DE3873843T2

DE3873843T2 - Verfahren zum zusammenbau von batterien und geraet.

Info

Publication number: DE3873843T2
Application number: DE8888304627T
Authority: DE
Inventors: Phillip E Grady; Clarence A Meadows; Lawrence B Plant
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Johnson Controls Technology Co
Priority date: 1987-06-29
Filing date: 1988-05-23
Publication date: 1992-12-17
Anticipated expiration: 2008-05-24
Also published as: US4742611A; CA1290807C; EP0297714A3; JPH01194264A; JPH0766795B2; EP0297714B1; DE3873843D1; EP0297714A2

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Blei-Säure-Akkumulatoren und insbesondere das Verbinden von Bleiteilen miteinander, indem dazwischen ein Bleiverbinder gegossen wird.

Hintergrund der Erfindung

Blei-Säure Akkumulatoren umfassen verschiedene galvanische Zellenelemente, wobei jedes in getrennten Abteilungen eines im wesentlichen abgedichteten Behälters eingeschlossen sind, welcher ein Schwefelsäure-Elektrolyt enthält. Jedes Zellenelement umfaßt typischerweise zumindest eine plattenförmige positive Elektrode (d.h. eine positive Platte), eine plattenförmige negative Elektrode (d.h. eine negative Platte) und einen dazwischen befindlichen porösen Separator (z.B. ein dünnes mikroporöses Blatt und/oder eine absorbierende Glasmatte). Viel-Platten-Zellen-Elemente sind üblich und umfassen einen Stapel von Platten mit alternierend positiver und negativer Polarität, welche miteinander und mit dem Separator ineinander gesteckt sind. Jede der Platten selbst umfaßt ein leitendes Substrat, welches ein elektrochemisch aktives Material trägt und elektrischen Strom im wesentlichen gleichförmig leitet. In Blei-Säure (Pb-Säure) Batterien umfassen die Platten ein bleireiches aktives Material (z.B. Bleidioxid, PbO&sub2;, für die positiven Platten und Blei, Pb, für die negativen Platten), welches auf eine netzförmige Pb-Legierung (z.B. Blei-Kalzium-Zinn, Pb-Ca-Sn, oder Blei-Antimon, Pb-Sb) Gittersubstrat aufgebracht ist.
Eine Fahne steht von jedem Gitter vor und dient zur elektrischen Kopplung seiner zugehörigen Platte mit den anderen elektrischen Komponenten der Batterie. Zum Beispiel werden ausgerichtete Fahnen der Platten gleicher Polarität eines Viel-Platten-Zellen-Elements gewöhnlicherweise aneinander und mit den Zwischen-Zellen-Verbindern oder Anschlüssen durch einen sog. "Platten-Streifen" elektrisch gekoppelt, welcher typischerweise mit oder um die Fahnen der Platten verschmolzen bzw. gegossen ist. Bis jetzt sind im wesentlichen drei Techniken vorgeschlagen worden, um diese Plattenstreifen herzustellen. In der ersten Technik wird ein vorgegossener Plattenstreifen, welcher eine Vielzahl von Zehen aufweist, welche fingerförmig mit den Platten-Fahnen verbunden sind, mit den Platten-Fahnen durch eine Gasfackel verschmolzen, die direkt darauf aufgebracht wird. Diese Technik ist kommerziell über viele Jahre genutzt worden. In der zweiten Technik werden aufrechtstehende Plattenfahnen in eine Form eingeschlossen und geschmolzenes Blei in die Form gegossen, um den Plattenstreifen zu bilden. Eine dritte Technik ist eine Abänderung der zweiten, wobei eine oben offene Form zuerst mit einer vorbestimmten Menge von geschmolzenem Blei gefüllt wird und danach die Platten-Fahnen von einem umgedrehten Zellenelement darin eingetaucht werden. Der erstarrte Streifen wird nachfolgend von der Form entfernt, das Zellenelement in seine aufrechte Position zurückgedreht und schließlich in einen Batteriebehälter eingefüllt. Die Praktizierung sowohl der zweiten als auch der dritten sog. "Guß-auf-Streifen"-Techniken wurde im wesentlichen im Freien ausgeführt, wobei einige Versuche durchgeführt wurden, zumindest den Formbereich mit inaktivem Gas zu fluten, zu dem Zweck Luft auszuschließen und dadurch die Bildung von Oxiden zu reduzieren.
Die vorgenannte zweite Technik erreichte nie weit verbreiteten - falls überhaupt irgendeinen - kommerziellen Gebrauch, was vermutlich auf die Unfähigkeit einer verläßlichen Ausführung solch eines Verfahrens in einem Produktionsmaßstab zurückzuführen ist. In dieser Hinsicht wurde von Metall, welches in die Form an einer einzigen Stelle eingefüllt wurde, erwartet, sich gleichmäßig über die Form zu verteilen (z.B. in und um die aufrechtstehenden Plattenfahnen) und noch gut mit den Fahnen verbunden zu sein. Eine nicht gleichmäßige Verteilung des Bleis in der Form genauso wie ein nicht gleichmäßiges Abkühlen der Schmelze tritt jedoch gewöhnlicherweise ein und dies resultiert in schlechter Qualität, in Verbindungen mit hohen Widerständen zwischen den Plattenfahnen und Plattenstreifen. Die vorgenannte dritte Technik eliminierte im wesentlichen den nicht gleichmäßigen Fluß, die Kühlung und Hitzeverteilungsprobleme der zweiten Technik und ist kommerziell über viele Jahre genutzt worden.
Sie weist jedoch auch Nachteile auf. In dieser Hinsicht verlangt die kommerzielle Anwendung dieser Technik die Benutzung eines Schmelz/Halte-Ofens, welcher einen großen Nachschub von geschmolzenem Blei fertig zum Gießen enthält, genauso wie ein zugehöriges Rohrnetzwerk von Schmelzzuführungsrohren, Ventilen und Düsen. Dieser komplizierte Aufbau einer schmelze-handhabenden Vorrichtung ist unhandsam, erfordert beträchtlichen Unterhaltungsaufwand und muß zu jeder Zeit heiß gehalten werden, auch wenn die Plattenstreifen nicht gegossen werden. Die Hitze, welche benötigt wird, um zu schmelzen und große Mengen von Blei geschmolzen zu halten, genauso wie die damit verbundenen Lieferleitungen heißzuhalten, resultiert nicht nur in einem kostenintensiven Energiekonsum, sondern strahlt in den Arbeitsbereich, wobei sie ihn in eine wenig wünschenswerte Arbeitsumgebung verwandelt. Des weiteren war die maximale Praktische Temperatur, welche für diese erste "Guß-auf-Streifen"-Techniken nützlich ist, wirksam begrenzt auf ungefähr 454ºC (850ºF), über der ungünstige Oxidation von geschmolzenem Blei geschieht, was zu Verschmutzung der Geräte führen kann und in Oxideinschlüssen beim Gießen resultiert. Daraus resultierend wird - in der tatsächlichen Praxis - geschmolzenes Blei von solchen Maschinen typischerweise bei Temperaturen unterhalb ungefähr 443ºC (830ºF) gegossen. Solch eine niedrige Bleitemperatur reduziert die Fähigkeit des geschmolzenen Bleis die festen Fahnen in der Form wirksam zu schmelzen und resultiert dadurch in einem unnotwendig hohen elektrischen Widerstand zwischen den Fahnen und den Plattenstreifen. Zum Beispiel, wie dargestellt in Fig. 8, ergeben solche Verfahren nur ein Schmelzen der Spitzen der Fahnen mit dem geschmolzenen, in die Form gegossenen Blei. Der Rest der Fahnen bleibt im wesentlichen intakt zurück, wobei nur deren Oberflächen mit den verfestigten Plattenstreifen verbunden ist. Schließlich hat die Erfahrung gezeigt, daß die kommerziell erhältliche Vorrichtung zum Messen und Liefern des Bleis in die Form durch diese Techniken nicht im Stande ist, Plattenstreifen von exakt der gleichen Größe konsistent zu gießen. Statt dessen weichen die Massen der Plattenstreifen während des Verlaufs einer Produktion beträchtlich voneinander ab. Resultierend daraus, um sicherzustellen, daß ein jeder und alle Plattenstreifen zumindest die Minimalmenge des notwendigen Bleis zur Stromleitung und Stärke aufweist, ist es allgemein üblich, die Liefervorrichtung absichtlich so einzustellen, daß mehr Blei (oftmals bis zu 30 % mehr) in die Formen abgegeben wird, als theoretisch notwendig ist. Damit werden viele Streifen mit mehr Blei gegossen, als benötigt wird, was nicht nur in schwereren Batterien, sondern auch in beträchtlichen Mehrkosten resultiert.
Andere Bleibatterieteile werden auch in einer Batterie zusammengeschweißt. Zum Beispiel werden Zwischenzellenverbinder und -verbindungen, welche zwischen Plattenstreifen und Seitenwand-Anschlüssen hergestellt werden, sowohl durch Gasflammen als auch durch elektrische Widerstandsschweißung hergestellt. Des weiteren wird das Gasflammen-Bogen-Schweiß (GTAW) Verfahren, auf welches oft als Wolfram-Inaktivgas (TIG) Schweißen Bezug genommen wird, benützt, Zwischenzellenverbindungen herzustellen, wie in der US-A-4 177 551 offenbart ist. Die direkte TIG Schweiß-Technik, welche in der US-A-4 177 551 offenbart ist, ist jedoch anfällig für Oxidation des geschmolzenen Metalls während der bogenschmelzenden Temperatur und kann Verspritzen des Bleis verursachen, welches nicht nur eine unansehnliche Verbindung hinterläßt, sondern auch die Möglichkeit von Bleispritzer erhöht, welche in die Zellenelemente fallen und diese in der Umgebung der Schweißung kontaminieren. Diese direkte TIG-Schweißung ist nicht für die Bildung von Plattenstreifen an Fahnen akzeptierbar. In dieser Hinsicht würde der Versuch einer Anpassung solch eines Verfahrens zum Verbinden einer Vielzahl von nicht verbundenen Plattenfahnen entweder eine weitere Bearbeitung oder eine feste Bleistange in der Wanne erfordern, um darin eine bogenstützende Gegenelektrode vorzusehen. Schließlich ist herausgefunden worden, daß in Abwesenheit eines Bleiblockes in der Wanne entlang den Fahnen direkt angewandte TIG-Bögen: (1) die Blei-Kalzium-Zinn-Legierungs- Fahnen vollständig zerstören; und (2) niedrigschmelzende Synthetik-Plastik-Wannen-Materialien entzünden, wie z.B. solche die in der EP-A-0 244 943 offenbart werden.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einzigartiges, einfaches, energieeffizientes Verfahren und ein Gerät zum Verbinden von Bleibatterieteilen miteinander über einen niederohmigen, im wesentlichen oxidfreie Verbindungs-Guß dazwischen zu schaffen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einzigartiges, einfaches, energieeffizientes Verfahren und Gerät zum Gießen eines im wesentlichen oxidfreien Plattenstreifens an eine Gruppe von ausgerichteten, aufrechtstehenden, Blei-Säure-Akkumulator Platten-Fahnen bereitzustellen, wobei gesteuerte Mengen von im wesentlichen oxidfreien, übererhitzten, geschmolzenem Blei über die Fahnen in solch einer Weise gegossen werden, daß die Fahnen dazu veranlaßt werden, im wesentlichen vollständig mit dem darum gegossenen Blei zu amalgamieren. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein einzigartiges, einfaches, energieeffizientes Verfahren und Gerät zum Zusammenbau eines Pb-Säure-Akkumulators bereitzustellen, worin im wesentlichen oxidfreie, niederohmige Platten-Streifen und ein zwischenliegender Zwischenzellenverbinder in einem einzigen Gießbetrieb im Batteriebehälter gebildet werden, um mit den zu den Streifen zugehörigen Batterie- Platten-Fahnen zu amalgamieren. Diese und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leichter durch die Beschreibung offensichtlich, welche folgt.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung umfaßt die indirekte Anwendung eines Gas-Wolfram-Bogens, um erhitztes Gas zu schaffen und im wesentlichen oxidfreies, übererhitztes geschmolzenes Blei zum elektrischen Verbinden von Bleibatterieteilen (z.B. Zwischenzellenverbinder, Anschlüsse, Plattenfahnen und -streifen) bereitzustellen. Das Verfahren/ Gerät der vorliegenden Erfindung: (1) stellt nach Bedarf einfach und bequem Bleischmelze von einer festen Quelle zur Verfügung, ohne jeglichen unnötigen Energieverbrauch oder Erzeugung von Abfallhitze; und (2) ist imstande, gleichzeitig Ströme von (a) im wesentlichen oxidfreiem Blei mit einer Temperatur von über 454ºC, vorzugsweise 510ºC (950ºF) und (b) nicht-oxidierendes Gas mit einer Temperatur von ungefähr 149ºC bis 204ºC (300ºF bis 400ºF) bereitzustellen. Das Verfahren/Gerät der vorliegenden Erfindung ist nützlich dafür, daß (1) Zwischenzellenverbinder gebildet werden; daß (2) Plattenstreifen mit Anschlüssen verbunden werden; und daß (3) eine Gruppe von ausgerichteten, aufrechtstehenden, gleiche Polarität aufweisenden Blei-Säure-Akkumulator Batterie-Platten-Fahnen miteinander in einem Zellenelement oder wahlweise zur Verbindung solch eines Zellenelements mit einem benachbarten Zellenelement in einem einzigen Arbeitsschritt über einen Zwischenzellenverbinder verbunden werden, der gleichzeitig in einer Öffnung im Kopfbereich einer Zwischenzellen-Trennwand gebildet wird, die benachbarte Zellabteilungen eines Batteriebehälters trennt. Fahnen-Verbindungen, die so gebildet werden, weisen einen signifikant geringeren elektrischen Widerstand auf, als zuvor erhältliche durch kommerzielle "Guß-auf-Streifen"-Verfahren und ergeben sich an einer im wesentlichen vollständigen Amalgamation der Plattenfahnen mit dem darum gegossenen Blei.
In einer speziellen Anwendung des Verfahrens/Gerätes der vorliegenden Erfindung wird eine Wanne (z.B. langgestreckte Form) um eine Gruppe von ausgerichteten Fahnen zum Aufnehmen und Formen von darin eingebrachter Bleischmelze angeordnet. Der Begriff "Blei" - wie hier benützt - umfaßt beabsichtigerweise nicht nur reines Blei sondern auch Bleilegierungen, die typischerweise in Pb-Säurebatterien gefunden werden, z.B. Bleilegierungen, welche Antimon, Sb, Zinn, Sn, Arsen, As, Aluminium, Al, oder Kalzium, Ca, enthalten. Ein geeignetes Flußmittel (z.B. Azelaic-Säure, Phosphor-Säure, oder Zink-Chlorid) kann entweder bevor oder nachdem sie in der Wanne zusammengefügt werden, auf die Fahnen aufgebracht werden. Eine geeignete und bevorzugte Anwendung des Flußmittels umfaßt verspritzte kleine Körner von gelöster und dehydrierter Acelaid-Säure auf die Fahnen in der Wanne nach dem Zusammenfügen. Das Flußmittel säubert die Fahnen und bewegt die Schmelze, wodurch es ein besseres Schmelzen der Fahnen fördert. Die Wanne kann von permanenter oder vorübergehender Bauart sein. Eine permanente Wanne verbleibt während ihrer Existenz im Zellenelement, wie die Wanne, welche in der vorgenannten EP-A-0 244 943 offenbart ist. Eine vorübergehende Wanne wird typischerweise gebildet, indem separate Bearbeitungsmittel nur während des Einfüllens und Erstarrens des Bleis um die Fahnen angeordnet sind und nachfolgend entfernt werden. Während des Gießens wird die Länge der Wanne von einem Ende zum anderen Ende mit einer bogenschmelzenden und Bleischmelze-Abgabevorrichtung überquert, welche umfaßt: eine im wesentlichen nicht-verbrauchbare Elektrode zum Erzeugen eines elektrischen Bogens; Mittel zur Bereitstellung eines ionisierbaren, nicht oxidierenden Gases (z.B. Argon, Ar, Argon und Wasserstoff, Ar+H&sub2;, oder Helium, He) für den Bogen; Mittel zum Abschirmen der Fahnen in der Wanne vom elektrischen Bogen; Mittel zur Zufuhr einer kontinuierlichen Länge (z.B. Draht) von festem Blei in den Bogen zum darin Schmelzen; und Mittel zum Leiten des Stroms von im Bogen gebildetem, übererhitztem geschmolzenem Blei, in die Wanne, welches die Fahnen umgibt. Die stromleitenden Mittel und die fahnenabschirmenden Mittel werden vorzugsweise die gleichen Struktur-Elemente enthalten.
Beim Betrieb wird eine im wesentlichen kontinuierliche Länge von Bleidraht in den durch die Elektrode erzeugten Bogen mit einer Rate geführt, die der Rate gleich ist, mit der die Abgabemittel die Wanne überqueren, um somit einen im wesentlichen kontinuierlichen Strom einer übererhitztem, im wesentlichen oxidfreien Bleischmelze zu schaffen, welche ausreicht, die Fahnen in der Wanne während der Zeit, in der das Abgabemittel das Ende erreicht, zu bedecken. Der Bogen selbst wird in einem ionisierbarem, nicht-oxidierendem Gas erzeugt, welches den Bogen hält, während es zugleich Oxidation des darin geformten ultraheißen geschmolzenen Bleis verhindert. Gleichermaßen wird die Wanne mit einem im wesentlichen nicht-oxidierenden Gas überdeckt, um Oxidation der kühleren aber nichtsdestoweniger ungeschützten Bleischmelze zu verhindern. Das nicht oxidierende Gas, welches die Wanne bedeckt, kann getrennt vom bogenunterstützenden Gas zugeführt werden. Vorzugsweise wird jedoch bogenunterstützendes Gas, welches durch den Bogen erhitzt worden ist, dazu gebracht, die Abgabevorrichtung zu verlassen, um so direkt auf die Fahnen aufzutreffen, und so nicht nur die nicht-oxidierende Atmosphäre für die Wanne sondern auch Zufuhr beträchtlicher, zusätzlicher Wärme zu den Fahnen zur Erleichterung des Schmelzens und der Amalgamation mit dem bogengeschmolzenem Blei bereitzustellen.
Die bogenschmelzende und Abgabevorrichtung umfaßt vorzugsweise ein Gehäuse, welches eine Schmelzkammer definiert, die den Bogen umgibt, der durch das ionisierbare, nicht-oxidierende Gas unter Druck gesetzt wurde, um so den Einfluß von Luft auf die Schmelzzone zu vermeiden, wo das ultraheiße, geschmolzene Blei am anfälligsten für die Oxidation ist. Das Gehäuse trägt eine Düse, welche (1) den Strom des geschmolzenen Bleis in die Wanne leitet, während es ihn vor der Oxidation schützt, wenn es vom Bogen in die Wanne fließt; und (2) das ionisierbare, nicht oxidierende Gas, welches vom Bogen erhitzt wurde, direkt nieder auf die Fahnen zuleiten, und so eine bedeutende zusätzliche Hitze hinzuzufügen, um eine schnellere Amalgamation der Fahnen mit dem bogengeschmolzenen Bleistrom zu unterstützen. Das erhitzte Gas, welches die Düse verläßt, wird vorzugsweise von ausreichender Menge sein, um im wesentlichen die Wanne damit zu bedecken und dadurch der Notwendigkeit für eine zweite Quelle von nicht-oxiderendem Gas vorzubeugen, um die Schmelze in der Wanne zu schützen.
Plattenstreifen, welche gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, haben durchwegs eine im wesentlichen vollständige Amalgamation der Plattefahnen mit dem bogengeschmolzenem Blei ergeben, welche ihrerseits in Streifen- Fahnenanordnungen resultieren, welche elektrische Widerstände aufweisen, die ungefähr 15 mal niedriger sind, als ähnliche Anordnungen, die nach dem oben beschriebenen "Guß- auf-Streifen"-Verfahren mit umgekehrten Fahnen hergestellt wurden. Diese beträchtliche Widerstandsreduktion stellt die Möglichkeit zur bedeutenden Reduktion des Bleiinhalts der Plattenstreifen ohne Leitfähigkeitseinbuße dar. Des weiteren erlaubt das Verfahren/Gerät der vorliegenden Erfindung eine präzisere Regelung (z.B. innerhalb ungefähr 5 %) der Menge des geschmolzenen Bleis, das in die Wanne abgegeben wird.
Das Verfahren/Gerät der vorliegenden Erfindung ist insbesondere nützlich zum Bilden von Plattenstreifen an zwei benachbarte Zellenelemente genauso wie von dazwischenliegende Zwischenzellen-Verbindern mit einer einzigen Überquerungsbewegung. In dieser Hinsicht werden die Wannen eines jeden Zellenelements an den entgegengesetzten Seiten einer Öffnung ausgerichtet, welche in dem Kopfbereich einer Zwischenzellen-Trennwand gebildet sind, welche die Zellenelemente trennen und zusammen eine im wesentlichen kontinuierliche Wanne zur Aufnahme des übererhitzten, bogengeschmolzenen Bleis bilden. Beim Zusammenbau einer Batterie nach dieser Art, wird der Bereich der Trennwand, anstoßend an den Zwischenzellen-Verbinder, welcher den Bereich der Trennwand-Öffnung verschmilzt, vorzugsweise verdickt, um einen Sattel oder einen Absatz zu bilden, der als Hitzesenke dient, um die auslöschenden Effekte der Bleisschmelze auf das Trennwandmaterial, welches die Öffnung umgibt, zu mildern.
Das Verfahren/Gerät der vorliegenden Erfindung ist nützlich, um Batterie-Zwischenzellen-Verbinder und/oder genauso Seitenanschlußverbindungen zu bilden. In dieser Hinsicht können die Verbinder erzeugt werden, indem zwei Teile zusammen angeordnet werden und ein bogengeschmolzener Strom von geschmolzenem Metall, wie oben beschrieben, durch eine Öffnung in einem der Teile und auf das andere Teil geleitet wird. Zum Beispiel kann ein Zwischenzellen-Verbinder durch Pressen von zwei aufrechtstehenden Plattenstreifen-Laschen auf entgegengesetzten Seiten einer Öffnung einer Zwischenzellen-Trennwand erzeugt werden. Eine der Laschen weist eine Öffnung auf, welche im wesentlichen mit der Durchgangsöffnung ausgerichtet ist. Nach dem Vorerhitzen der Laschen, wird bogengeschmolzenes Blei in die Öffnung und die Durchtrittsöffnung abgegeben, bis sie gefüllt sind. In gleicher Weise kann eine Plattenstreifen-Lasche mit einem Anschluß in der Seitenwand eines Batteriebehälters verbunden werden, indem eine Öffnung in der Fahne vorgesehen wird, die Fahne an den Anschluß anstößt, und bogengeschmolzenes Blei in die Öffnung im wesentlichen in der gleichen Weise verteilt wird, wie wenn ein Zwischenzellenverbinder gebildet wird, aber ohne die Zwischenöffnungs-Trennwand. In jedem Fall werden die Fahnen vorzugsweise durch bogenerhitztes Gas vom Bleiverteiler vorerhitzt, bevor das geschmolzene Blei verteilt wird.

Besondere Ausführungsform der Erfindung

Die Erfindung wird besser im Licht einer detaillierten Beschreibung bestimmter, bevorzugter Ausführungsformen verstanden, welche nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gegeben wird, in welchen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines unbedeckten Batteriebehälters ist, welche ein Verfahren zum Zusammenbau einer Batterie gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
Fig. 2 eine teilweise weggebrochene, perspektivische Explosionsansicht einer bogenschmelzenden Bleischmelze-Abgabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
Fig. 3 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht einer bogengeschmolzenen Bleiabgabevorrichtung der Fig. 2 ist,
Fig. 4 eine Ansicht gemäß dem Schnitt 4-4 der Fig. 3 ist,
Fig. 5 eine Schnittansicht - ähnlich der von Fig. 3 - ist, aber mit einer verschiedenen Ausführungsform einer bogengeschmolzenen Bleiabgabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 6 eine Draufsicht eines Teils einer Zwischenzellen-Trennwand und angrenzender plattenstreifen-bildenden Wannen ist, die fertig zum Füllen mit bogengeschmolzenem Blei gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
Fig. 7 ein Diagramm der elektrischen Widerstände entlang der Länge der Plattenstreifen ist, welche gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet ist, verglichen mit Plattenstreifen, welche durch herkömmliche invertierte Fahnen-Eintauch-"Guß-auf-Streifen"-Verfahren gebildet ist,
Fig. 8 eine Mikrophotographie eines Batterieplattenstreifens ist, der durch die konventionelle, invertierte Fahnen-Eintauch-"Guß- auf-Streifen"-Technik gebildet ist,
Fig. 9 eine Mikrophotographie eines Batterieplattenstreifens ist, welcher gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet ist,
Fig. 10 eine geschnittene Seitenansicht einer Zwischenzellen-Trennwand und angrenzender Platten-Streifen-Verbinder-Laschen ist, welche zum Verbinden gemäß eines anderen Aspektes der vorliegenden Erfindung vorbereitet sind,
Fig. 11 eine Ansicht nach Linie 11-11 der Fig. 10 ist,
Fig. 12 eine Ansicht nach Linie 12-12 der Fig. 10 ist, und
Fig. 13 eine geschnittene Seitenansicht einer Batteriebehälter-Seitenwand und eines zugehörigen Seitenanschlußes ist, welche vorbereitet sind, eine Platten-Streifen-Verbinder-Lasche mit dem Seitenanschluß gemäß einen weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung zu verbinden.
Fig. 1 beschreibt einen Batteriebehälter 2, welcher ein Vielzahl von Zellenabteilungen 4 aufweist, von denen jedes ein Zellenelement E umfaßt, welches eine Vielzahl von Platten positiver und negativer Polarität aufweist, die abwechselnd einer mit der anderen und mit geeigneten Zwischenplatten- Separatoren ineinander geschoben sind, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Abteilungen 4 sind voneinander durch Zwischenzellen-Trennwände 6 getrennt, welche "in situ" gebildete, einschnittartige Öffnungen 8 in den oberen Kanten zum Aufnehmen eines Zwischenzellen-Verbinders umfassen. Jede Platte positiver Polarität in einem Zellenelement umfaßt eine aufrechtstehende Fahne 10 und jede negative Platte im Zellenelement der nächsten, benachbarten Abteilung umfaßt eine aufrechtstehende Fahne 12. Die Positiv-Platten-Fahnen 10 eines Zellenelements sind ausgerichtet miteinander und mit ähnlich ausgerichteten Negativ-Platten-Fahnen 12 im nächsten Zellenelement auf der anderen Seite der Öffnung 8 in der Trennwand 6. Die Fahnen 10 positiver Polarität sind umgeben von einer Wanne 14 und die Fahnen 12 negativer Polarität sind umgeben von einer Wanne 16. Die Wannen 14 und 16 werden vorzugsweise permanent ausgebildet (d.h. verbleiben in der Batterie) und werden durch anliegende Manschetten an jeder der Fahnen gebildet, wie in der EP-A-0 244 943 beschrieben. Diese Wannen 14 und 16 können aus synthetischem Thermoplast-Materialien (z.B. Polypropylen) bestehen, welche relativ niedrige Erweich-Temperaturen aufweisen und, falls dem so ist, werden vorübergehend (z.B. bis zur anfänglichen Blei-Erstarrung) durch Metallblöcke 15 flankiert, um die Seiten der Wannen 14 und 16 gegen Zusammensinken unter der Hitze des geschmolzenen Bleis zu stützen. Nach der Erstarrung werden die Blöcke entfernt. Wenn Hoch-Temperatur-Material (z.B. Polypropylen-Sulfid-Plastik-Material) benützt wird, können die Blöcke 15 eliminiert werden. Plattenstreifen 18, genauso wie Zwischenzell-Verbinder 19, werden gebildet, indem ein Strom einer bogengeschmolzenen Bleischmelze 20 in die Wannen 14 und 16 und die Öffnung 8 abgegeben wird, daß deren Länge von einer bogenschmelzenden Bleischmelze-Abgabevorrichtung 22 überquert wird. Die Öffnung 8 wird vorzugsweise durch einen verdickten Teil der umgebenden Trennwände definiert, welcher einen Sattel 24 bildet, an dem der Kontakt mit dem geschmolzenen Blei geschehen soll. Der verdickte Sattel 24 sieht eine größere Masse von Zwischen-Zellen-Trennwand Plastik-Material, welches die heiße Bleischmelze berührt und dadurch als Hitzesenke dient, oder Thermal-Puffer vor, um die auslöschenden Einflüsse des heißen Bleis auf das Plastikmaterial zu mildern, welches den unteren, Schmelze aufnehmenden Teil der Öffnung 8 definiert. Ein oberer Teil 26 der Öffnung 8 über dem Zwischenzellen-Verbinder wird schließlich durch Spritzgießen von Plastik-Material darin wieder gebildet, nachdem die Zwischenzellen-Verbinder hergestellt wurden.
Die Blei-Abgabevorrichtung 22 wird durch einen Arm 27 eines passend programmierten Roboters getragen und überquert die Länge der Wannen 14 und 16 und die Öffnung 8, wobei ein ständiger Strom von geschmolzenem Blei entlang des Weges abgegeben wird. Die Abgabevorrichtung 22 folgt vorzugsweise einem Zick-Zack-Muster und insbesondere dem durch die gestrichelte Linie in Fig. 6 gezogenen Muster, so daß der Bleistrom auf die dem Zentrum am nächsten liegenden Teile von jeder der Fahnen einwirkt, welche innerhalb der Enden 30 und 32 einer jeden Gruppe von ausgerichteten Fahnen liegen. Tests haben gezeigt, daß dieses Zick-Zack-Muster durchwegs die homogenste Amalgamation von Pb-Ca-Sn-Fahnen mit der bogengeschmolzenen Pb-Sb-Sn-Legierung erzeugt, welche in die Wannen 14 und 16 eingegossen wird.
Die bogenschmelzende Blei-Abgabevorrichtung 22 selbst ist am besten in den Fig. 2-4 dargestellt und umfaßt eine zentrale, nicht-verbrauchbare (z.B. Wolfram) Elektrode 34, welche von einer Keramik-Röhre 36 umgeben ist, durch welche ein ionisierbares, im wesentlichen nicht-oxidierendes Gas (z.B. Argon, Argon + H&sub2; oder Helium) über eine Gaseinlaßröhre 36 mit einer Rate von ungefähr 0,113-0,283 m³/h (4-10 CFH) und einem Druck von ungefähr 34,47-68,95 kPa (5-10 psi) gepumpt wird. Das ionisierbare Gas unterstützt den elektrischen Bogen, wie aus der TIG Schweiß-Technik bekannt ist, während sein nicht-oxidierender Charakter das geschmolzene Blei bei einer Temperatur von 816ºC (1500ºF) oder der Temperatur, die es im Bogen erreichen kann, vom Oxidieren abhält. Elektrische Energie wird der bogenformenden Elektrode 34 über ein Stromkabel 38 zur Verfügung gestellt.
Ein Metallgehäuse 40 umgibt die Elektrode 34 und sieht eine Schmelzkammer 42 vor, welche mit dem bogenunterstützendem Gas aus der Röhre 36 gefüllt und unter Druck gesetzt ist (z.B. zum Sauerstoffausschluß) und dazu dient, die Hitze, das Licht und die Bleispritzer vom Bogen einzuschließen. Ein erfolgreich benutztes Gehäuse hat einen Außendurchmesser von ungefähr 69,85 mm (2 3/4 inch) und einen Innendurchmesser von ungefähr 36,51 mm (1 7/16 inch) und weist einen kontinuierlichen sich dadurch windenden Serpentinen-Kühlkanal 41 auf. Das Metallgehäuse 40 wird elektrisch über ein Kabel 44 geerdet. Eine Verschlußplatte 46, welche an das offene Ende des Gehäuses 40 geschraubt ist, umfaßt eine Düse 48 zum Leiten des Stromes von in der Schmelz-Kammer 42 gebildetem, geschmolzenen Blei in die Wannen 14 und 16, wie am besten in Fig. 1 dargestellt ist. Die Verschlußplatte 46 trägt einen Kupfer-Wolfram-Legierung (z.B. E10W) Block 54, welcher als Erosions-resistente Gegenelektrode für die Zentrums-Elektrode 34 dient, um den Pb-Schmelz-Bogens dazwischen zu erzeugen. Der Gegen-Elektroden-Block 54 wird elektrisch mit der Energiequelle (nicht dargestellt) über die Erdungsverbindung 44 verbunden.
Ein Blei- oder Bleilegierungs-Draht 50 wird durch eine isolierende (z.B. Polyimide) Durchführungshülse 52 im wesentlichen kontinuierlich in den Bogen geführt, welcher durch die Elektrode 34 in der Schmelzkammer 42 erzeugt wird. Ein Draht mit einem Durchmesser von 3,18 mm (1/8 inch), der ungefähr 3 % Sb, ungefähr 2 % Sn und den Rest Pb aufweist und mit einer Rate von ungefähr 13,85 m/min (540 inch/min) zugeführt wird, hat sich als wirksam zum Gießen von Plattenstreifen an Blei-Kalzium-Zinnplatten-Fahnen-Legierungen erwiesen, welche typischerweise in wartungsfreien Batterien verwendet wird. Der Mechanismus (nicht dargestellt) zur Zufuhr des Drahtes 50 ist zweckmäßigerweise elektrisch vor Schmelzen-Abgabevorrichtung 22 isoliert, um sicherzustellen, daß der Bleidraht 50 nicht zufällig die Bogen-formende Energie ableitet, wobei dessen Schmelzen und ein vollständiges Abschalten des Systems verursacht wird.
Das Gehäuse 40 wird durch zirkulierendes Öl (d.h. bei ungefähr 93ºC - 107ºC (200ºF - 225ºF) vom Einlaß 58 durch die Kühldurchgänge 41 zum Auslaß 60 gekühlt. Ein Thermoelement (nicht dargestellt) wird benutzt, um die Oberflächentemperatur der Außenseite des Gehäuses 40 zu messen. In der Praxis wird es bevorzugt, den Pb-Schmelz-Bogen nicht zu starten, bis die Temperatur des Gehäuses zumindest 93ºC (200ºF) erreicht hat, um sicherzustellen, daß die Bleischmelze nicht erstarrt oder zu sehr abkühlt, wenn es die Düse 48 berührt. Auf der anderen Seite, wenn die Oberflächentemperatur des Gehäuses ungefähr 177ºC (350ºF) übersteigt, wird ein Versagen des Ölkühlsystems angezeigt, und der Bogen wird abgeschaltet, bis Reparaturen durchgeführt werden.
Fig. 5 beschreibt eine Abänderung der Abgabevorrichtung, welche in den Fig. 2-4 dargestellt ist, wobei die Düse 48' von der Zentallinie der Elektrode 34' in der Richtung abgesetzt ist, so daß der Draht 50' sich in die Schmelzkammer 42' bewegt. Auf diese Weise bewegt sich der Draht 50' in die Schmelzkammer 42' mit einer Rate von ungefähr 12,82-15,38 m/min (500-600 inch/min) und neigt dementsprechend dazu, die im Bogen geformte Bleischmelze in eine Vorwärtsrichtung zu treiben. Im Falle der Ausführungsform nach den Fig. 2-4, veranlaßt dieses Vorwärtstreiben des geschmolzenen Metalls die Bleischmelze auf die Endplatte 46 hoch oben auf einen trichterartigen Einlaß 62 auf die Düse 48 fallen zu lassen, um dann in die Düse 48 zurückzulaufen. Dies hat einen kühlenden Einfluß auf das Blei und kann einen Rückstau des Bleis im Einlaß 62 verursachen. In der Ausführungsform nach Fig. 5, ist die Versetzung der Düse 48' jedoch derart, daß die Bahn der im Bogen gebildeten Bleischmelze, so verläuft, daß die Bleischmelze direkt in eine Mündung 64 der Düse 48' mit einem konsequenterweise minimalen Hitzeverlust und einer geringeren Wahrscheinlichkeit eines Rückstaus fällt.
Fig. 6 ist eine geschnittene Draufsicht der Batterie aus Fig. 1, welche einen Teil der Trennwand 6, die Öffnung 8, den verdickten Sattel 24 und die Wannen 14 und 16 zeigt, welche mit der Öffnung 8 ausgerichtet sind und eine im wesentlichen kontinuierliche Wanne zur Aufnahme des bogengeschmolzenen Bleis bilden, in der Weise wie es in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde. Die Enden der Wannen 14 und 16 sind durch Endplatten 15 bzw. 17 abgeschlossen, um einen Ausfluß von geschmolzenem Blei zu verhindern. Beim Betrieb überquert die Blei-Abgabevorrichtung 22 die volle Länge dieser im wesentlichen kontinuierlichen Wanne, um so einen Bleistab (z.B. Plattenstreifen 18) zu formen, der nicht nur die einzelnen Platten-Fahnen miteinander verbindet, sondern auch die Zwischenzellen-Verbinder 19 zwischen den benachbarten Zellen-Abteilungen der Batterie bildet. Die Blei-Abgabevorrichtung 22 wird vorzugsweise die kontinuierliche Wanne überqueren, wobei sie im wesentlichen dem Zick- Zack-Muster folgt, welche durch die gestrichelte Linie der Fig. 6 gezeigt ist, derart, daß der geschmolzene Bleistrom und das erhitzte Gas, welches aus der Düse 48 austritt, auf die dem Zentrum am nächsten liegenden Teile 28 der Köpfe der Fahnen 10 und 12 innerhalb der Enden 30 und 32 einer jeden Gruppe auftrifft. Die Endfahnen 10' und 12' einer jeden Gruppe, einschließlich solche, welche benachbart der Öffnung 8 sind, müssen nicht in der Mitte kontaktiert werden, aber doch genügend Hitze dadurch bekommen, daß sie dem Bleistrom und den heißen Gasen fortgesetzt ausgesetzt sind, was aus der Bewegung des Stroms parallel dazu auf den Wegsegmenten A, B, C und D resultiert.
Fig. 7 stellt ein Diagramm der elektrischen Widerstände an verschiedenen Stellen entlang de Plattenstreifen dar, welcher gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, in Vergleich zu Plattenstreifen, welche gemäß einem kommerziellen Eintauch-Fahnen-"Guß-auf-Streifen"-Verfahren hergestellt wurde. In dieser Hinsicht wird eine Sonde eines Ohmmeters an einem Ende des Plattenstreifens positioniert und die andere Sonde von einer Plattenfahne zur nächsten entlang der Länge des Plattenstreifens bewegt. Die obere Kurve zeigt die hohen Widerstände, welche auf den konventionellen Gieß-Platten- Streifen erhalten wurden, während die untere Kurve die signifikant niedrigeren Widerstände darstellt, welche an den Plattenstreifen erhalten wurden, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden.
Fig. 8 stellt eine Mikrophotographie eines Plattenstreifens dar, welcher in Übereinstimmung mit einem bekannten Eintauch-Fahnen-"Guß-auf-Streifen"-Verfahren durchgeführt wurde, was einem solchen Verfahren entspricht, das derzeitig kommerziell von der General Motors Corporation angewandt wird. Wie von der Mikrophotographie ersehen werden kann, schmilzt das Plattenstreifenmaterial S im wesentlichen nur mit den Spitzen T der Fahnen L, wobei es deren unteren Teil im wesentlichen intakt und ungeschmolzen läßt. Andererseits ist Fig. 9 eine Mikrophotographie eines Plattenstreifens, welcher gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet wird, wobei die Fahnen im wesentlichen vollständig mit dem Blei amalgamierten, wobei der Streifen S' gebildet wird. Die einzigen Teile L' der Fahnen, welche intakt bleiben, sind diejenigen, welche im Plastik-Material P eingebettet sind, das die Wanne bildet.
Elektrische Tests, welche an gleichen Gruppen von Plattenstreifen durchgeführt wurden, haben gezeigt, daß Streifen- Fahnenanordnungen, welche gemäß der vorliegenden Erfindung (siehe Fig. 9) gebildet wurden und somit eine vollständige Amalgamation der Fahnen mit dem Streifenmaterial aufweisen, eine Leitfähigkeit haben, welche ungefähr 15 mal größer ist, als diejenige der herkömmlichen Streifen-Fahnenanordnungen (siehe Fig. 8). Als Ergebnis ist es nun möglich, eine höhere Anschlußspannung unter Ladebedingungen aufrechtzuerhalten, genauso wie eine Möglichkeit für eine signifikante Reduzierung der Bleimenge vorzusehen, welche in dem Plattenstreifen benötigt wird. Weil das Verfahren der vorliegenden Erfindung genauer regelbar ist (d.h. innerhalb ungefähr 5 %) in Bezug auf die Menge von Blei, welche in die Wanne abgegeben wird, ist eine signifikante Reduktion der Menge von nun benutztem Überschußblei möglich.
Das bogenschmelzende Verfahren der vorliegenden Erfindung ist auch nützlich, um andere Bleibatterieteile als Plattenfahnen und -streifen zu verbinden. Z.B. kann das bogenschmelzende Verfahren benützt werden, um einen Zwischenzellen- Verbinder zwischen den aufrechtstehenden Platten-Streifen-Laschen zu bilden, welche an jeder Seite der Zwischenzellen-Trenwand angeordnet sind, die eine Öffnung darin aufweisen (siehe Fig. 10), oder um eine aufrechtstehende Platten-Streifen-Lasche mit einem Batterieanschluß zu verbinden, welcher sich durch die Seitenwände eines Batteriebehälters (siehe Fig. 13) erstreckt. Insbesondere weist in Fig. 10 ein Plattenstreifen 102 positiver Polarität eine flache, zuvor mit Flußmittel versehene, aufrechtstehende Lasche 104 auf, und ein negativer Platten-Streifen 106 weist eine aufrechtstehende, zuvor mit Flußmittel versehene Lasche 108 auf. Die Lasche 108 hat eine Öffnung 110. Die Laschen 104 und 108 sind an entgegengesetzten Seiten einer Zwischenzellen-Trennwand 112 ausgerichtet, wobei sie eine Durchtrittsöffnung 114 aufweisen, welche mit der Öffnung 110 in der Lasche 108 ausgerichtet ist. An der verbinderformenden Stelle wird die Batterie um 90º gedreht, so daß die mit einer Öffnung versehene Lasche 108 zuoberst ist. Eine bogenschmelzende Blei- Abgabevorrichtung 116 wird in die Zellenabteilung eingeführt, welche zu der mit einer Öffnung versehenen Lasche 108 zugehörig ist und ein Amboß wird in die nächste benachbarte Zellenabteilung eingefügt, um die Lasche 104 dicht gegen die Trennwand 112 anzupressen. Die Blei-Abgabevorrichtung 116 wird in einem starren Klammerteil 120 getragen, welches die Lasche 108 während des Verbinder-Gießschrittes gegen die Trennwand 112 preßt. Eine Durchtrittsöffnung 122 in dem Klammerteil 120 ist mit der Öffnung 110, wie dargestellt, ausgerichtet. Eine nicht-verbrauchbare Elektrode 124 erstreckt sich axial in ein rohrförmiges Metallgehäuse 126, welches eine Vielzahl von Kühlkanälen 128 aufweist, die in deren Außenoberfläche zum Öl-Durchleiten geschnitten sind. Eine dünne Metallumhüllung 130 bedeckt die Oberfläche des Gehäuses 126, um die Kühlkanäle 128 einzuschließen. Eine Öffnung 132 im Gehäuse 126 umfaßt eine entfernbare/ersatzbare Schmelz-Abgabe-Düse 134, um die im Gehäuse 126 gebildete Bleischmelze in die Durchtrittsöffnungen 110 und 114 zu leiten, welche damit über einen Durchgang 138 in der Düse 134 ausgerichtet sind. Ein Kupfer-Wolfram Gegen-Elektroden-Block 136 ist im wesentlichen axial gegenüber der Elektrode 124 angeordnet und im wesentlichen in einer Linie mit der Durchlaßöffnung 138 am Boden der Düse 134. Wie am besten in Fig. 11 dargestellt, wird ein Bleidraht 140 in das Gehäuse 126 auf den Block 136 über eine Metallröhre 142 geführt, welche eine eine geringe Reibung aufweisende Fluorcarbon (z.B. Teflon) Auskleidung 143 aufweist. Die Röhre wird in einer Position relativ zum Gehäuse 126 über eine Klammer 145 gehalten. Der Bleidraht 140 tritt in das Gehäuse 126 über eine Vespal-Durchführungshülse 144 in im wesentlichen der gleichen Weise ein, wie oben beschrieben. Ein ionisierbares, im wesentlichen nicht-oxidierendes Gas wird durch das Gehäuse 126 gepumpt, um den Bogen, der zwischen der Elektrode 124 und der Gegen-Elektrode 136 geformt ist, zu halten. Beim Betrieb wird mit einem Fluß des Unterstützungsgases begonnen und ein Bogen zwischen der Elektrode 124 und der Gegen-Elektrode 136 zum Überschlag gebracht. Gas, welches durch den Bogen erhitzt ist, verläßt die Durchlaßöffnung 138 in den Hohlraum, welche durch die Öffnung 110 und die Durchtrittsöffnung 114 gebildet wird. Die bogenerhitzten Gase treiben Sauerstoff aus dem Hohlraum aus und erhitzen die Laschen 104 und 108 vor, bevor Blei in den Hohlraum eingeleitet wird. Das Gas wird vorzugsweise etwas H&sub2; (z.B. bis zu ungefähr 5 %) als reduzierende Atmosphäre enthalten, um das Flußmittel zur Elimination jeglicher Oxide, die auf der Oberfläche der Laschen 104 und 108 vorhanden sein können, zu unterstützen. Nach dem Vorerhitzen der Fahnen, beginnt die Zufuhr des Bleidrahtes 140 und dauert an, bis genügend übererhitztes, oxidfreies geschmolzenes Blei in den Hohlraum zwischen den Laschen 104 und 108 abgelagert worden ist. Das übererhitzte, geschmolzene Blei schmilzt mit den Oberflächen 146 und 148 der vorerhitzten Laschen 104 bzw. 108 und ergibt damit eine Zwischenzellen-Verbindung mit einem sehr niedrigen elektrischen Widerstand. Die Tiefe des Schmelzens kann durch den Betrag der Vorhitze verändert werden, welche auf die Laschen vor dem Start des Bleiflusses aufgebracht wird. Nachdem die Fahnen ausreichend gekühlt wurden, werden der Amboß 118 und das Klammerelement 120 zusammengedrückt, um die Laschen und die Zwischenzellen-Verbinder zu stauchen, und so eine bessere Dichtung zu gewährleisten.
In einer anderen Anwendung des Bogen-Schmelz-Verfahrens wird eine Lasche 202 eines Plattenstreifens 204 mit einem Anschluß 206 in der Seitenwand 208 eines Batteriebehälters verbunden (siehe Fig. 13), welcher 90º gegenüber der aufrechten Position gedreht ist. In dieser Hinsicht wird die Lasche 202 mit dem Anschluß in im wesentlichen der gleichen Weise verbunden, wie die Laschen 104 und 108 in dem Verfahren verbunden werden, welches in Fig. 10 beschrieben ist, aber ohne eine mit einer Ausnehmung versehenen Trennwand dazwischen.
Die Lasche 202 stattdessen, welches eine Öffnung 212 aufweist, stößt direkt an den Anschluß 206 an. Nach einem anfänglichen Vorheizen, wie oben beschrieben, wird geschmolzenes Blei von der rohrförmigen bogenschmelzenden Vorrichtung 210 in die Öffnung 212 abgegeben, um die Verbindungen zu bilden. Ein Amboß 214 stützt den Anschluß 206 während der Durchführung.
Während die Erfindung vorwiegend anhand von speziellen Ausführungsformen offenbart wurde, ist es nicht beabsichtigt, sie dahingehend einzuschränken, sondern nur auf das Ausmaß, welches in den folgenden Ansprüchen zum Ausdruch kommt.

Claims

1. Verfahren zum Verbinden von Blei-Säure-Akkumulator Batterie-Komponenten miteinander durch eine Schweißvorrichtung (22), welche eine im wesentlichen nicht-verbrauchbare Elektrode (34) zum Erzeugen eines elektrischen Bogens in einer im wesentlichen nicht-oxidierenden Atmosphäre benutzt, die durch Bereitstellen eines ionisierbaren, nicht-oxidierenden Gases für die Elektrode während der Erzeugung des Bogens geschaffen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Bogen mit ausreichender Intensität aufrechterhalten wird, um das in den Bogen geführte Blei zu schmelzen und übererhitzen, daß die Komponenten im wesentlichen vom Bogen abgeschirmt werden, daß eine im wesentlichen kontinuierliche Länge (50) von festen Blei in den Bogen allmählich zugeführt wird, um es darin zu schmelzen und überzuerhitzen und somit eine im wesentlichen ununterbrochene Versorgung von geschmolzenem Blei zur Herstellung der Verbindung zu schaffen, und daß ein Strom von geschmolzenem Blei auf die Komponenten abgegeben wird, um so die Komponenten mit dem geschmolzenen Blei zum Schmelzen zu bringen, während die Komponenten mit einer Decke von im wesentlichen nicht-oxidierendem Gas bedeckt werden.

2. Verfahren zum Verbinden von Blei-Säure-Akkumulator Batterie-Komponenten nach Anspruch 1, bei welchem die Komponenten eine Gruppe von ausgerichteten, aufrechtstehenden, gleiche Polarität aufweisenden Blei-Säure-Akkumulator Batterie-Platten-Fahnen (10, 12) in einem Zellenelement (E) enthält und welches die Schritte umfaßt, daß eine Wanne (14) um die ausgerichteten Fahnen (10, 12) zum Aufnehmen und Formen des geschmolzenen Bleis (20) gebildet wird; daß im wesentlichen die Länge der Wanne mit einem Bleischmelze-Abgabemittel (22) überquert wird, welches die im wesentlichen nicht-verbrauchbare Elektrode (34) zum Erzeugen eines elektrischen Bogens, Mittel (46) zum im wesentlichen Abschirmen der Fahnen (10, 12) vom Bogen und Mittel (48) zum Leiten des Stromes von im Bogen gebildeten, übererhitzten, geschmolzenem Blei in die Wanne (14) aufweist; daß der Strom des geschmolzenen Bleis (20) während des Überquerens auf die Fahnen (10, 12) abgegeben wird, um so die Fahnen (10, 12) im wesentlichen zu überschütten und dazu zu bringen, mit dem geschmolzenen Blei (20) in der Wanne (14) zu schmelzen; und daß die Wanne (14) mit einer Decke von im wesentlichen nicht-oxidierendem Gas während der Amalgamation bedeckt wird.

3. Verfahren zum Verbinden einer Gruppe von ausgerichteten, aufrechtstehenden, gleiche Polarität aufweisenden Blei- Säure-Akkumulator Batterie-Platten-Fahnen (10, 12) miteinander in einem Zellenelement (E) nach Anspruch 2, bei dem eine ausreichende Menge des ionisierbaren, nicht-oxidierendem Gases zur Elektrode geliefert wird, um den Bogen in einer im wesentlichen nicht-oxidierenden Atmosphäre zu halten und die Fahnen (10, 12) mit einer durch den Bogen erwärmten Gasatmosphäre zu bedecken.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, in welchem die Abgabemittel (22) die Wanne (14) auf einem im wesentlichen zickzackförmigen Weg überqueren, so daß der Strom im wesentlichen auf das Zentrum einer jeden der Fahnen (10, 12) zwischen den Enden (30, 32) der Gruppe einwirkt.

5. Verfahren zum Verbinden von Blei-Säure-Akkumulator Batterie-Komponenten miteinander nach Anspruch 1, bei welchem die Komponenten eine erste Gruppe von augerichteten, aufrechtstehenden, gleiche Polarität aufweisenden Blei-Säure-Akkumulator Batterie-Platten-Fahnen (10) in einem ersten Zellenelement und eine zweite Gruppe von ausgerichteten, aufrechtstehenden, eine entgegengesetzte Polarität aufweisenden Blei-Säure-Akkumulator Batterie- Platten-Fahnen (12) in einem zweiten Zellenelement umfassen, wobei die Elemente in benachbarten Zellenabteilungen (4) eines Viel-Zellen-Behälters (2) angeordnet sind, und welches die Schritte umfaßt, daß die ersten und zweiten Gruppen miteinander ausgerichtet werden; daß eine im wesentlichen kontinuierliche Wanne (14) um die ausgerichteten Gruppen von Fahnen gebildet wird und die Zellenabteilungen (4) zum Aufnehmen und Formen des geschmolzenen Bleis (20) überbrückt werden; daß im wesentlichen die Länge der Wanne (14) mit einem bogenschmelzenden und Bleischmelze-Abgabemittel (22) überquert wird, welches die im wesentlichen nicht verbrauchbare Elektrode (34) zum Erzeugen eines elektrischen Bogens, Mittel (46) zum im wesentlichen Abschirmen der Fahnen (10, 12) vom Bogen und Mittel (48) zum Leiten des Stroms von im wesentlichen im Bogen gebildeten, oxidfreien, übererhitzten, geschmolzenem Blei (20) in die Wanne (14) aufweist; daß der Strom von geschmolzenem Blei (20) während des Überquerens auf die Fahnen (10, 12) abgegeben wird, so daß die Fahnen (10, 12) veranlaßt werden, im wesentlichen mit dem geschmolzenem Blei (20) in der Wanne (14) zu amalgamieren; und daß die Wanne (14) mit einer Decke von im wesentlichen nicht-oxidierendem Gas während der Amalgamation bedeckt wird.

6. Verfahren zum Verbinden von Blei-Säure-Akkumulator Batterie-Komponenten miteinander nach Anspruch 1, bei dem die Komponenten eine erste Gruppe von ausgerichteten, aufrechtstehenden, gleiche Polarität aufweisenden Blei- Säure-Akkumulator Batterie-Platten-Fahnen (10) in einem ersten Zellenelement und eine zweite Gruppe von ausgerichteten, aufrechtstehenden, entgegengesetzte Polarität aufweisenden Blei-Säure-Akkumulator Batterie-Platten-Fahnen (12) in einem zweiten Zellenelement umfassen, wobei die Elemente in benachbarten Zellenabteilungen (4) eines Viel-Zellen-Behälters (2) angeordnet werden und voneinander durch eine Zwischen-Zellen-Trennwand (6) getrennt werden, welche eine Öffnung (8) in einer Kante aufweist, die geeignet ist, einen Zwischen-Zellen-Verbinder (19) aufzunehmen, welcher die Elemente elektrisch miteinander verbindet, und welches die Schritte umfaßt, daß die ersten und zweiten Gruppen miteinander und mit der Öffnung (8) ausgerichtet werden; daß eine Wanne (14, 16) um jede der Gruppen in Ausrichtung mit der Öffnung (8) gebildet wird, um so eine im wesentlichen kontinuierliche Bleiaufnehmende Wanne bereitzustellen, welche sich über zwei benachbarte Zellenelemente zum Aufnehmen und Formen von geschmolzenem Blei (20) erstreckt; daß im wesentlichen die Länge der kontinuierlichen Wanne - und durch die Öffung (8) - mit einem Bogen-schmelzenden Bleischmelze- Abgabemittel (22) überquert wird, welches die im wesentlichen nicht-verbrauchbare Elektrode (34) zum Erzeugen eines elektrischen Bogens, Mittel (46) zum im wesentlichen Abschirmen der Fahnen (10, 12) vom Bogen und Mittel (48) zum Leiten des Stroms des im wesentlichen oxidfreien, übererhitzten, geschmolzenen Bleis von dem Bogen in die Wanne aufweist; daß der Strom des geschmolzenen Bleis auf die Fahnen (10, 12) während des Überquerens abgegeben wird, um so die Fahnen (10, 12) zu veranlassen, mit dem geschmolzenen Blei (20) in der Wanne im wesentlichen zu amalgamieren; und daß die Wanne mit einer Decke von im wesentlichen nicht-oxidierendem Gas während der Amalgamation bedeckt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem erhitzte Mengen des ionisierbaren, nicht-oxidierenden Gases die Führungsmittel (48) verlassen, um so auf die Fahnen (10, 12) aufzutreffen, diese zu erhitzen und die Decke zu bilden.

8. Verfahren zum Zusammenfügen einer Batterie unter Benützung eines Verfahrens zum Verbinden von Blei-Säure-Akkumulator Batterie-Komponenten miteinander nach Anspruch 1, wobei das Verfahren die Schritte enthält, daß eine Vielzahl von Zellenelementen (E) durch alternierendes Einschichten einer Vielzahl von Fahnen-tragenden Platten positiver und negativer Polarität zusammengesetzt wird, so daß die Fahnen mit gleicher Polarität miteinander in Gruppen entlang zumindest einer Seite des Elements ausgerichtet werden; daß jedes der Zellenelemente (E) in eine separaten Abteilung (4) des Vielzellen-Behälters (2) eingefügt wird, wobei die Abteilungen (4) jeweils von einer benachbarten Zellenabteilung durch eine Zwischen-Zellen-Trennwand (6) getrennt werden, welche eine Öffnung (8) in einer Kante aufweist, die sich zwischen den benachbarten Zellenabteilungen (4) erstreckt, wobei die Öffnung (8) einen Sattelteil (24) an dessen Boden aufweist, der geeignet ist, darin eingegossenes, Zwischen-Zellen-Verbinder-Bildungs-Blei (20) zu formen, wobei die Elemente (E) so orientiert sind, daß eine Fahnengruppe einer Polarität in einem Zellenelement mit der Öffnung (8) und mit einer Fahnengruppe mit entgegengesetzter Polarität am nächsten, benachbarten Zellenelement ausgerichtet ist; daß eine Wanne (14, 16) um jedes der Fahnengruppen zum Aufnehmen und Formen von geschmolzenem Blei (20) gebildet wird, wobei die Wanne (14) für diese eine Polaritäts-Fahnen-Gruppe im wesentlichen mit dem Sattelteil (24) und mit der Wanne (16) für die Fahnen-Gruppe entgegengesetzter Polarität auf der gegenüberliegenden Seite der Öffnung (8) ausgerichtet ist, um so eine im wesentlichen kontinuierliche bleiaufnehmende Wanne zu bilden, welche sich über zwei benachbarte Zellenelemente erstreckt; daß im wesentlichen die Länge der kontinuierlichen Wanne - und durch die Öffnung (8) - mit einem bogenschmelzenden und Bleischmelze-Verteilungsmittel (22) überquert wird, welches die im wesentlichen nicht-verbrauchbare Elektrode (34) zum Erzeugen eines elektrischen Bogens, Mittel (46) zum im wesentlichen Abschirmen der Fahnen (10, 12) vom Bogen und Mittel (48) zum Leiten des Stromes des im wesentlichen oxidfreien, übererhitzten, geschmolzenen Bleis vom Bogen in die Wanne aufweist; daß der Strom von geschmolzenem Blei (20) auf die Fahnen (10, 12) während des Überquerens abgegeben wird, wobei das geschmolzene Metall eine Temperatur von zumindest 454ºC aufweist und von ausreichender Menge ist, um den Sattelteil (24) zu füllen und die Fahnen (10, 12) zu veranlassen, mit dem geschmolzenen Blei (20) in der Wanne zu amalgamieren; und daß die Wanne mit einer Decke von im wesentlichen nicht-oxidierendem Gas überdeckt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem erhitzte Mengen des ionisierbaren, nicht-oxidierenden Gases die Führungsmittel (48) verlassen, um so auf die Fahnen aufzutreffen, diese zu erhitzen und die Decke zu schaffen.

10. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Strom die Wanne auf einem im wesentlich zickzackförmigen Weg überquert, um so auf im wesentlichen die den Zentren am nächsten liegenden Teile einer jeden der inneren Fahnen (10, 12) der Gruppen aufzutreffen.

11. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Sattelteil (24) einen verdickten, fachartigen Teil der Trennwand (6) enthält, welche unterhalb der Öffnung (8) liegt und als Hitzesenke dient, um die auslöschenden Effekte des geschmolzenen Bleis (20) auf den Sattel (24) zu mildern.

12. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem nach der Bildung des Zwischen-Zellen-Verbinders (19) im wesentlichen das gleiche Material, wie jenes welches die Trennwand (6) bildet, in die Öffnung (8) über das Metall spritzgegossen wird, um somit die Abtrennung wieder herzustellen.

13. Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem die Fahnen (10, 12) eine Legierung aus Blei und Calcium umfaßt, wobei das geschmolzene Metall (20) eine Legierung aus Blei und Antimon umfaßt, und die Temperatur des geschmolzenen Metalls zumindest 510ºC beträgt.

14. Verfahren zum Verbinden von Blei-Säure-Akkumulator Batterie-Komponenten miteinander nach Anspruch 1, bei welchem die Komponenten benachbarte Blei-Batterieteile (102, 106) sind und welches die Schritte umfaßt, daß ein Hohlraum (114) zwischen den Teilen (102, 106) zum Aufnehmen und Formen von geschmolzenem Blei vorgesehen wird, um eine dazwischenliegende niederohmige elektrische Verbindung zu bilden; daß ein Bleischmelze-Abgabemittel (116) über den Hohlraum (114) angeordnet wird, wobei das Abgabemittel (116) die im wesentlichen nicht-verbrauchbare Elektrode (124) zum Erzeugen eines elektrischen Bogens, Mittel (126) zum im wesentlichen Abschirmen der Teile (102, 106) vom Bogen und Mittel (134) zum Leiten des Stroms von im wesentlichen im Bogen gebildeten, oxidfreien, übererhitzten, geschmolzenen Bleis in dem Hohlraum (114) aufweist; und daß der Strom des geschmolzenen Bleis in den Hohlraum (114) abgegeben wird, um so mit den Oberflächen der Teile (102, 106) zu verschmelzen, welche durch das geschmolzene Blei kontaktiert sind, und um die Verbindung zu bilden.

15. Verfahren zum Verbinden von benachbarten Blei-Batterie- Teilen miteinander nach Anspruch 14, bei dem ausreichendes, ionisierbares, nicht-oxidierendes Gas der Elektrode (124) bereitgestellt wird, um den Bogen in der im wesentlichen nicht-oxidierenden Atmosphäre zu halten und den Hohlraum (114) in einer Atmosphäre von Bogen-erhitztem Gas beim Verlassen der Führungsmittel (134) zu bedecken, wobei das Bogen-erhitzte Gas dazu dient, die Teile (102, 106) vor dem Abgeben des geschmolzenen Bleis in den Hohlraum (114) vorzuerhitzen.

16. Verfahren zur Bildung eines niederohmigen Zwischen-Zellen-Verbinders zwischen Zellenelementen (102, 106) in benachbarten Zellenabteilungen eines Viel-Zellen-Batterie-Behälters, unter Verwendung eines Verfahren nach Anspruch 1, wobei jedes Element eine aufrechtstehende Lasche (104, 108) zum Verbinden mit dem Verbinder aufweist, und die Abteilungen voneinander durch eine Zwischen-Zell-Trennwand (112) getrennt wird, welche eine Durchgangsöffnung (114) zur Aufnahme des Verbinders aufweist, wobei das Verfahren die Schritte enthält, daß eine Öffnung (110) durch eine der Laschen (108) gebildet wird; daß die Elemente (102, 106) in den Abteilungen angeordnet werden, so daß die Laschen (104, 108) an den entgegengesetzten Seiten der Trennwände (112) mit der Öffnung (110) in in wesentlicher Ausrichtung mit der Durchtrittsöffnung (114) angeordnet werden; daß der Behälter ausgerichtet wird, so daß eine Lasche (108) über der Trennwand (112) und der anderen Lasche (104) liegt; daß ein Bleischmelze-Abgabemittel (116) über der Öffnung (110) angeordnet ist, wobei das Verteilungsmittel (116) die im wesentlichen nicht-verbrauchbare Elektrode (124) zum Erzeugen eines elektrischen Bogens, Mittel (126) zum im wesentlichen Abschirmen der Laschen (104, 108) vom Bogen und Mittel (134) zum Leiten des Stromes von im wesentlichen im Bogen gebildetem, oxidfreien, supererhitzten, geschmolzenem Blei in die Durchtrittsöffnung (114) und Öffnung (110) aufweist; und daß der Strom des geschmolzenen Bleis in die Durchtrittsöffnung (114) und die Öffnung (110) zum im wesentlichen Füllen der Durchtrittsöffnung (114) und der Öffnung (110) und zum Schmelzen der Oberflächen der Laschen (104, 108) abgegeben wird.

17. Verfahren zum Verbinden eines Batterieanschlusses (206) mit einem Zellenelement (204) welches eine aufrechtstehende Lasche (202) aufweist, unter Verwendung eines Verfahren nach Anspruch 1, welches die Schritte umfaßt, daß eine Öffnung (212) durch die Lasche (202) gebildet wird; daß das Element (204) in einem Behälter angeordnet wird, welcher den Anschluß (206) aufweist, der sich durch eine Seitenwand (208) erstreckt, wobei der Anschluß (206) eine Fläche innerhalb des Behälters, anstoßend an die Lasche (202) aufweist; daß der Behälter ausgerichtet wird, so daß die Lasche (202) über der Fläche liegt; daß ein Bleischmelze-Abgabemittel (116) über der Öffnung (212) angeordnet wird, wobei das Abgabemittel (116) die im wesentlichen nicht-verbrauchbare Elektrode (124) zum Erzeugen eines elektrischen Bogens, Mittel (126) zum im wesentlichen Abschirmen der Lasche (202) und der Oberfläche von dem Bogen und Mittel (134) zum Leiten des Stromes von im wesentlichen im Bogen geschmolzenen, oxidfreien, übererhitzten, geschmolzenem Bleis in die Öffnung (212) aufweist; und daß der Strom von geschmolzenem Blei in die Öffnung (212) zum im wesentlichen Füllen der Öffnung (212) und zum Schmelzen mit der Lasche (202) und der Anschlußoberfläche abgegeben wird.

18. Gerät zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1, wenn geschmolzenes Blei in eine Wanne eingebracht wird, welche eine Vielzahl von gleiche Polarität aufweisenden Batterie-Platten-Fahnen zur Bildung einer niederohmigen Kopplung mit den Fahnen, wobei das Gerät umfaßt: Mittel (22) zum Abgeben eines im wesentlichen kontinuierlichen Stromes von im wesentlichen oxidfreien, übererhitzten, geschmolzenen Bleis in die Wanne, wobei das Abgabemittel (22) umfaßt eine im wesentlichen nicht-verbrauchbare Elektrode (34) zum Erzeugen eines elektrischen Bogens, eine Gegen-Elektrode (54) benachbart zu der Elektrode (34), ein Gehäuse (40), welches die Elektrode (34) und die Gegen-Elektrode (54) umfaßt, wobei das Gehäuse (40) eine Schmelzkammer (42) zum Erzeugen des geschmolzenen Bleis in einer im wesentlichen sauerstoffreien Atmosphäre definiert, Mittel (41) zum Aufrechterhalten der Temperatur des Gehäuses (40) innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs, eine Düse (48), welche wirksam mit dem Gehäuse (40) zum Leiten des geschmolzenen Bleis in die Wanne verbunden ist und die Fahnen vom Bogen abschirmt, Mittel (52) zum Zuführen einer im wesentlichen kontinuierlicher Länge von Blei-Draht (50) in den Bogen zum darin Schmelzen und Übererhitzen, Mittel (36), um die Schmelzkammer (42) mit einem ionisierbaren, nicht-oxidierendem Gas zum Halten des Bogens unter Druck zu setzen; und Mittel (27), um die Abgabemittel (22) oberhalb der Wanne zu halten und die Länge der Wanne entlang eines vorbestimmten Weges mit einem Abgabemittel (22) zu überqueren.

19. Gerät nach Anspruch 18, bei dem die Gegen-Elektrode (54) von einer Erosions-resistenten Kupfer-Wolfram-Legierung gebildet wird.

20. Gerät nach Anspruch 19, bei dem die Düse (48') vom Ort des Bogens in die Richtung, in welcher der Draht (50) in das Gehäuse (40) geführt wird, in solchem Maße versetzt ist, daß er im wesentlichen auf der Bahn liegt, welche das im Bogen gebildete Blei nimmt, wenn es den Bogen verläßt.