DE60113713T2

DE60113713T2 - Formanlage

Info

Publication number: DE60113713T2
Application number: DE60113713T
Authority: DE
Inventors: Robert T. Cheltenham HOPWOOD
Original assignee: TBS Engineering Ltd
Current assignee: TBS Engineering Ltd
Priority date: 2000-12-09
Filing date: 2001-12-10
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2021-12-11
Also published as: DE60113713D1; WO2002045886A8; EP1339514B1; DK1339514T3; CN1257033C; CA2430392C; ES2248232T3; GB0030063D0; MXPA03005129A; AU2002220917A1; JP2004515361A; CN1479658A; CA2430392A1; US20040069437A1; EP1339514A1; US7082985B2; KR100889145B1; WO2002045886A1; ATE305351T1; KR20030059829A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abformen eines Bandes auf einer Gruppe von Batterieplatten.
Das üblichste Verfahren zum Abformen von Bändern auf Gruppen von Batterieplatten besteht darin, die Gruppe umzudrehen und die Anschlusslaschen in eine Form zu tauchen, die mit geschmolzenem, jedoch abkühlendem Blei gefüllt ist. Bei den Anschlusslaschen geht dies relativ direkt vor sich, da in dem sich abkühlenden Blei genügend Wärme vorhanden ist, sie zu schmelzen und eine gute Verbindung herzustellen. Wenn jedoch die Größe der Laschen und somit die Größe der effektiven Wärmesenke zunimmt, die in das geschmolzene Blei eingetaucht worden ist, hat dies zur Folge, dass das Blei so schnell abgekühlt werden kann, dass die untergetauchte Oberfläche der Laschen nicht schmilzt und keine gute Verbindung hergestellt wird. In einem Versuch, dies auszuschließen, wurden Systeme entwickelt, bei denen Blei durch die Form wenigstens während des anfänglichen Eintauchschritts fließen gelassen wird, so dass die Bleitemperatur am Anfang hochgehalten wird, wobei sich jedoch das Problem ergibt, dass am Auslass Bleifahnen gebildet werden, die, bevor der nächste Zyklus erfolgen kann, irgendwie weggebrochen und entfernt werden müssen. Neuerdings ist die Verwendung der Abstreifplatte vorgeschlagen, dies ergibt jedoch ungleichförmige Gusskörper, die sogar beschädigt werden können. Als Folge ist die Zykluszeit ziemlich hoch. Ein weiterer Versuch besteht darin, einen erhitzten dreieckigen Abschnitt am Bleiauslass dazwischen zu stellen, der einen ausreichenden Übergang über der Trennfläche zwischen der abgekühlten Form und dem erhitzten Bleiauslass ergibt. Dies verringert jedoch die örtliche Effektivität der Formabkühlung und erhöht die Zykluszeit noch einmal.
Die JP-A-01 195 662 offenbart eine Vorrichtung zum Abformen eines Bandes auf einer Gruppe von Batterieplatten durch Eintauchen der Anschlusslaschen der Batterieplatten in eine Form, die mit geschmolzenem Blei gefüllt ist. Die Form wird gekühlt und das geschmolzene Blei wird ihr zugeführt, indem es über ein Wehr strömt, das zwischen einer erhitzten Bleieinlassvorrichtung und der Form angeordnet ist. Überschüssiges Blei zieht sich von der Form über das Wehr zu der Bleieinlassvorrichtung zurück. Die Trennfläche, die das Wehr zwischen der Bleieinlassvorrichtung und der Form bildet, ist wärmeisoliert, um eine Wärmeleitung von der heißen Bleieinlassvorrichtung zu der kälteren Form zu unterdrücken.
Die vorliegende Erfindung besteht in einer Vorrichtung zum Abformen eines Bandes auf eine Gruppe von Batterieplatten, wobei die Vorrichtung eine kühlbare Form aufweist, die Einlass- und separate Auslasswehre hat, die zwischen dem Formhohlraum und einem erhitzbaren Bleieinlassblock bzw. einem gesonderten erhitzbaren Bleiauslassblock angeordnet sind, wodurch Blei durch den Formhohlraum über die jeweiligen Wehre strömen gelassen werden kann, und wobei sich die Vorrichtung dadurch auszeichnet, dass die Trennflächen zwischen der Form und dem jeweiligen angrenzenden Bleieinlassblock/Auslassblock zur Bildung einer Temperaturdiskontinuität isoliert sind.
Vorzugsweise liegt die Temperaturänderung an der Trennfläche zwischen 100° und 250°C. Bevorzugt wird weiterhin, dass die Trennfläche an der Oberseite eines jeden Wehrs von einem Abstand gebildet wird, der kleiner als 10 mm ist.
Die Form und der Einlassblock sowie der Auslassblock können zur Bildung einer thermischen Unterbrechung beabstandet sein, wobei in diesem Fall der Abstand am Wehr kleiner als 1 mm sein kann. Wenigstens zwischen der Masse der Form und den Einlass- und Auslassblöcken kann Isoliermaterial angeordnet werden.
Vorzugsweise ist die Oberseite eines jeden Wehrs so profiliert, dass sie wie eine Messerschneide wirkt.
Auf der Länge der Form kann mehr als ein Wehr vorgesehen werden, wobei bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung die Einlass- und Auslasswehre zueinander und zweckmäßigerweise bezüglich der eingetauchten Position einer Anschlusslasche an der Batterieplatte versetzt sind. Es können mehr Einlass- als Auslasswehre vorhanden sein, beispielsweise können drei Einlasswehre vorgesehen werden, wobei zwei Auslasswehre gegenüber den Räumen zwischen den Einlasswehren angeordnet sind.
Die Erfindung kann auf verschiedene Weisen ausgeführt werden, es wird nun aber eine spezielle Ausgestaltung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen
1 ein Vertikalschnitt durch einen Teil einer Abformvorrichtung zum Abformen eines Bandes auf einer Gruppe von Batterieplatten ist, wobei die Gruppe gezeigt ist,
2 eine Ansicht von oben von 1 ist und
3 ein vergrößerter Querschnitt ist, der eine schematische Ansicht der Oberseite eines Wehrs zeigt.
Die Vorrichtung, die insgesamt mit 10 bezeichnet ist, hat ein Paar von Formblöcken 13, 14, jeweilige Bleieinlassblöcke 15, 16 und einen gemeinsamen Bleiauslassblock 17. Die Kombination von 13, 15 und 17 wirkt identisch zur Kombination 14, 16, 17 und der Aufbau und der Betrieb der Vorrichtung 10 werden allein im Zusammenhang mit letzterer Kombination beschrieben. Damit die Bänder gleichzeitig an den positiven Anschlusslaschen 18 und den negativen Anschlusslaschen 19 der Batterieplatten 20 ausgebildet werden können, sind zwei Kombinationen erforderlich.
Der Bleiblock 16 hat ein Bleireservoir in Form eines Kanals 21, in den Blei durch Schächte 22 nach oben strömen kann, die jeweils mit Zuführrohren 23 verbunden sind, die ihrerseits von dem nicht gezeigten Tiegel mit Blei gespeist werden. Die Masse des Blocks wird auf einer erhöhten Temperatur von etwa 400 bis 500°C gehalten, die etwas über dem Schmelzpunkt der bei dem Verfahren verwendeten Bleilegierungen liegt, die gewöhnlich zwischen 250 und 310°C schmelzen.
Der Formblock 14 hat einen Formhohlraum 24, der die gewünschte Form des Bandes hat, das am besten in 2 zu sehen ist, und der mit dem Auswerferstift 25 zum Herausdrücken des aufgeformten Bandes aus dem Formhohlraum 24 versehen ist. Der Formhohlraum 24 wird durch Wasser gekühlt, das durch Kanäle 26 strömt. Die Temperatur des Formblocks 14 wird durch die erforderliche Zykluszeit und das Volumen des Formhohlraums 24 bestimmt, gewöhnlich liegt sie jedoch in der Größenordnung von 150°C.
Der Auslassblock 17 hat einen zentralen Auslasskanal 27, der das Blei aufnimmt, das aus dem Formhohlraum 24 abgeht, wenn es überströmt.
Jeder Formhohlraum 24 hat ein Einlasswehr 29 und ein Auslasswehr 28, die zusammen das obere Niveau der Formblöcke 13, 14 bilden. Diese Wehre werden nachstehend im Einzelnen beschrieben.
Im Betrieb werden die Anschlusslaschen 18 für einen ersten Pegel DIP1, eingetaucht, wobei das Blei noch strömt, so dass ein bestimmtes Erhitzen der Anschlusslaschen erfolgen kann, wonach sie auf den Pegel DIP2 bewegt werden, wenn der Bleistrom abgeschaltet ist. Alles überschüssige Blei ergießt sich zurück über die Wehre 28, 29, so dass das Blei in der Form dann den Pegel einnimmt, der durch die gestrichelte Linie gezeigt ist.
3 zeigt die Oberseite eines jeden der Wehre 28, 29, aus Zweckmäßigkeitsgründen wird jedoch das Wehr 28 speziell beschrieben. Man sieht, dass die benachbarten Abschnitte des Formblocks 14 und des Bleiauslassblocks 17 nach oben so geneigt sind, dass sie zusammen das bilden, was effektiv eine Messerschneidenerhebung 30 ist. Die Blöcke 17 und 14 sind an der Erhebung tatsächlich beabstandet, um die erforderliche thermische Unterbrechung zu bilden, die eine beträchtliche Temperaturdiskontinuität ermöglicht, wobei der Raum 31 doch weniger als 0,1 mm breit ist, da Blei nicht in einen Spalt hinabströmt, der kleiner als 0,1 mm breit ist. Von gerade unterhalb der Erhebung 30 wird jeder der Blöcke nach außen geöffnet, um eine Bahn eines thermisch isolierten Materials 32 aufzunehmen. Die Messerschneidenerhebung 30 ermöglicht die Ausbildung einer sauberen Unterbrechung zwischen dem Gussblei und jedem ausströmenden Blei, während die thermische Unterbrechung 31–32 eine ausreichend große Temperaturdiskontinuität zwischen dem Formblock 14 und dem Auslassblock 17 ermöglicht, wodurch alles Blei auf der linken Seite der Erhebung 30 geschmolzen und somit die Bildung von Feststofffahnen verhindert wird, die den Auslass von dem Wehr versperren. Umgekehrt ermöglicht die thermische Unterbrechung 31, 32 dass die Form 34 auf einer Temperatur gehalten wird, die ein schnelles Durchführen des Abformens ermöglicht, wenn der Bleifluss einmal anhält.
Das Wehr 29 ist ein Spiegelbild des Wehrs 28 dahingehend, dass die heiße Seite sich rechts und die kalte Seite sich links befinden.
Die erforderlichen tatsächlichen Temperaturen hängen von der abzuformenden speziellen Bleilegierung ab, wie jedoch bereits erwähnt wurde, werden die Blöcke 16 und 17 vorzugsweise auf etwa 400 bis 500°C gehalten. Für gute Zykluszeiten sollte der Formblock im Bereich von 150°C liegen und die Temperaturänderung an den Wehren quer über den thermischen Unterbrechungen sollte zwischen 100°C und 200°C liegen. Es ist sinnvoll, wenn an den Wehren die "heiße" Seite kühler als die Masse eines Blocks ist, während auf der "kalten" Seite das Wehr etwas heißer ist als die Masse eines Blocks.
Die Anmelder haben festgestellt, dass eine Zykluszeit von etwa 20 Sekunden mit einer solchen Anordnung erreicht werden kann. Im Wettbewerb befindliche Vorrichtungen haben Zyklen in der Nähe von 1 Minute.
Somit haben die Anmelder überraschend festgestellt, dass durch Verwendung von Wehren mit beträchtlichen Temperaturdiskontinuitäten sowohl am Einlass als auch am Auslass einer Form Gusskörper guter Qualität mit großen Anschlussstückplatten bei schneller Zykluszeit erreicht werden können.

Claims

Vorrichtung zum Abformen eines Bandes auf eine Gruppe von Batterieplatten (20), wobei die Vorrichtung eine kühlbare Form (13, 14) aufweist, die Einlass- (29) und separate Auslasswehre (28) hat, die zwischen dem Formhohlraum (24) und einem erhitzbaren Bleieinlassblock (15, 16) bzw. einem gesonderten erhitzbaren Bleiauslassblock (17) angeordnet sind, wodurch Blei durch den Formhohlraum (24) über die jeweiligen Wehre (29, 28) strömen gelassen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennflächen (31) zwischen der Form (13, 14) und dem jeweiligen angrenzenden Bleieinlassblock (15, 16)/Auslassblock (17) zur Bildung einer Temperaturdiskontinuität isoliert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Temperaturänderung an der Trennfläche (31) zwischen 100° und 250°C liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei welcher die Trennfläche (31) an der Oberseite eines jeden Wehrs (28, 29) von einem Abstand < 10 mm gebildet wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher die Form (13, 14) und der Einlassblock (15, 16) sowie der Auslassblock (17) zur Bildung einer thermischen Unterbrechung beabstandet sind und bei welcher der Abstand am Wehr 0,1 mm beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Oberseite eines jeden Wehrs (28, 29) als Messerschneide wirkt.