DE1041118B - Aus Kunststoff gebildeter Separator fuer die Platten eines elektrischen Akkumulators und Verfahren zum Zusammenfuegen eines Plattensatzes mit diesen Separatoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen aus Kunststoff gebildeten Separator für die Platten eines elektrischen Akkumulators, insbesondere eines alkalischen Akkumulators, bestehend aus einem rechteckigen Rahmen, dessen beide in der Gebrauchsstellung des Separators senkrechte Seiten durch aufgesetzte Flansche im Querschnitt im wesentlichen L-förmig sind, während sich zwischen beiden waagerechten Seiten mehrere in gewissen Abständen an diesen Seiten angeordnete senkrechte stab- oder stäbchenförmige Abstandshalter erstrecken. Solche Separatoren sind bekannt.

Die gegenseitige Isolierung der Platten alkalischer Akkumulatoren wird beispielsweise auf folgende Weise vorgenommen:

1. Zwischen den Platten werden dünne Stäbe aus Kunststoff, z. B. Polyvinylchlorid, oder speziellem laugebeständigem Hartgummi in Kombination mit losen seitlichen Nocken und Füßen angebracht, letzteres insoweit die Plattensätze nicht an den Deckeln der Zellen aufgehängt werden, wie dies bei Anwendung von Metallgefäßen üblich ist.

Diese Isolierungsart ist mit Rücksicht auf die große Anzahl von Einzelteilen, welche pro Akkumulatorenplattensatz montiert werden müssen und im Zusammenhang mit der Tatsache, daß die Akkumulatorenplatten mit Nuten versehen werden müssen, um ein Verschieben der Stäbe zu verhindern, sehr teuer in der Herstellung. Dazu kommt, daß, falls diese Isolierungsart auf Sinterplatten angewandt wird, ein effektiver Schutz vor Kurzschluß längs der Plattenränder, wenn diese sich infolge unsachgemäßer Behandlung der Batterie werfen, nicht ausgeschlossen werden kann.

Überdies gibt diese genannte Isolierungsart keinen Randschutz längs der Ober- und Unterkante der Akku mulatorenplatten. Ein solcher Randschutz ist jedoch bei Sinterplatten meistens erforderlich, weil sonst ein Abbröckeln des aktiven Materials längs der Ränder auftritt. Weiter ist das Anordnen von Schutzrändern längs der Kanten der Akkumulatorenplatten von besonderer Bedeutung, weil dadurch bei Anwendung von stabförmigen Trennorganen zwischen den Akkumulatorenplatten eine kleinere Anzahl Stäbe zwischen den Platten angewandt werden kann und die freie Oberfläche somit größer wird. Man kann dann nämlich den ersten Isolierstab in einem ziemlich großen Abstand von dem vertikalen Seitenrand der Platte anordnen. Audi wird dadurch ein etwaiger Kurzschluß zwischen Rändern benachbarter Platten infolge ihres Werfens bei unsachgemäßer Behandlung der Batterie vermieden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Separator für die Platten eines elektrischen Akkumulators zu schaffen, welcher die bei bekannten Separatoren empfundenen Nachteile vermeidet.

Aus Kunststoff gebildeter Separator

für die Platten eines elektrischen

Akkumulators und Verfahren zum

Zusammenfügen eines Plattensatzes
mit diesen Separatoren

Anmelder:

Accumulatorenfabriek Varta N. V.,
Amsterdam (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Leinweber, Patentanwalt,
Berlin-Zehlendorf West, Goethestr. 30

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 1. Juni 1955

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß auch die waagerechten Seiten des Rahmens einen im wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweisen, die Abstandshalter sich außerhalb des durch die zur Rahmenebene senkrechten Flansche umschriebenen Raum befinden, wobei ihre Abmessungen in der Richtung quer zur Rahmenfläche der Stärke der senkrechten Rahmenseiten gleich sind, während die Stärke der waagerechten Rahmenseiten kleiner ist und ein Teil der Abstandshalter über die untere waagerechte Seite hinaus verlängert sind und Fußnocken bilden.

Der Separator gemäß der Erfindung bildet einen Rahmen, der die Akkumulatorplatte schützend und stützend aufnimmt. Platte und Rahmen bilden gewissermaßen ein selbständiges Ganzes; dabei kann der Rahmen schwach gehalten sein. Die senkrechten Stäbe sind außerhalb des Raumes angeordnet, der von den rundherum gehenden Flanschen der Rahmenseiten umschrieben wird. Auf diese Weise steht dieser Raum völlig für die Aufnahme der Akkumulatorplatte zur Verfügung. Der Rahmen ist besonders für alkalische Sammler geeignet. In einfachster Weise werden auch die Fußnocken gebildet.

Gemäß einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung ist der Separator zum Abdecken der äußeren Platte eines Plattensatzes ganz geschlossen oder so ausgebildet, daß eine Abdeckplatte auf den Rahmen

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des Separators geklebt oder geschweißt werden kann Diese Ausgestaltung erweist sich insbesondere dann als besonders zweckmäßig, wenn das Gefäß aus Metall besteht.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Zusammen fügen eines Akkumulatorplattensatzes mit Separatoren dadurch gekennzeichnet, daß bei der nach dem abwechselnden Stapeln der Platten mit den Separatoren sämtliche Separatoren durch Kleben, Schweißen oder Heißaufeinanderpressen zu einem gedrängten isolierten Plattenblock vereinigt werden. Hierdurch wird erreicht, daß die in dieser Weise vorher zu einer festen Einheit zusammengefügten Akkumulatorenplatten und Separatoren leicht und schnell im Gefäß des Akkumulators angeordnet werden können und die Akkumulatorenplatten immer die richtige gegenseitige Lage beibehalten. Auch können nach dem Stapeln der Platten mit den Separatoren sämtliche Separatoren durdli Schweißen oder warm Aufeinanderpressen zu einem gedrängten isolierten Plattenblock vereinigt werden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Separatoren und von Plattenblöcken unter Anwendung dieser Separatoren dargestellt, und zwar zeigt

Abb. 1 einen Separator gemäß der Erfindung in Seitenansicht,

Abb. 2 eine Stirnansicht einer in diesen Separator aufzunehmenden Akkumulatorenplatte,

Abb. 3 einen Vertikalquerschnitt des Separators nach der Linie TII-III der Abb. 1,

Abb. 4 eine Draufsicht auf die Akkumulatorenplatte nach Abb. 2,

Abb. 5 den Horizontalquerschnitt nach der Linie V-V in Abb. 1,

Abb. 6 und 7 Teile von Plattenblöcken mit zwischengefügten Separatoren nach Abb. 1, 3 und 5 im Querschnitt,

Abb. 8 den Vertikalquerschnitt einer etwas abgeänderten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Separators,

Abb. 9 und 10 Plattenblöcke, bei denen gesinterte Akkumulatorenplatten unter Zwischenfügung von Separatoren gemäß Abb. 8 aneinandergereiht sind,

Abb. 11 einen Plattenblock, bei dem gesinterte Akkumulatorenplatten nach den Abb. 9 und 10 unter Verwendung von Separatoren zu einem Plattenblock vereinigt sind, und

Abb. 12 schließlich einen als Endabschluß eines Plattenblockes ausgebildeten Separator.

Der in den Abb. 1, 3 und 5 dargestellte Separator besteht aus einem ununterbrochenen rechteckigen Rahmen 1 mit winkelförmigem Profil, der die Akkumulatorenplatte 2 längs des ganzen Umfanges umschließt und der ein Ganzes bildet mit in regelmäßigen gegenseitigen Abständen angeordneten Stäben 3, welche, wie aus Abb. 5 hervorgeht, ein einigermaßen länglich abgerundetes Profil aufweisen und an ihren Ober- und Unterenden mit den vertikalen Flanschen 4 der Horizontalseite des profilierten Rahmens 1 vereinigt sind.

Der Rahmen 1 und die Stäbe 3 bestehen aus Kunststoff, z. B. Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polyäthylen, Polyamiden oder derartigem Werkstoff, und jeder Separator wird als ein Ganzes durch Pressen oder Spritzgießen hergestellt.

Wie Abb. 1 zeigt, weisen drei mit 3' bezeichnete Stäbe eine größere Länge auf als die übrigen Stäbe 3; sie bilden in dieser Weise die Fußnocken, mit denen der Rahmen 1 sich auf dem Boden des Akkumulatorengefäßes stützt.

Wie aus den Abb. 2, 3, 4 und 5 hervorgeht, paßt die Akkumulatorenplatte 2 genau in den Rahmen 1, und es wird sowohl längs der Seitenränder als auch längs des Ober- und Unterrandes dieser Platte eine gute Abschirmung erhalten.

Weiter geht aus den Abb. 6 und 7 hervor, daß eine Anzahl Separatoren mit den darin aufgenommenen Akkumulatorenplatten 2 aufeinandergestapelt werden können, wobei dann die Rahmen 1 mit ihren Flanschen 4 alle in der gleichen Richtung (Abb. 6) oder in verschiedenen Richtungen (Abb. 7) angeordnet sein können. Aus diesen beiden Abbildungen und aus Abb. 3 ergibt sich, daß an der Ober- und Unterkante zwischen den in dieser Weise an den Rändern abgeschirmten Akkumulatorenplatten zwischen den nebeneinanderstehenden Stäben 3 genügend freier Raum für den Umlauf des Elektrolyten und das Entweichen der Gase während des Ladens der Batterie übrigbleibt. Dabei ist von Vorteil, daß pro Akkumulatorenplatte nur noch ein Separator montiert zu werden braucht, der ebenso einfach in dem Gefäß angeordnet werden kann wie die bekannten wellenförmigen und perforierten Separatoren. Die erfindungsgemäßen Separatoren bilden dann gleichzeitig gemeinsam die bisher verwendeten losen Seitenstücke und Füße. Das Festklemmen der Seitenkanten der Akkumulatorenplatten und der Randisolierung längs des ganzen Umfanges jeder Platte sowie die freie Oberfläche zwischen den Platten kann nun für jede Plattenart ganz wahlweise und gemäß speziellen Anforderungen ausgebildet werden, während die Montage doch immer ebenso einfach und billig bleibt.

Vorzugsweise können bei Anwendung eines geeigneten Kunststoffes die Rahmen 1 der aufeinanderfolgenden Separatoren durch Kleben und/oder Schweißen bzw. in warmem Zustand Aufeinanderpressen zu einem gedrängten Block vereinigt werden. Dadurch wird dieser Block stoßbeständig gemacht, weil sich nach dieser Bearbeitung die den Plattenblock zusammensetzenden Teile nicht mehr in Bezug aufeinander verschieben können. Für Traktions- und Anfahrbatterien ist dies ein wichtiger Vorteil. Gleichzeitig wird ein Werfen der Platten bei unsachgemäßer Behandlung der Batterie ausgeschlossen, weil die Platten in dem also erhaltenen gedrängten Block nach keiner Richtung mehr ausweichen können.

In Abb. 8 ist der Vertikalquerschnitt einer abgeänderten Ausführungsform eines erfmdungsgemäßeii Separators dargestellt. Der Rahmen 1' dieses Separators weist dabei ein Profil auf, das der Form von Akkumulatorenplatten 2' anderer Art angepaßt ist, nämlich von Sinterplatten mit angepreßtem Rand. Hierbei können in einem Plattenblock aufeinanderfolgende Separatoren 1', 3 wieder alle in derselben Richtung angeordnet sein, wie in Abb. 9 dargestellt ist, oder teilweise in entgegengesetzter Richtung, wie in Abb. 10 zu sehen ist.

Es ist oft erwünscht, an den beiden Endwänden eines in der obengenannten Weise zusammengesetzten Plattenblockes für einen elektrischen Akkumulator einen isolierenden Abschluß anzubringen, insbesondere, wenn das Gefäß aus Metall besteht. Abb. 11 zeigt im Querschnitt einen Teil -eines Plattenblockes, bestehend aus Sinterplatten 2', welche durch Separatoren getrennt sind, die je aus einem diese Platte 2' umschließenden Rahmen 5 bestehen, mit dem mehrere Stäbe 3 an ihren Ober- und Unterenden vereinigt sind. Hierbei ist eine der äußeren Platten (in Abb. 11 die

vordere Platte) 2' durch einen Separator aus Kunststoff abgeschlossen, bestehend aus einem Rahmen 6, der nahezu dasselbe Profil aufweist wie der Rahmen 5 der anderen Separatoren und der mit einer innenliegenden Abschlußwand 7 ein Ganzes bildet. Die andere, äußere (in Abb. 11 die hintere) Platte 2' ist auf der Außenseite durch eine isolierende, gleichfalls aus Kunststoff bestehende Platte 8 abgedeckt, die an ihren Rändern mit der anliegenden Endfläche des Rahmens 5 des benachbarten Separators verklebt oder verschweißt ist.

Durch die Anwendung solcher Endseparatoren wird, insbesondere bei Verwendung von Metallgefäßen, erreicht, daß die Gefahr eines Kurzschlusses zwischen den Endplatten und dem Akkumulatorengefaß ganz vermieden wird.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Aus Kunststoff gebildeter Separator für die Platten eines elektrischen Akkumulators, insbesondere eines alkalischen Akkumulators, bestehend aus einem rechteckigen Rahmen, dessen beide in der Gebrauchsstellung des Separators senkrechte Seiten durch aufgesetzte Flansche im Querschnitt im wesentlichen L-förmig sind, während sich zwischen beiden waagerechten Seiten mehrere in gewissen Abständen an diesen Seiten angeordnete senkrechte stab- oder stäbchenförmige Abstandshalter erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß auch die waagerechten Seiten des Rahmens einen im wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweisen, die Abstandshalter (3) sich außerhalb des durch die zur Rahmenebene senkrechten Flansche umschriebenen Raumes befinden, wobei ihre Abmessungen in der Richtung quer zur Ralhmenfläche der Stärke der senkrechten Rahmenseiten gleich sind, während die Stärke der waagerechten Rahmenseiten kleiner ist, und ein Teil der Abstandshalter (3') über die untere waagerechte Seite des Rahmens hinaus verlängert sind und Fußnocken bilden.

2. Separator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abdecken der äußeren Platte eines Plattensatzes der Separator auf einer Stirnseite ganz geschlossen oder so ausgebildet ist, daß eine Abdeckplatte auf den Rahmen des Separators geklebt oder geschweißt werden kann.

3. Verfahren zum Zusammenfügen eines Plattensatzes mit Separatoren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei oder nach dem abwechselnden Stapeln der Platten mit den Separatoren sämtliche Separatoren durch Kleben, Schweißen oder Heißaufeinanderpressen zu einem gedrängten isolierten Plattenblock vereinigt werden.

In Betracht gezogene Drucksdhriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 633 479.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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