ANSCH LUSSPOL FÜR EIN EN AKKUMULATOR UN D AKKUMULATORGEHÄUSE
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Anschlusspol für einen Akkumulator sowie ein Akkumulatorgehäuse. Die Erfindung betrifft ferner einen Kunststoff-Batteriedeckel zum Verschließen eines Batteriegehäuses mit einer im auf das Batteriegehäuse aufgesetzten Zustand in das Batteriegehäuse weisenden Unterseite und ei- ner gegenüberliegenden Oberseite, und mit mindestens einem durch den Batteriedeckel geführten metallischen Anschlusspol. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Bleibatterie mit einem in Zellen unterteilten Kunststoffgehäuse, einer Vielzahl von Elektrodenplatten in den Zellen des Kunststoffgehäuses und mit Elektrolyt in den Zellen.
Bei der Herstellung von Batterien, insbesondere Akkumulatoren und hier insbesondere Starterbatterien, stellt ein besonderes Problem die Ausführung dichter und dicht bleibender Durchführungen, z. B. für Polanschlüsse und Zellenverbinder, dar. Die Durchführungen müssen preiswert und einfach herstellbar sein und dem hochkriechfähigen Elektrolyten standhalten können. Hierzu werden in der Regel Bleibuchsen als Poldurchführungen in den Batteriedeckel oder in die Zellenwände eingepresst oder eingespritzt.
Dabei ist trotz unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten von Metall und Kunststoff ein fester Sitz zu gewährleisten. Hierzu kommen weitere Probleme durch die Anwesenheit von Säure innerhalb und während der Batterieherstellung .
Die bisher verwendeten Anschlusspole sind in der Regel als Bleibuchsen ausgeführt, die kaltgewalzt, in Formen gegossen oder gespritzt werden. Die notwendigen Sicherungen gegen Verdrehen bzw. Verankerungen gegen das Herausheben aus dem Deckel erfolgt durch Vorsprünge und Labyrinthe. Durch eine mehr oder weniger große Zahl von Labyrinthringen wird gleichzeitig eine verbesserte Dichtung durch Verlängerung der Kriechstrecken des Elektrolyten angestrebt.
Aus der WO 2014/198650 AI ist beispielsweise eine solche Poldurchführung in Form einer Bleibuchse mit Labyrinthringen bekannt, wobei ferner eine Verdrehsicherung vorgesehen ist.
In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass es sich auch bei dieser aus dem Stand der Technik bekannten Polbuchse nicht verhindern lässt, dass bei der Fertigung der Batterie zwischen der Polbuchse und dem Batteriedeckel Spalten im pm-Be- reich örtlich begrenzt auftreten, in welche bei der Batteriefertigung Säure eindringt, welche trotz intensivster Bemühungen einer Reinigung in diesen Spalten verbleibt. Dies ruft im Laufe der Zeit bekannte Schädigungen durch Korrosion hervor.
Zu diesem Zweck ist es im Stand der Technik unumgänglich, durch eine Beschich- tung der äußeren Oberfläche des Anschlusspols, z. B. mit Silikatfett oder Bitumen, eine Verbesserung der Dichtung zu erreichen. Es wird somit eine Schmierdichtung geschaffen, die gleichzeitig die Bleibuchsen gegen Korrosion schützt.
Bei einer solchen Dichtungsart wird aber der feste Sitz der Bleibuchsen gemindert. Außerdem ist die Verarbeitung solcher Bleibuchsen aufwendig und die Formen werden verunreinigt. Durch Ablösen von Teilen der Beschichtung können Fehler, z. B. Risse, im umgebenden Material auftreten.
Auch die Behandlung der Anschlusspoloberfläche durch Sandstrahlung oder sonstiges Aufrauen hat bisher zu keinen wesentlichen Verbesserungen geführt.
Auf Grundlage dieser Problemstellung liegt der Erfindung daher die Aufgabe zu- gründe, ausgehend von einem Anschlusspol, wie er beispielsweise aus der Druckschrift WO 2014/198650 AI bekannt ist, diesen dahingehend weiterzubilden, dass
beim Einpressen oder Einspritzen des Anschlusspoles in den Batteriedeckel keine Kapillarspalte oder Spalte im pm-Bereich zwischen dem Anschlusspol und dem Material des Batteriedeckels auftreten, in denen sich Säure oder Elektrolyt sammeln kann bzw. durch welche Säure oder Elektrolyt durchtreten kann, um so den Anschlusspol auch ohne Verwendung einer Schmierdichtung wirksam vor Korrosion schützen zu können.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen entsprechenden Kunststoff-Batteriedeckel bzw. ein entsprechendes Batteriegehäuse sowie eine Bleibatterie anzugeben.
Im Hinblick auf den Anschlusspol wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen bezüglich des erfindungsgemäßen Anschlusspols sind in den abhängigen Patentansprüchen 1 bis 27 angegeben.
Demgemäß betrifft die Erfindung insbesondere einen Anschlusspol für einen Akkumulator, wobei der Anschlusspol einen Anschlussbereich zum Befestigen einer Polklemme an dem Anschlusspol sowie einen Befestigungsbereich zum Befestigen des Anschlusspols mit einem Gehäuseteil des Akkumulators aufweist.
Unter dem hierin verwendeten Begriff „Anschlussbereich" ist derjenige Bereich des Anschlusspols zu verstehen, welcher im verbauten Zustand des Anschlusspols, also dann, wenn der Anschlusspol in den Batteriedeckel bzw. in das Gehäu- seteil des Akkumulators eingepresst oder eingespritzt ist, entsprechend nach außen hin freiliegt, um so die Befestigung einer Polklemme zu ermöglichen.
Hingegen ist hierin unter dem Begriff „Befestigungsbereich" derjenige Bereich des Anschlusspols zu verstehen, welcher im verbauten Zustand des Anschlusspols in das Material des Gehäuseteils des Akkumulators eingepresst oder eingespritzt ist.
Wie auch der aus der Druckschrift WO 2014/198650 AI bekannte Anschlusspol weist der erfindungsgemäße Anschlusspol in seinem Befestigungsbereich eine entsprechende Verdrehsicherung auf, die ausgebildet wird durch einen umlaufen- den Vorsprung, welcher im Wesentlichen eine Ringform aufweist und an seinem
Außenumfang mit einer Verzahnung versehen ist. Diese Verdrehsicherung (englisch : torque ring) ist in einem dem Anschlussbereich des Anschlusspols zugewandten Endbereich des Befestigungsbereiches vorgesehen. Der erfindungsgemäße Anschlusspol zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass im eingebauten Zustand, d. h. dann, wenn der Anschlusspol in eine entsprechende Poldurchführung in dem Gehäuseteil des Akkumulators eingepresst oder eingespritzt ist, zwischen den Komponenten des Anschlusspols und dem Gehäuseteilmaterial keine Kapillarspalten oder andere Spalten im pm-Bereich verbleiben oder auftreten, in denen sich Säure oder Elektrolyt sammeln oder durch welche Säure bzw. Elektrolyt entweichen kann, so dass eine leckagefreie Abdichtung zwischen dem Anschlusspol und dem Gehäuseteil des Akkumulators auch ohne weitere Dichtungsmittel gewährleistet ist. Zu diesem Zweck ist bei dem erfindungsgemäßen Anschlusspol vorgesehen, dass in dem dem Anschlussbereich zugewandten Endbereich des Befestigungsbereiches, und zwar zwischen der Verdrehsicherung, d. h. zwischen dem mit der Verzahnung versehenen umlaufenden Vorsprung, und dem Anschlussbereich ein weiterer umlaufender Vorsprung vorgesehen ist, welcher zumindest im Wesentlichen kreisringförmig ausgebildet ist und als Dichtvorsprung dient. Durch das Vorsehen eines solchen zumindest im Wesentlichen kreisringförmig ausgebildeten umlaufenden Dichtvorsprungs oberhalb der Verdrehsicherung, also in einem Bereich zwischen der Verdrehsicherung und dem Anschlussbereich des Anschlusspols, wird das Ziel ermöglicht nämlich, dass keine Kapillarspalten oder andere Spalten im pm-Bereich zwischen den Komponenten des Anschlusspols und dem Gehäuseteilmaterial verbleiben oder auftreten. Im Einzelnen hat sich gezeigt, dass durch das Vorsehen eines solchen Dichtvorsprunges das Entstehen von Kapillarspalten oder anderen Spalten zwischen den Komponenten des Anschlusspols und dem Material des Akkumulator-Gehäuseteils wirksam verhindert wird .
Gemäß Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Anschlusspols ist vorgesehen, dass der Dichtvorsprung, welcher zwischen der Verdrehsicherung und dem Anschlussbereich des Anschlusspols vorgesehen ist, eine insbesondere kreisringförmige äußere Mantelfläche aufweist, welche ohne Verzahnung ausgebildet ist. Mit dieser Maßnahme ist insbesondere erreichbar, dass in einem Zustand, wenn der erfindungsgemäße Anschlusspol mit dem Gehäuseteil des Akkumulators befestigt
ist, d . h. wenn der Anschlusspol in einer entsprechenden Poldurchführung in das Gehäuseteil eingepresst oder eingespritzt ist, der Dichtvorsprung vollständig von dem Material, insbesondere Kunststoffmaterial, des Gehäuseteils überdeckt wird . Insbesondere gilt dies auch für eine obere Ringkreisfläche des kreisringförmigen Vorsprungs, die dem Anschlussbereich des Anschlusspols zugewandt ist. Dadurch, dass auch die obere Ringkreisfläche des kreisringförmigen Vorsprungs vollflächig von dem Material, insbesondere Kunststoffmaterial, des Gehäuseteils überdeckt wird, wenn der Anschlusspol in das Gehäuseteil des Akkumulators eingepresst o- der eingespritzt ist, kann das Auftreten von Spaltenbereichen oder Kapillarspal- ten, in denen Elektrolyt oder Säure verbleibt, oder durch welche Elektrolyt entweichen kann, wirksam verhindert werden.
In einer bevorzugten Realisierung der zuletzt genannten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die obere Ringkreisfläche des Dichtvorsprungs in einer Ebene liegt, welche in oder unterhalb der Schnittebene zwischen dem Anschlussbereich und dem Befestigungsbereich liegt, wobei - wie bereits eingangs ausgeführt - der Anschlussbereich denjenigen Bereich des Anschlusspols definiert, der in einem Zustand, wenn der Anschlusspol mit dem Gehäuseteil des Akkumulators verbunden ist, bezüglich des Gehäuseteils freiliegt.
Gemäß einer ersten Alternative des erfindungsgemäßen Anschlusspols ist vorgesehen, dass der Dichtvorsprung eine dem Anschlussbereich des Anschlusspols abgewandte untere Ringkreisfläche aufweist, welche in einer Ebene liegt, die der Ebene entspricht, in welcher eine obere Ringkreisfläche des mit der Verzahnung versehenen umlaufenden Vorsprungs (Verdrehsicherung) liegt.
Eine wirkungsvollere Abdichtung zwischen dem Anschlusspol und dem Gehäuseteil des Akkumulators ist jedoch dann erzielbar, wenn die untere Ringkreisfläche des Dichtvorsprungs in einer Ebene liegt, die parallel zu und beabstandet von der Ebene verläuft, in welcher eine obere Ringkreisfläche des mit der Verzahnung versehenen umlaufenden Vorsprunges liegt.
In diesem Zusammenhang hat es sich besonders wirkungsvoll herausgestellt, wenn ein kreisringförmiger Hinterschneidungsbereich zwischen dem mit der Ver- zahnung versehenen umlaufenden Vorsprung (Verdrehsicherung) und dem Dichtvorsprung vorgesehen ist.
Gemäß Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Anschlusspols weist - in Längsrichtung des Anschlusspols gesehen - der Hinterschneidungsbereich eine Länge von 0, 1 mm bis 0,8 mm, bevorzugt eine Länge von 0,2 mm bis 0,7 mm, und noch bevorzugter eine Länge von 0,3 mm bis 0,5 mm auf.
Um eine noch bessere gegenüber dem hochkriechfähigen Elektrolyten zu erzielen, ist gemäß Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Anschlusspols vorgesehen, dass der Dichtvorsprung eine vorzugsweise in Richtung des mit der Verzahnung versehenen umlaufenden Vorsprunges (Verdrehsicherung) abgeschrägte Mantelfläche aufweist.
Im Hinblick auf die Verdrehsicherung des erfindungsgemäßen Anschlusspols ist vorgesehen, dass die Verzahnung des umlaufenden Vorsprunges eine Zahnung aufweist, bei der in Umfangsrichtung des Vorsprunges gesehen vorzugsweise regelmäßig radial vorspringende Bereiche ausgeformt sind. Diesbezüglich ist gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass die radial vorspringenden Bereiche der Zahnung in Radialrichtung des Anschlusspols gesehen mindestens so weit und vorzugsweise weiter als der Dichtvorsprung hervorstehen.
Zwischen zwei benachbarten radial vorspringenden Bereichen der Zahnung der Verdrehsicherung liegt jeweils ein talförmiger Bereich der Zahnung, welcher in Radialrichtung des Anschlusspols gesehen weniger weit als die vorspringenden Bereiche der Zahnung hervorsteht. Im Hinblick auf diese talförmigen Bereiche der Zahnung ist vorgesehen, dass der kreisförmige Vorsprung vorzugsweise weiter als die jeweiligen Talbereiche der Zahnung hervorsteht.
Gemäß Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Anschlusspols weist dieser in seinem Befestigungsbereich, und vorzugsweise in einem dem Anschlussbereich gegenüberliegenden Endbereich des Befestigungsbereiches einen Labyrinthbereich auf, wobei die Außenwand des Anschlusspols in diesem Labyrinthbereich mindestens einen umlaufenden Vorsprung aufweist. H ierbei bietet es sich an, wenn der Umfang des Außenwand des Anschlusspols in wenigstens einem nicht mit einem umlaufenden Vorsprung versehenden Bereich des Labyrinthbereiches in von dem Anschlussbereich fortweisender Richtung zunimmt.
Hierdurch lassen sich nahe dem Anschlussbereich, d . h. im oberen Bereich des Labyrinthbereichs, geringere Außenumfänge des Anschlusspols realisieren, wodurch die Menge an erforderlichem Material für den Anschlusspol in diesem Bereich verringert werden kann.
Als Umfang der Außenwand des Anschlusspols in einem nicht mit einem
umlaufenden Vorsprung versehenen Bereich des Labyrinthbereichs werden somit solche Wandbereiche verstanden, in denen kein umlaufender Vorsprung angeordnet ist, weder ganz noch teilweise. Im Ergebnis geht es um
Wandbereiche der Außenwand, in denen auch keine Übergänge zu umlaufenden Vorsprüngen vorgesehen sind.
Mit der zuletzt genannten Ausfü hrungsform der Erfindung kann somit ausgehend von dem unteren Ende des Anschlusspols der Außenumfang zum Anschlussbereich hin verkleinert werden. So kann z. B. vorgesehen sein, die Außenwand des
Anschlusspols in wenigstens einem Bereich des Labyrinthbereichs außerhalb des wenigstens einen umlaufenden Vorsprungs in von dem Anschlussbereich fortweisender Richtung konisch zu vergrößern. Hierdurch ist der Außenumfang des Anschlusspols in dem wenigstens einen Bereich des Labyrinthbereichs außerhalb des wenigstens einen umlaufenden Vorsprungs in von dem
Anschlussbereich fortweisender Richtung etwa linear vergrößert.
Wie erwähnt, kann durch diese Ausführungsform des Anschlusspols vorteilhaft eine Materialeinsparung in dem oberen Bereich des Labyrinthbereichs realisiert werden. Zugleich kann weiterhin eine ausreichende mechanische Stabilität des Anschlusspols gewährleistet werden. Die Einsparung des Materials des
Anschlusspols, der z. B. aus Blei hergestellt ist, führt zu einer spürbaren
Gewichtsverringerung des Anschlusspols und damit auch eines mit dem
Anschlusspol versehenen Gehäuses eines Akkumulators. Mit der
Materialeinsparung geht vorteilhaft auch eine Kosteneinsparung einher.
Vorteilhaft ist die Außenwand des Anschlusspols in wenigstens einem Bereich konisch oder einschalig hyperboloid verlaufend, und zwar in einem Bereich, in dem nicht der umlaufende Vorsprung bzw. die umlaufenden Vorsprünge angeordnet sind.
Gemäß Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Anschlusspols ist auch der mindestens eine im Labyrinthbereich vorgesehene umlaufende Vorsprung in seinem Durchmesser reduziert. Hierdurch ergibt sich eine weitere Material- und Gewichtseinsparung . Es können auch mehrere umlaufende Vorsprünge
vorgesehen sein.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Umfang der Außenwand des Anschlusspols im gesamten Labyrinthbereich in den nicht mit einem umlaufenden Vorsprung versehenen Bereichen in von dem
Anschlussbereich fortweisender Richtung zunimmt. Hierdurch kann die
Materialeinsparung und damit die Gewichtseinsparung maximiert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Labyrinthbereich eine geringere Erstreckung in Längsrichtung des Anschlusspols auf als der Befestigungsabschnitt. Dies erlaubt das Vorsehen weiterer Elemente in dem Befestigungsabschnitt ohne Beeinträchtigung des Labyrinthbereichs.
Der mindestens eine umlaufende Vorsprung des Labyrinthbereichs kann mit unterschiedlichen Profilen realisiert sein. Als Grundform für den umlaufenden Vorsprung sei eine ringartige Form genannt. Gemäß einer vorteilhaften
Weiterbildung der Erfindung weist der wenigstens eine umlaufende Vorsprung ein hakenförmiges Profil auf. Der hakenförmige Bereich des Profils kann sich beispielsweise auf der Außenseite eines ringartig geformten Vorsprungs nach der zuvor genannten Grundform anschließen. Das hakenförmige Profil unterstützt wirksam die Labyrinthbildung zwischen dem Material des Anschlusspols und dem Kunststoff des umgebenden Gehäuses. Hierdurch kann die Dichtwirkung des Labyrinths weiter verbessert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Anschlusspol innen hohl. Der Umfang der Innenwand des Anschlusspols nimmt in wenigstens einem ersten Bereich des Labyrinthbereichs in von dem Anschlussbereich fortweisender Richtung zu . In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der hinsichtlich des Umfangs zunehmende Bereich der Innenwand mit dem
hinsichtlich des Umfangs zunehmenden Bereich der Außenwand überlappend ausgebildet sein. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung verlaufen die Innenwand und die Außenwand des Anschlusspols in dessen
Längsrichtung zumindest abschnittsweise parallel. Hierdurch lassen sich zumindest abschnittsweise in Längsrichtung des Anschlusspols gleichbleibende Wandstärken realisieren. Insgesamt lässt sich der Anschlusspol hierdurch weiter hinsichtlich Materialeinsparungen und Gewicht optimieren. Diese Weiterbildung kann z. B. realisiert werden, indem der von einem konischen Bereich der
Innenwand gebildete Winkel zur Längsachse des Anschlusspols im Wesentlichen gleich dem Winkel eines konischen Abschnitts der Außenwand zur Längsachse des Anschlusspols ist. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Bereich, in dem der Umfang der Innenwand zunimmt, in Längsrichtung des Anschlusspols nicht über den Bereich hinausragt, in dem der Umfang der
Außenwand zunimmt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erste
Bereich, in dem der Umfang der Innenwand zunimmt, sich bis in den
Anschlussbereich erstreckt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Bereich, in dem der Umfang der Innenwand zunimmt, in Längsrichtung des Anschlusspols über den Bereich hinausragt, in dem der Umfang der Außenwand zunimmt. Dies erlaubt das Vorsehen weiterer besonders geformter Abschnitte der Innenwand.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Anschlusspol innen hohl ist und der Umfang der Innenwand des Anschlusspols in dem Anschlussbereich in Richtung zum Labyrinthbereich hin zunimmt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Umfang der Innenwand und/oder der Außenwand monoton linear oder
bogenförmig zunimmt. Die Zunahme des Umfangs kann somit mit einer linearen Kontur erfolgen, so dass die Innenwand bzw. die Außenwand zumindest abschnittsweise konisch verlaufen. Vorteilhaft kann auch eine bogenförmige Kontur vorgesehen sein, z. B. mit hyperboloidem Verlauf. Vorteilhaft können auch kombiniert konische und bogenförmige Abschnitte an dem Anschlusspol an der Innenwand bzw. der Außenwand vorgesehen sein.
Der Anschlusspol kann insbesondere rotationssymmetrisch ausgebildet sein. In diesem Fall beziehen sich die vorherigen Ausführungen bezüglich des Umfangs der Innenwand oder der Außenwand auf deren jeweiligen Durchmesser. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Innenwand des Anschlusspols in wenigstens einem zweiten Bereich des Labyrinthbereichs in von dem Anschlussbereich fortweisender Richtung konisch vergrößert. Die Innenwand bildet im zweiten Bereich einen größeren Winkel zur Längsachse des
Anschlusspols als in dem ersten Bereich. Eine solche stufenweise Vergrößerung des Konuswinkels erlaubt das Vorsehen von Innenbereichen des Anschlusspols mit abgestufter Zentrierwirkung bei der Montage eines Akkumulators. Der innere, hohle Bereich des Anschlusspols ist zur Aufnahme eines Anschlussstifts vorgesehen, der sich durch den Anschlusspol hindurch bis in das Innere des Anschlussabschnitts erstreckt. Der Anschlussstift ist mit Elektrodenplattensätzen im Inneren des Akkumulators verbunden. Im Rahmen der Herstellung eines Akkumulators wird zunächst ein Gehäuseunterteil mit den
Elektrodenplattensätzen, an denen Anschlussstifte bereits angebracht sind, versehen. Anschließend wird ein Deckel des Akkumulators, in dem Anschlusspole in
Spritzgießtechnik eingeformt sind, auf das Gehäuseunterteil gesetzt. Hierbei ist eine einfache und schnelle Zentrierung der Anschlusspole gegenüber den
Anschlussstiften angestrebt, um eine schnelle und rationelle
Akkumulatorherstellung zu ermöglichen. Die konischen Innenabschnitte vereinfachen diese Zentrierung.
Ein weiterer Vorteil ist, dass bei der Herstellung des Deckels des Akkumulators ein unterer Dorn für die Innenabdichtung der Spritzgießmasse gegenüber der Umgebung schnell in dem zweiten konischen Bereich positioniert werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der zweite Bereich auf der dem Anschlussbereich abgewandten Seite des ersten Abschnitts.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Umfang der Innenwand des Anschlusspols an dem dem Anschlussbereich abgewandten Ende des Anschlusspols diskontinuierlich verändert. Eine solche Diskontinuität bewirkt
eine sprunghafte Veränderung des Innendurchmessers. Hierdurch kann z. B. ein ringförmiger Endabschnitt des Anschlusspols mit gegenüber dem ersten oder dem zweiten Bereich vergrößerten Durchmesser realisiert werden. Ein vorteilhaftes Akkumulatorgehäuse oder ein Teil davon weist wenigstens einen Anschlusspol der zuvor beschriebenen Art auf. Vorteilhaft ist der
Befestigungsabschnitt des wenigstens einen Anschlusspols mittel
Spritzgießtechnik in einem Akkumulatorgehäuseteil eingebettet. Das
Akkumulatorgehäuseteil kann z. B. der Deckel des Akkumulators sein.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen exemplarische Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Anschlusspols näher beschrieben. Es zeigen :
FIG. la, lb jeweils isometrische Ansichten einer ersten exemplarischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlusspols;
FIG. 2 schematisch eine Seitenansicht des Anschlusspols gemäß der ersten exemplarischen Ausführungsform;
FIG. 3 schematisch eine Längsschnittansicht des Anschlusspols gemäß der ersten exemplarischen Ausführungsform;
FIG. 4 schematisch eine Seitenansicht einer Modifikation des Anschlusspols gemäß der ersten exemplarischen Ausführungsform;
FIG. 5 schematisch eine Längsschnittansicht der Modifikation des Anschlusspols gemäß FIG. 4;
FIG. 6 eine isometrische Ansicht einer zweiten exemplarischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlusspols; FIG. 7 schematisch eine Seitenansicht des Anschlusspols gemäß der zweiten exemplarischen Ausführungsform; und
FIG. 8 schematisch eine Längsschnittansicht des Anschlusspols gemäß der zweiten exemplarischen Ausführungsform. In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente und Komponenten verwendet.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen der exemplarischen Ausführungsformen der erfindungsgemäße Anschlusspol 1 beschrieben. Im Einzel- nen zeigen FIG. la und lb jeweils in einer isometrischen Ansicht eine erste exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlusspols 1, welcher noch einmal schematisch in FIG. 2 in einer Seitenansicht und schematisch in FIG. 3 in einer Längsschnittansicht gezeigt wird. FIG. 4 zeigt schematisch in einer Seitenansicht eine Modifikation des Anschlusspols 1 gemäß der ersten exemplarischen Ausführungsform. Diese modifizierte Ausführungsform ist schematisch in FIG. 5 noch einmal in einer Längsschnittansicht dargestellt. Der Anschlusspol 1 gemäß der ersten exemplarischen Ausführungsform weist einen Anschlussbereich 2 sowie einen Befestigungsbereich 3 auf. Darüber hinaus ist ein Labyrinthbereich 4 vorgesehen.
Der Anschlusspol 1 weist im Anschlussbereich 2 an seiner Außenseite eine Außen- wand 18 und eine obere Abschlussfläche 16 auf. Auf der Außenseite des Anschlusspols 1 ist in dem Befestigungsbereich 3, angrenzend an den Anschlussbereich 2 ein umlaufender Vorsprung 14 angeordnet, der grundsätzlich etwa eine Ringform aufweisen kann und als Verdrehsicherung dient. Hierzu weist der umlaufende Vorsprung 14 die nachfolgend noch näher erläuterte Verzahnung am Au- ßenumfang auf. An dem umlaufenden Vorsprung 14 (Verdrehsicherung) schließt sich eine Außenwand 6 an der Außenseite des Anschlusspols 1 an, die in dem Labyrinthbereich 4 angeordnet ist. Die Außenwand 6 ist durch umlaufende Vorsprünge 7, 8, die jeweils ein hakenförmiges Profil aufweisen, unterbrochen. Der Anschlusspol 1 kann, abgesehen von der Verzahnung, z. B. als im Wesentlichen rotationssymmetrisches Bauteil ausgebildet sein.
FIG. 2 zeigt beispielhaft im linken Bereich des Anschlusspols 1 ausschnittsweise ein im Spritzgießverfahren an den Anschlusspol 1 angeformtes Gehäuseteil 5 eines Akkumulators. Wie erkennbar ist, ist der Anschlusspol 1 in dem Befestigungsbereich 3 an seiner Außenseite in dem Material des Gehäuseteils 5 eingebettet. Durch die umlaufenden Vorsprünge 7, 8, 14 wird ein Labyrinth gebildet, welches für eine gute Abdichtung des Inneren des Akkumulators gegenüber der Umgebung sorgt.
Der Anschlusspol 1 ist hohl ausgebildet. In einem in dem Anschlusspol 1 gebilde- ten Hohlraum 17 verläuft eine Innenwand 9 abschnittsweise konisch mit unterschiedlichen Winkeln der Innenwand 9 gegenüber der Längsachse L des Anschlusspols 1. In dem Labyrinthbereich 4 sind ein erster Bereich 10 der konisch verlaufenden Innenwand 9 und ein zweiter Bereich 11 dargestellt. Der zweite Bereich 11 schließt sich ein erster Bereich 10 auf der dem Anschlussbereich 2 ge- genüberliegenden Seite des Anschlusspols 1 an. Auf der anderen Seite des ersten Bereiches 10 ist ein weiterer konisch verlaufender Bereich 15 der Innenwand 9 vorgesehen, der sich von der oberen Abschlussfläche 16 bis in den Labyrinthbereich erstreckt. An den zweiten Bereich 11 schließt sich ein etwa ringförmiger Bereich 13 in dem Hohlraum 17 an. Hierbei wird der Durchmesser des Hohlraums 17 an der mit dem Bezugszeichen„12" bezeichneten Stelle sprungartig vergrößert.
Der als Verdrehsicherung dienende umlaufende Vorsprung 14 weist eine äußere Verzahnung auf, die durch entsprechende radial vorspringende Bereiche 21
(Zähne) dargestellt ist. Zwischen zwei benachbarten radial vorspringenden Bereichen 21 (Zähnen) der Zahnung liegt jeweils ein talförmiger Bereich 22. Durch die über die radial vorspringenden Bereiche 21 und die talförmigen Bereiche 22 gebildete Zahnung wird ein Verdrehschutz des Anschlusspols 1 in dem Kunststoff mate- rial des Akkumulator-Gehäuseteils 5 realisiert.
Bei den in den Zeichnungen dargestellten exemplarischen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Anschlusspols ist vorgesehen, dass eine Vielzahl von radial vorspringenden Bereichen 21 (Zähne) gleichmäßig über den Umfang des An- schlusspols 1 verteilt angeordnet sind. In diesem Zusammenhang ist es von Vor-
teil, wenn die radial vorspringenden Bereiche 21 mit unsymmetrischen Zahnflanken versehen sind. Wie es den isometrischen Darstellungen in FIG. la und FIG. lb entnommen werden kann, weist eine erste Zahnflanke eines radial vorspringenden Bereiches 21 bezüglich des Außenumfangs des umlaufenden Vorsprunges 14 einen geringeren Winkel auf als die zweite zu dem radial vorspringenden Bereich 21 gehörende Zahnflanke. Durch mit geringerem Winkel ausgebildeten Zahnflanken wird die Möglichkeit geschaffen, den Anschlusspol 1 mittels einer Backenform herzustellen. Beim Entformen können die Backen jedoch ohne weiteres vom Anschlusspol 1 getrennt werden, da in Trennrichtung kein Hinterschnitt auf- tritt.
Die in den Zeichnungen dargestellte erste exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlusspols 1 sowie die modifizierte Ausführungsform gemäß den FIGS. 4 und 5 zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass indem dem An- Schlussbereich 2 des Anschlusspols 1 zugewandten Endbereich des Befestigungsbereiches 3 zwischen dem mit der Verzahnung versehenen umlaufenden Vorsprung 14, welcher als Verdrehsicherung dient, und dem Anschlussbereich 2 ein weiterer umlaufender Vorsprung 19 vorgesehen ist, welcher zumindest im Wesentlichen kreisringförmig ausgebildet ist. Dieser weitere umlaufende Vorsprung 19 dient dazu, das Auftreten jedweder Spalte zwischen dem Anschlusspol 1 und dem Material des Gehäuseteils des Akkumulators wirksam zu verhindern, um so einen Verbleib von Säure in den Spalten und insbesondere auch eine hochwirksame leckagefreie Abdichtung zu ermöglichen. Wie es der Darstellung in FIG. 2 entnommen werden kann, ist der Dichtvorsprung 19 derart angeordnet und ausgeführt, dass dieser in einem Zustand, wenn der Anschlusspol 1 mit dem Gehäuseteil 5 des Akkumulators befestigt ist, vorzugsweise vollflächig von dem Material, insbesondere Kunststoffmaterial, des Gehäuseteils 5 überdeckt wird. In diesem Zusammenhang bedeutet„vollflächig über- deckt", dass insbesondere auch die dem Anschlussbereich 2 des Anschlusspols 1 zugewandte obere Ringkreisfläche des Dichtvorsprunges 19 von dem Material, insbesondere Kunststoffmaterial, des Gehäuseteils 5 überdeckt wird . Insofern liegt die obere Ringkreisfläche des kreisringförmigen Dichtvorsprunges 19 in einer Ebene, welche in oder unterhalb der Schnittebene zwischen dem Anschlussbe- reich 2 und dem Befestigungsbereich 3 liegt, wobei der Anschlussbereich 2 denjenigen Bereich des Anschlusspols 1 definiert, der in einem Zustand, während der
Anschlusspol 1 mit dem Gehäuseteil 5 des Akkumulators verbunden ist, bezüglich des Gehäuseteils 5 freiliegt.
Bei den in den Zeichnungen dargestellten exemplarischen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Anschlusspols 1 weist der kreisringförmige Dichtvorsprung eine insbesondere kreisringförmige äußere Mantelfläche auf, welche vorzugsweise ohne Verzahnung ausgebildet ist, da dem Dichtvorsprung 19 bei den dargestellten exemplarischen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Anschlusspols 1 nur die Funktion der sicheren Abdichtung, nicht aber die Funktion der Verdrehsiche- rung zukommt.
Den Zeichnungen ist ferner zu entnehmen, dass der mit der Verzahnung versehene umlaufende Vorsprung 14 (Verdrehsicherung) eine den kreisringförmigen Dichtvorsprung 19 zugewandte obere Ringkreisfläche aufweist, welche in einer Ebene liegt, die parallel zu der Ebene verläuft, in welcher die obere Ringkreisfläche des kreisringförmigen Dichtvorsprunges 19 liegt.
Bei der ersten exemplarischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlusspols 1, wie sie nebst Modifikation in den Zeichnungen gemäß FIG. 1 bis 5 dargestellt ist, weist der kreisringförmige Dichtvorsprung 19 eine dem Anschlussbereich 2 des Anschlusspols 1 abgewandte untere Ringkreisfläche auf, welche in einer Ebene liegt, die parallel zu und beabstandet von der Ebene verläuft, in welcher die obere Ringkreisfläche des mit der Verzahnung versehenen umlaufenden Vorsprunges 14 liegt. Dennoch grenzt der kreisringförmige Dichtvorsprung 19 di- rekt an den mit der Verzahnung versehenen umlaufenden Vorsprung 14 an. Mit anderen Worten, zwischen dem Dichtvorsprung 19 und dem Vorsprung 14 ist kein weiterer Vorsprung vorgesehen.
Den Darstellungen in den FIGS. 2, 3, 4 und 5 ist insbesondere zu entnehmen, dass zwischen dem Dichtvorsprung 19 und dem Vorsprung 14 ein kreisringförmiger Hinterschneidungsbereich 21 vorgesehen ist.
Die leckagefreie Abdichtung ist insbesondere dann wirkungsvoll erzielbar, wenn der kreisförmige Dichtvorsprung 19 in Radialrichtung des Anschlusspols 1 gese- hen weiter als die jeweiligen talförmigen Bereiche 22 der Zahnung des Vor-
Sprungs 14 hervorstehen. Hierbei ist es jedoch nicht erforderlich, dass der kreisringförmige Dichtvorsprung 19 auch weiter in radialer Richtung als die radial vorspringenden Bereiche der Zahnung des Vorsprunges 14 hervorstehen. Nachfolgend sind bevorzugte Dimensionen der in FIG. 3 eingezeichneten Durchmesser und Längen des dort gezeigten Anschlusspols 1 angegeben :
Dl : 21-22 mm LI : 18,35-20,35 mm L4 : 0,2-0,4 mm
D2 : 20-22 mm L2 : 15,85-17,58 mm L5 : 0,4-2,4 mm
D3 : 19-21 mm L3 : 0,7-0,9 mm L6 : 1,5-3,5 mm
Nachfolgend sind bevorzugte Dimensionen der in FIG. 5 eingezeichneten Durch- messer und Längen des dort gezeigten Anschlusspols 1 angegeben :
Dl : 21-22 mm LI : 18,35-20,35 mm L4 : 0,2-0,4 mm
D2 : 19-21 mm L2 : 15,85-17,58 mm L5 : 0,4-2,4 mm
D3 : 18-20 mm L3 : 0,7-0,9 mm L6 : 1,5-3,5 mm
FIG. 6 zeigt in einer isometrischen Ansicht eine zweite exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlusspols 1. Diese zweite exemplarische Ausführungsform ist in FIG. 7 schematisch in einer Seitenansicht und in FIG. 8 schematisch in einer Längsschnittansicht noch einmal dargestellt.
In struktureller und funktioneller Hinsicht entspricht der Anschlusspol 1 im Wesentlichen dem Anschlusspol gemäß der ersten exemplarischen Ausführungsform, sodass nachfolgend nur auf Unterschiede zwischen diesen beiden Ausführungsformen eingegangen wird, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden. Im Einzelnen ist bei dem Anschlusspol 1 gemäß der zweiten exemplarischen Ausführungsform vorgesehen, dass - im Unterschied zu der ersten exemplarischen Ausführungs- form - der kreisringförmige Dichtvorsprung 19 eine dem Anschlussbereich 2 ab- gewandte untere Ringkreisfläche aufweist, welche in einer Ebene liegt, die der Ebene entspricht, in welcher auch die obere Ringkreisfläche des mit der Verzahnung versehenen umlaufenden Vorsprunges 14 liegt. Mit anderen Worten, bei der zweiten exemplarischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlusspols 1 ist zwischen dem Dichtvorsprung 19 und dem als Verdrehsicherung dienenden Vorsprung 14 keine Hinterschneidung vorgesehen.
Nachfolgend sind bevorzugte Dimensionen der in FIG. 8 eingezeichneten Durchmesser und Längen des dort gezeigten Anschlusspols 1 angegeben :
Dl : 22-24 mm LI : 18,35-20,35 mm L3 : 0,4-0,6 mm
D2 : 19-21 mm L2 : 15,85-17,58 mm L6 : 1,5-3,5 mm
Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Anschlusspole 1 weisen jeweils lineare Profile in Längsrichtung auf, d. h. entsprechende konische Abschnitte bzw. Bereiche. Denkbar in diesem Zusammenhang sind aber auch Ausführungsformen eines Anschlusspols 1, bei denen ein bogenförmiger Verlauf der Innenwand 9 und der Außenwand 6 im Befestigungsbereich 3 gewählt ist.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen gezeigten exemplarischen Ausführungsformen beschränkt, sondern ergibt sich aus einer Zusammenschau sämtlicher hierin offenbarter Merkmale.
Bezugszeichenliste
1 Anschlusspol
2 Anschlussbereich
3 Befestigungsbereich
4 Labyrinthbereich
5 Gehäuseteil des Akkumulators
6 Außenwand des Anschlusspols im Befestigungsbereich
7 umlaufender Vorsprung (Labyrinthbereich)
8 umlaufender Vorsprung (Labyrinthbereich)
9 Innenwand des Anschlusspols
10 erster Abschnitt der Innenwand im Labyrinthbereich
11 zweiter Abschnitt der Innenwand im Labyrinthbereich
12 Stelle
13 ringförmiger Bereich im unteren Endbereich des Hohlraums
14 Vorsprung/Verdrehsicherung
15 dritter Abschnitt der Innenwand
16 obere Anschlussfläche
17 Hohlraum
18 Außenwand des Anschlusspols im Anschlussbereich
19 Dichtvorsprung
20 Hinterschneidung
21 radial vorspringender Bereich/Zahn
22 talförmiger Bereich
L Längsachse des Anschlusspols
LI bis L6 Länge von aufgezeichneten Bereichen
Dl bis D3 Durchmesser von ausgezeichneten Bereichen