NO137409B - Gjennomf¦ringsanordning gjennom skillevegger i akkumulatorbatterier med kasse, lokk og skillevegger av plast - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en gjennomføringsanordning gjennom skillevegger i akkumulatorbatterier som har kasse, lokk og skillevegger av plast, og hvor plateelektroder med samme polaritet i hver celle er ledende forbundet oventil ved en bro, og hvor broene med motsatt polaritet i naboceller er ledende forbundet av støpte bøyleformede forbindelser hvis åkparti ovenfor broene går gjennom en opprinnelig oppad åpen uttagning i kassens skillevegg, og hvis ben hvert er utformet med oppad svakt konvergerende ytterflater og med en mot skilleveggen vendende flatside, nedentil avsluttet med en mot skilleveggen innragende tetningslist av en lengde større enn uttagningens bredde, samtidig som et støperom begrenset av de nevnte flatsider, åkpartiet mellom disse, tetningslistene, randen av uttagningen samt en på benenes ytterflater påsatt sprøytestøpeform som levner en spalte opp til skilleveggens overkant, er utstøpt med plast.

I nyere tid blir kasse og lokk for akkumulatorbatterier, f.eks. bilbatterier, i stor utstrekning utført i plast, som regel formsprøytet med tynne skillevegger, og der er kjent og tildels også benyttet mange forskjellige gjennomføringsanordninger som tar sikte på å -skaffe en forsvarlig avtetning av de elektriske forbindelser gjennom skilleveggene med sikte på å unngå krypstrømmer.

I de senere ..år har man bestrebet seg på å foreta avtetningen ved formsprøytning av termoplastisk materiale omkring blyforbindelsen. Elementene blir da med påsatte broer og forbindelser gjerne anbragt slik i kassene at forbindelsene går gjennom oppad åpne uttagninger i skilleveggene, hvorefter der over skilleveggens øvre del i om-rådet for uttagningen og forbinderen påsettes en sprøytestøpeform som ligger an mot skilleveggen, og hvori der så sprøytes inn termoplastisk materiale som varmforsegler seg til uttagningens rand og legger seg tettende an mot forbinderen rundt dennes omkrets samt kompletterer veggen ved utfylling av uttagningen opp til veggens overkant. Man oppnår derved for det første å unngå klebende tetningsmidler som faller kostbare og innebærer besvær-lige renholdsproblemer, og for det annet at motsvarende skillevegger i lokket ved speilsveisning eller eventuelt ved klebning lettvint kan forbindes forsvarlig med kassens skillevegger. Me-toden innebærer imidlertid tildels kinkige problemer. For det første må det sørges for at den innførte termoplast fyller ut det dannede formhulrom uten lunkerdannelse og med tilstrekkelig temp-eratur og med tilstrekkelig overlapp til å sikre forsvarlig forsegling til uttagningens rand, og for det annet må der skaffes varig tettende anlegg av plasten mot forbinderen rundt hele dennes omkrets, og det selv i tilfellet av stadige rystelser som kan føre til tretthetsfenomener, f.eks. i bilbatterier. Det siste er særlig vanskelig fordi de anvendte termoplaster, gjerne polypropylen, dvs. samme materiale som i kasse og lokk, i det hele tatt ikke hefter til metallet (blyet), så der. må sørges for et varig tettende trykk mellom plast og bly. Man har derfor søkt å tilveiebringe tilfredsstillende trykk ved å benytte mer eller mindre kompliserte blydelfasonger som forutsetter høye sprøytetrykk og anvendelse av todelte former som presses kraftig sammen. Disse former bringer da samtidig forbinderen i riktig sentrert stilling i forhold til skilleveggen med uttagning, noe som er viktig fordi en ugunstig plasering av forbinderen i forhold til uttagningen vil medføre usymmetriske forhold for termoplasten med øket fare for kold-forbindelser og for at plasten under kjølningen på trange steder efter forsegling til skilleveggen trekker seg bort fra forbinderen, så trykket mot denne blir utilstrekkelig for krypstrømsikker tetning.

En utførelse som har gunstige egenskaper med hensyn til tetning, er angitt innledningsvis og er kjent fra DT-OS 2.206.649 (tilsvarende norsk patentsøknad 329/72). Ved denne kjente ut-førelse er forbinderen utført i form av en bøyle som har et åk med rundt tverrsnitt i gjennomføringsområdet og flate ben som dekker den innsprøytede plastmasse på hver sin side av veggen. Med tilfredsstillende dimensjonering får plasten rundt åket dermed anledning til å trekke seg sammen når den krymper under kjølning, og derved yte et varig tettende trykk. Takket være at benene får en innbyrdes avstand lik bredden av tetningslistene plus tykkelsen av skilleveggen, får åket en betydelig lengde, som også tillater det å utformes med en omløpende ribbe som øker krypstrømveien og dessuten danner tverrstillede tetnings-

flater som plasten kan trykke seg tettende imot i tillegg til de aksialtløpende flater. Videre kan, stadig under forutsetning av tilfredsstillende dimensjonering, den innsprøytede termoplast få god anledning til å komme frem til uttagningens rand over hele dens lengde og forsegle seg tett til den.

Publikasjonen angir at en sprøytestøpeform anbringes i posisjon, slik at formhulrommet omgir forbinderen. Selve sprøytestøpeformens utførelse er ikke nærmere omtalt, men iall-fall vil den viste kantede form av de flate bøyleben kreve at der utvises betydelig omhu ved påsetningen av sprøytestøpeformen foråt denne skal slutte seg tett til forbinderen som tilsiktet. Videre er den flate utformning av benene lite gunstig når det gjelder utnyttelsen av blyet i forbinderen til strømledning og mekanisk styrke, og skjønt åkets runde form teoretisk er ideell når det gjelder å lette tilstramningen av plasten rundt det, krever den betydelig plass i høyden. Dessuten vil de massive blyben medføre betydelige kjøleproblemer under bly-støpningen og dermed lav produksjonstakt.

Den foreliggende oppfinnelse tar sikte på under bibehold

ay fordelene ved den nevnte kjente utførelse å gi gjennomførings-anordningen en utformning som tillater bruk av særlig enkel ut-rustning, tillater en høyere produksjonstakt, muliggjør en vel så sikker avtetning og en bedre utnyttelse av det anvendte bly og samtidig lar seg innpasse på gunstig måte i en løpende produksjon under hensyntagen til ønskemål i så henseende.

Dette oppnås ved at gjennomføringsanordningen er utført i samsvar med hovedkravets karakteristikk.

Med andre ord er gjennomføringsanordningen først og fremst utformet med sikte på å samvirke med en stivt nedført sprøyte-støpeform. Denne kan således utformes i ett stykke og vil kunne fremstilles ved bruk av enkle verktøy, og dette i forbindelse med at man unngår fastspenning av formen mot forbinderen, betyr en vesentlig forenkling av utrustningen. At dette lar seg gjøre, skyldes den allsidig oppad konvergerende utformning av bøyle-benene med overganger og tegningslister, som foruten å mulig-gjøre rask og lettvint påsetning og avtagning av sprøytestøpe-formen og dermed øket produksjonstakt gir tilstrekkelig avtetning mellom sprøytestøpeform og forbinder og ved behov en suksessiv sikker sentrering rett og slett ved skråplanvirkning. Den halv-runde tverrsnittsform av forbinderen medfører for åkets vedkommende redusert høyde i forhold til et rundt tverrsnitt med samme areal, en bedre materialutnyttelse i elektrisk og mekanisk henseende og at støpning av forbindere med tilstøtende broer lettvint kan skje ved påstøpningsmetoden. Anvendelsen av en form i ett stykke eliminerer også faren for unøyaktigheter ved sprøytestøpningen, forårsaket av eventuelt avsatt platsmateriale på anleggsflåtene hos en todelt sprøytestøpeform. Sentreringen blir tilstrekkelig til å tillate toleranser i forutgående produksjonstrinn, fremfor alt med hensyn til unøyaktigheter i dimensjonene av elementene med broer og forbindere og plaser-ingen i kassen, idet denne, som i og for seg kan støpes meget formtro, kan fastholdes i nøyaktig stilling i forhold til sprøytestøpeformens føringsvei, mens de samvirkende skråflater, eventuelt etter en forutgående innledende sentrering ved hjelp av uttagningens rand, vil kunne utligne såvel side- som vinkel-forskyvninger både på langs og på tvers av skilleveggen. Unøyaktigheter i høyde vil heller ikke genere, for selv om sprøytestøpeformen for nøyaktig avretting av skilleveggens overkant bør føres ned til en fast stilling i forhold til denne, vil eventuell utlekkende termoplast langs oversiden av forbinderen under sprøytestøpningen raskt bli avkjølt av de tilgrensende koniske flater og stivne og dermed forhindre genérende fortsatt lekkasje.

Det vil forstås at detnedadrettede trykk fra den inn-sprøytede plastmasse ved en utførelse i samsvar med oppfinnelsen vil opptas av tetningslistene. Imidlertid behøver trykket i dette tilfelle ikke å være høyere enn at det kan opptas og utholdes av de respektive elektrodeplater via broene. Foråt dette skal kunne skje med minst mulig bøyningspåkjenning på broene, er det i den forbindelse hensiktsmessig at tetningslistene er utformet direkte på broene ved disses mot hinannen vendende kanter og benene nedentil slutter seg til broene rett over fanene på tilhørende elektrodeplater og understøttes av disse via broene.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli forklart nærmere under henvisning til tegningen, hvor

Fig. 1 viser de forskjellige deler av et akkumulatorbatteri som den foreliggende oppfinnelse med fordel kan anvendes ved,

fig. 2, 3 og 4 viser forskjellige former for uttagninger i batterikassens skillevegger,

fig. 5 viser.i større målestokk en forbindelse mellom elementene i to naboceller,

fig. 6 viser et verktøy for restaurering av skilleveggen i

en uttagning der blyforbindelsen befinner seg, og

. fig. 7 viser en restaurert skillevegg.

På fig. 1 er batteriets deler trukket fra hverandre for oversiktens skyld. Batteriet består av en kasse 1 med skillevegger 2 slik at der fremkommer celler 3 for elementer 4 som settes ned i cellene. Elementene 4 er bygget opp av positive og negative plater, hvor platene med den ene polaritet koples sammen oventil ved ett hjørne av hvert element ved hjelp av broer som antydet ved 5, mens plater med den motsatte polaritet koples sammen ved det annet hjørne oventil ved hjelp av tilsvarende broer 6, og broene 5 og 6

er forbundet med hverandre ved hjelp av en blyforbindelse 7 .slik at cellene blir seriekoplet, og det .viste blybatteri, sorti har seks celler, gir da 12 volt.

Elementenhetene er tenkt sått på plass i kassen 1 i én operasjon, og i skilleveggene 2 finnes der oppad åpne uttagninger 8 som gir plass for -forbindelsene 7..

Efter restaurering av skilleveggene 2 i uttagningene 8 og forsegling rundt blyforbindelsene 7 lukkes kassen 1 med et lokk 9 som er støpt ferdig på forhånd, og som på undersiden har lave skilleveggdeler 10 som passer til kassens skillevegger 2 bg forbindes med disse ved speilsveising eller klebning. Lokket har på kjent måte ifyllingsåpninger for elektrolytt, og disse er lukket med plugger 11. Videre har lokket poler 12, 13 som, når lokket settes på plass, forbindes med polstykker 14, 15 på de ytre broer 5, 6 på elementenhetene.

Utførelsen av broforbindelsessystemet i henhold til opp^ finnelsen fremgår særlig av fig. 5, der man ser åt blyforbindelsen 7 har form av en bøyle hvis ben har halvrundt tverrsnitt med mot hinannen vendende flatsider og krumme, oppad konvergerende ytterflater, og hvis åk likeledes har halvrundt tverrsnitt med nedad-vendt flatside og med sin krumme ytterflate via konvekst dobbeltkrummede flater går over i yttersiden av benene. Åket er på midten- utformet med en omløpende vulst. Benenes flatsider er nedentil avsluttet med hver sin tetningslist 16, som er utformet på de mot hinannen vendende kanter av broene 5,. 6 og skal danne bunn i en sprøytestøpeform for omsprøytning av bøylens åk og komplettering av skilleveggen. Disse tetningslister strekker seg i retning langs skilleveggen utenfor de respektive bøyleben til begge sider, og likeledes utenfor uttagningen i skilleveggen samt i en viss avstand nedenfor uttagningens underkant. Tetningslistene blir dermed istand til å.samvirke med en ovenfra nedført sprøyte-støpeform med oppad konvergerende hulrom som de koniske flater på bøylebenene og de likeledes koniske utadvendte flater på tetnihgs-listenes utragende partier kan passe inn i.

En utførelse av den benyttede sprøytestøpeform er vist på fig. 6. Den omfatter et materialstykke 17 med støpehulrom for termoplastmateriale. Støpehulrommet har et parti 18 som passer tett rundt den skraverte del 19 av blyforbindelsen 7, samt et parti 20 der sprøytestøpningen foregår. Formen av partiet 20 er slik at det injiserte materiale danner en oppad konvergerende kake 21, som vist på fig. 7, på en side av skilleveggen 2. Kaken fremkommer som et resultat av formen av sprøytestøpeformens hulrom, hvis bredde nedentil tilsvarer lengden av tetningslistene 16. Som vist stiplet på fig. 6 er den annen side av sprøytestøpeformen utført symmetrisk slik at formen passer tett rundt den skraverte del 22 på den annen side av blyforbindelsen 7 og etterlater seg en kakelignende plast-del 23 også på den annen side av skilleveggen 2, som også vist på fig. 7. Formen 17 har en spalte 24 som passer tett ned over skilleveggen 2, og som bortsett fra en ikke vist innsprøytningsåpning er lukket oventil slik at der i sprøytestøpeformen, mellom veggene i denne og randen av uttagningen 8, også fremkommer et støpehulrom i ett med det øvrige støpehulrom, der den øvre del av uttagningen 8 fylles ut med plastmasse 25, som vist på fig. 7, hvorved skilleveggen 2 blir restaurert helt opp til sin øvre kant for forsegling til de nedadrettede skilleveggdeler 10 på undersiden av lokket 9, slik det er vist på fig. 1. Samtidig danner plastmassen foruten en tettende forsegling til uttagningens rand, også en krypstrøm-sikker tetning rundt blyforbindelsen 7. De kakelignende plast-deler 21, 23 grenser nedentil til tetningslistene 16 (fig.. 5),

som også sammen med de underliggende kantpartier av broene er skravert på fig. 7, der tilstøtende deler er bortskåret for oversiktens skyld.

Det er viktig at elementene når de settes ned i kassen, kommer i en såpass sentrert stilling at formen 17 på fig. 6 kan føres ned over blyforbindelsene 7 uten ekstra justering av ele-mentenes stilling i kassen. En slik foreløbig sentrering kan man få til ved å utforme uttagningene 8 i skilleveggene 2 med av-skrånende kanter. Tre eksempler på dette er vist på fig. 2, 3 og 4, der uttagningen på fig. 2 har kanter 26 som skråner utad fra uttagningens bunn mot åpningen. Når en blyforbindelse 7 kommer skjevt ned i uttagningen 8, vil de skrå kanter lede forbindelsen og dermed elementet til en bedre sentrert stilling i cellen i batterikassen. Den samme virkning vil man oppnå om bare den ytre del 27 av uttagningen 8, som vist på fig. 3, er avskrånet, mens utførelsesformen på fig. 4 har den samme ytre avskråning 27 og en indre avskråning 28 som heller motsatt den ytre. Den siste ut-førelse har den fordel at der blir god plass for injisering av plastmassen på begge sider av blyforbindelsen 7, sett langs skilleveggen 2.

Blyforbindelsen 7 og sprøytestøpeformen er slik tilpasset hverandre at den endelige sentrering av elementene i batterikassen foregår når verktøyene med en styrt rettlinjet bevegelse føres ned over blyforbindelsene og fører disse ut av eventuelle små feil-stillinger før skilleveggen 2 restaureres ved injisering av plastmassen i uttagningen i skilleveggen.

Den koniske form av blyforbindelsen og tetningslistene sammen med den tilsvarende koniske form av hulrommet i sprøyte-støpef ormen gir tilstrekkelig tetning under innsprøytningen, samtidig med at der blir god slipp når restaurering av skilleveggen er utført og sprøytestøpeformen igjen løftes.

I påsatt tilstand er f ormhulromroét ikke hermetisk tett, og dette i forbindelse med de rikelige strømningstverrsnitt medfører at formen kan fylles under relativt moderat trykk. Videre betinger det forhold at forbindelsesbøylens ben står på broene i en viss avstand fra skilleveggen betinget ved tetningslistenes bredde, at de kommer så langt inn på broene 5, 6 at de blir stående rett over fanene på elektrodeplater i vedkommende celler. Dette i forbindelse med at den ved sentreringen oppnådde symmetriske plasering av broene 5, 6 i forhold til skilleveggen bevirker en jevn for-deling av trykket av det termoplastiske materiale i formen 17 på de underliggende, forholdesvis svake deler av elementene, medfører at disse blir godt istand til å motstå og oppta de ovenfor omtalte moderate sprøytestøpetrykk der er behov for, uten ytterligere foranstaltninger. Dette forenkler produksjonen meget vesentlig.

Verktøyet kan fremstilles enkelt og billig, idet formhulrommet kan utformes med enkelt freseverktøy og der ikke er behov for anordninger til fastspenning av formdeler på forbinderen. Eventuelt kan maskineriet være utstyrt med flere sprøytestøpe-former med sikte på samtidig restaurering av flere eller samtlige skillevegger i batterikassen.

c

Claims (2)

1. Gjennomføringsanordning gjennom skillevegger i akkumulatorbatterier som har kasse (1), lokk (91 og skillevegger (2) av plast, og hvor plateelektroder (4) med samme polaritet i hver celle er ledende forbundet oventil ved en bro (5, 6), og hvor broene med motsatt polaritet i naboceller er ledende forbundet av støpte bøyleformede forbindelser (7) hvis åkparti ovenfor broene går gjennom en opprinnelig oppad åpen uttagning (8) i kassens skillevegg (2), og hvis ben hvert er utformet med oppad svakt konvergerende ytterflater (19, 22} og med en mot skilleveggen (2) vendende flatside, nedentil avsluttet med en mot skilleveggen innragende tetningslist (16) av en lengde større enn uttagningens (8) bredde, samtidig som et støperom begrenset av de nevnte flatsider, åkpartiet mellom disse, tetningslistene (161, randen av uttagningen (8} samt en på benenes ytterflater påsatt sprøyte-støpeform (17) som levner en spalte opp til skilleveggens (2) overkant, er utstøpt med plast, karakterisert ved at forbindelsesbøylens (7) ben og åkparti har stort sett halvrundt tverrsnitt og går over i hverandre med konvekst dobbeltkrummede ytterflater, at tetningslistene (16) i retning langs veggen rager utenfor de respektive bøyleben til begge sider, og at deres utragende partier langs sine fra veggen (2) og fra bøylebenene bort-vendte sider er utformet med svakt oppad konvergerende ytterflater som sammen med bøylebenenes ytterflater ved stiv nedføring av sprøytestøpeformen (17) bidrar til endelig sentrering av bøylen (7), og som etter- opptrekning av formen (17) flukter med yttersiden av utildekkede overliggende partier (21, 23) av det gjenstående sprøytestøpte plastlegeme.

2. Gjennomføringsanordning som angitt i krav 1, hvor broer og forbindelser er støpt i ett, karakterisert ved at tetningslistene (16) er utformet direkte på broene (5, 6) ved disses mot hinannen vendende kanter, og benene nedentil slutter seg til broene (5, 6) rett over fanene på tilhørende elektrodeplater (4) og understøttes av disse via broene (5, 6).