DE1065044B - Zu einer Blockeinheit verklebte bzw. verschweisste Einzelzellengehaeuse fuer Akkumulatoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

KL.21b 1/01

INTERNAT. KL. H Ol DJ

PATENTAMT

A 22744 IVa/21b

ANMELDETAG: 2 5. MAI 1955

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 10. SEPTEMBER 1959

Die Erfindung bezieht sich auf zu einer Blockeinheit verklebte bzw. verschweißte Einzelzellengehäuse für Akkumulatoren mit ineinandergreifenden, die gegeneinandergesetzten Einzelzellen gegen Ver Schiebung zueinander in senkrechter und waagerechter Richtung sichernden Mitteln.

Mehrzellige Akkumulatorenbatterien werden als sogenannte Blockkasteneinheit, entweder als größeres Gefäß aus einem einheitlichen Guß, das in eine Mehrzahl von Zellen unterteilt ist, oder aus Einzelzellen hergestellt. Die Ausführung aus Einzelzellen hat den Vorteil, daß, von einer sogenannten Einzelzelle ausgehend, jede gewünschte Batteriegröße hergestellt werden kann.

Ein zu meisterndes Problem bei aus Einzelzellen herzustellenden Blockkasteneinheiten besteht nun darin, die Einzelzellen mechanisch so fest miteinander zu verbinden, daß sie jeder Erschütterung und mechanischen Belastung, die im Betrieb auftreten kann, standhält. Es sind hierzu bereits die verschiedensten Möglichkeiten vorgeschlagen worden, die aber keine befriedigenden Lösungen zeigen.

Für kleine Batterieeinheiten mit kleinen Einzelzellen ist es üblich, die Zellen durch einfaches Schweißen oder Verkleben der aneinanderliegenden glatten Seitenflächen zu verbinden.

Ein derartiges Verfahren ist jedoch bei größeren Einheiten, vor allem bei Verwendung größerer Zellenkästen, nicht anwendbar, weil es schwierig ist, beim Verkleben oder Verschweißen die richtige Lage der Zellen zueinander einzuhalten, wodurch in den meisten Fällen ein Versetzen der Einzelzellen beim Verkleben oder Verschweißen eintritt.

Für derartige Batterieeinheiten ist deshalb bereits vorgeschlagen, zum mechanischen Zusammenhalt besondere Rahmen zu benutzen, die entsprechend groß gewählt werden müssen, um die beabsichtigte Zahl von Zellen miteinander zu verbinden. Die Verwendung derartiger Rahmen hat aber den Nachteil, daß für jede herzustellende Batteriegröße die entsprechenden Rahmen angefertigt und bereitgehalten werden müssen, wodurch die Lagerhaltung unnötig belastet wird. Bei einer bekannten Batterieausführung aus Einzelkästen sind diese an gegenüberliegenden Seitenwänden, die nicht zur gegenseitigen Anlage kommen, mit glatten Längsrippen in gleicher Höhe versehen. Die Rippen der einzelnen Zellen verlaufen parallel zu einem Rand der Zellenwände und bilden bei horizontaler Anordnung am oberen Rand der Zelle oder in Abstand parallel hierzu Teilabschnitte eines um die Batterie teilweise oder ganz herumführenden Rahmens. Die Rippen weisen Längsbohrungen auf, durch die nach dem Zusammensetzen der Einzelzellen entsprechend lange Bolzen oder Stangen gezogen werden, die durch Zu einer Blockeinheit verklebte

bzw. verschweißte Einzelzellengehäuse

für Akkumulatoren

Anmelder:
Accumulatorenfabrik Sonnenschein

G.m.b.H.,
Büdingen (Obhess.)

Otto Jache, Büdingen (Obhess.),
ist als Erfinder genannt worden

Verschraubungen die Einzelzellen fest gegeneinanderhalten. An den sich berührenden ebenen Flächen können die Rippen zusätzlich durch Kleben oder Verschweißen miteinander verbunden sein.

Eine weiter bekannte Batterieausführung, die sich aus einzelnen Zellenkästen aufbaut, besitzt an den gegenüberliegenden Seitenwänden der Einzelkästen, die nicht zur gegenseitigen Anlage kommen, an ihren oberen und unteren Teilen Randleisten oder ösen mit einem Loch für die Durchführung einer Verbindungsstange. Daraüber hinaus besitzt jeweils eine der zur gegenseitigen Anlage kommenden Seitenwände eines Zellenkastens an ihrer Außenseite eine Einsenkung, während an der anderen Zellenwand bzw. an der zur Anlage kommenden Wand der benachbarten Zelle an ihrer Außenseite eine Erhöhung vorgesehen ist, die der Einsenkung entspricht. Die Zusammenstellung von mehreren Zellenkästen zu einer Batterie erfolgt durch Ineinanderfügen derselben, wobei die Form der die kraftschlüssige Verbindung der Kästen sowohl in vertikaler als auch horizontaler Richtung gewährleistenden ineinandergreifenden Mittel wechseln kann. Die Einzelzellen bilden so zusammengefügt, nachdem sie durch die Stangen, deren Enden Spannmuttern tragen, vereinigt sind, eine Batterie aus einem Block.

Alle diese Ausführungen haben jedoch den Nachteil, daß die auf den Außenseiten der Einzelzellen aufgebrachten Rippen, ösen oder Randleisten über die glatte Fläche der Batterie hinausragen. Hierdurch werden die nach Möglichkeit einzuhaltenden äußeren Normenabmessungen der Batterie überschritten. Dies trifft auch bei den Batterien zu, die durch Rahmen zusammengehalten werden. Die einzelnen Zellenkästen

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müssen also, um die Einbaumaße entsprechend einhalten zu können, kleiner gewählt werden. Dies bedeutet aber eine Leistungsminderung der Batterie.

Um diese Nachteile zu vermeiden und um einen Batterieaufbau ohne Anwendung zusätzlicher Teile, wie Rahmen, Seitenrippen od. dgl., auch für größere Blockkasteneinheiten zu erhalten, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die zu verbindenden Seitenflächen der Einzelzellen mit mehreren zweckmäßig in Längs- und/oder Querrichtung verlaufenden, miteinander in Eingriff kommenden schmalen Erhöhungen und rillenartigen Vertiefungen zu versehen, die etwa halb im Material der Zellenwand liegen bzw. entsprechend über die Zellenwand hinausragen, und die Einzelzellcn nur an den mit den ineinandergreifenden Mitteln ausgerüsteten Flächen miteinander zu verkleben oder zu verschweißen.

Um eine genügend große Klebefläche zu erhalten, ist es zweckmäßig, die Erhöhungen und Vertiefungen als Verzahnungen auszubilden, die sich bei schmalen Zellenkästen über die ganze zu verklebende Fläche der Einzelzellen erstrecken. Die Verzahnung kann dabei so ausgebildet sein, daß die zu verklebenden Flächen mit mehreren im Winkel zueinander auf der Fläche liegenden Verzahnungen ausgerüstet sind, oder die Verzahnung kann parallel zu den seitlichen Kantenlinien verlaufen und in mehrere um etwa eine halbe Zahnteilung versetzte Abschnitte unterteilt sein. Bei breiteren Zellenkästen kann sich die Verzahnung und die Verklebung auf die Randzonen der Seitenwand beschränken und das von der Verzahnung eingeschlossene Mittelfeld gegenüber der benachbarten Wandstärke des Zellengehäuses zurückspringen, so daß an den Seitenflächen ein freies Mittelfeld verbleibt, das dazu benutzt werden kann, um irgendeine Beschriftung oder bestimmte Zeichen anzubringen.

Einzelheiten und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele. Es zeigt

Fig. 1 eine aus z. B. drei Einzelzellen zusammengesetzte Batterieeinheit,

Fig. 2 bis 5 je eine Seitenansicht auf die der Verklebung dienenden Seitenfläche in verschiedener Ausführung,

Fig. 6 in größerem Maßstab einen Querschnitt durch einen Teil einer Zellenwand nach Linie VI-VI der Fig. 3,

Fig. 7 und 8 in größerem Maßstab einen Querschnitt nach Linie VII-VII und VIII-VIII der Fig. 5 durch gegeneinandergesetzte Einzelzellen.

Die Fig. 1 zeigt eine Batterie, die beispielsweise aus drei Einzelzellen 1, 2, 3 hergestellt ist. Durch Verkleben der einander anliegenden Seitenflächen sind die Einzelzellen zu einer Batterieeinheit 4 fest zusammengefügt. Damit beim Verkleben die Einzelzellen ohne Anwendung von Vorrichtungen oder sonstigen Hilfsmitteln sofort so zusammengefügt werden können, daß kein Verschieben mehr stattfinden kann, sind die Seitenflächen, die zur gegenseitigen Anlage kommen, mit einer in Längs- oder Querrichtung verlaufenden Verzahnung Γ, 1" und 2', 2" sowie 3', 3" versehen. Die Verzahnung kann quadratischen, rechteckigen, trapezförmigen oder halbrundförmigen Querschnitt aufweisen und liegt etwa halb im Material der Zellenwand. Die Ausführungen nach Fig. 6 und 7 zeigen im Querschnitt entsprechende Beispiele.

Wenn die miteinander zu verklebenden Flächen von geringer Breite sind, wird zweckmäßig die ganze Fläche mit der Verzahnung versehen, und zwar derart, daß die Fläche unterteilt wird und, wie Fig. 2 zeigt, ein oder mehrere Teilflächen mit einer in Längsrichtung verlaufenden Verzahnung 5, 6 und ein oder mehrere Teilflächen mit einer in Querrichtung verlaufenden Verzahnung 7 versehen werden. Die Verzahnungen können dabei im rechten Winkel oder schräg zueinander liegen. Durch die verschiedene Laufrichtung wird erreicht, daß beim Ineinandergreifen der Verzahnungen von zwei Einzelzellen diese sowohl in Längs- als auch in Querrichtung gegen Verschieben gesichert sind. Es ist selbstverständlich, daß sich die ineinandergreifenden Verzahnungen so ergänzen, daß beim Zusammenfügen der Einzelzellen diese ihre richtige Lage einnehmen.

Fig. 3 zeigt eine Ausführung, bei der die Verzahnung nur in Längsrichtung zur Kantenlinie verläuft. Um in diesem Falle eine Sicherung gegen Längsverschiebung zu erhalten, ist die Fläche wieder unterteilt, und zwar derart, daß eine oder mehrere Teilflächen mit fluchtender Verzahnung 8, 9 und ein oder mehrere Teilflächen mit einer um eine halbe Zahnteilung versetzten Verzahnung 10 versehen sind, so daß Stoßfugen 11, 12 gebildet sind, an denen die zusammenwirkenden Zähne mit ihren Stirnflächen sich gegeneinander abstützen und eine Längsverschiebung verhindern (Fig. 7).

Sind die Zellenwände, die miteinander verklebt werden, breit genug, so genügt es, wie aus Fig. 4 und 5 ersichtlich, die Verklebung auf Randzonen zu beschränken. Die Verzahnung kann hierbei jeweils parallel zu den Kantenlinien verlaufen, so daß zwei waagerechte Verzahnungen 13, 14 und zwei senkrechte Verzahnungen 15, 16 gebildet sind (Fig. 4).

Bei dieser Art der Verzahnungsanordnung verbleibt im Mittelfeld der Zellenwand eine freie Fläche 17, die zur Anbringung von Schrift- oder Bildzeichen 18 geeignet ist.

Verlaufen, wie aus Fig. 5 zu entnehmen ist, die in den Randzonen der Fläche angeordneten Verzahnungen 19, 20, 21, 22 nur in Längsrichtung der Zellenwand, so wird die Sicherung gegen Längsverschiebung dadurch erreicht, daß infolge der halb in der Zellenwand liegenden und halb darüber hinausragenden Verzahnung an den Trennlinien 23 und 24 zwischen Verzahnung 19, 20 und Mittelfeld 25 Widerlager 26 gebildet werden (Fig. 7), gegen die sich die einzelnen Zähne im Bereich des Mittelfeldes abstützen. Das Mittelfeld 25 kann, wie die Fig. 7 im rechten oberen Teil zeigt, etwas zurückgesetzt sein, so daß beim Zusammenfügen der Einzelzellen ein Zwischenraum 27 (Fig. 8) verbleibt, der die Anbringung von erhabenen Schrift- oder Bildzeichen 28 gestattet.

Bei den dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispielen sind lediglich nur zwei der sich gegenüberliegenden Seitenwände mit den Verzahnungen versehen. Es ist selbstverständlich, daß je nach Bedarf auch die anderen Seitenflächen und die Haubendeckel 29 hiermit entsprechend ausgerüstet sein können.

Mit Hilfe der beschriebenen Sitzsicherung ist es in einfachster Weise möglich, unter Verwendung von Einzelzellen sogenannte Blockkasteneinheiten jeder Größe aufzubauen. Jede Einzelzelle kann bereits vollkommen bis auf die Polanschlüsse 30 und Polverbindungen 31 auf Vorrat fertig hergestellt sein und gelagert werden. Zur Herstellung der gewünschten Batteriegröße ist es lediglich erforderlich, die benötigte Anzahl Einzelzellen an den Verbindungsstellen mit Klebstoff zu bestreichen und zusammenzudrücken. Die Sitzsicherung ergibt sofort die richtige Lage der Einzelzellen zueinander, ohne daß weitere Maßnahmen

oder Hilfsmittel erforderlich sind. Durch Aufsetzen der Polklemmen und der Polverbindungen ist die Batterie zum Füllen und Laden fertig.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Zu einer Blockeinheit verklebte bzw. verschweißte Einzelzellengehäuse für Akkumulatoren mit ineinandergreifenden, die gegeneinandergesetzten Einzelzellen gegen Verschiebung zueinander in senkrechter und waagerechter Richtung sichernden Mitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verbindenden Seitenflächen der Einzel zellen (1, 2, 3) mit mehreren zweckmäßig in Längs- und/ oder Querrichtung verlaufenden, miteinander in Eingriff kommenden schmalen Erhöhungen und rillenartigen Vertiefungen versehen sind, die etwa halb im Material der Zellenwand liegen bzw. entsprechend über die Zellenwand hinausragen.

2. Einzelzellen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Erhöhungen und Vertiefungen als Verzahnungen über die ganze zu verklebende Fläche der Einzelzellen erstrecken.

3. Einzelzellen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verklebenden Flächen mit mehreren im Winkel zueinander auf der Fläche liegenden Verzahnungen (5, 6, 7) ausgerüstet sind.

4. Einzelzellen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung parallel zu den seitlichen Kantenlinien verläuft und in mehrere um etwa eine halbe Zahnteilung versetzte Abschnitte (8, 9, 10) unterteilt ist.

5. Einzelzellen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verzahnung nur auf die Randzonen der Seitenflächen erstreckt (Fig. 4 und 5), daß das von der Verzahnung eingeschlossene Mittelfeld (25) gegenüber der benachbarten Wandstärke des Zellengehäuses zurückspringt und beim Zusammensetzen der Einzelzellen ein freier Mittelraum (27) zwischen zwei benachbarten Einzelzellen gebildet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 570446,1076430; britische Patentschrift Nr. 415 626.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen