipiente de la batería, y siendo ensamblada concurrentemente la
mencionada batería.
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