带有内部抗扭曲保护的电池套管的制作方法

本发明涉及用于可再充电电池的电池套管，也被称为用于可再充电电池的连接电极，尤其是用于连接电池、特别是铅酸电池(也被称为可再充电电池)的电极。本发明的另一个方面涉及用于壳体和/或用于这样的电池的壳体的罩以及这样的电池。

背景技术：

一种用于可再充电电池的电池套管被公开于欧洲专利公开ep0601268b1中，该电池套管能够被成形到可再充电电池盖中并且具有多个形成迷宫密封件的凹槽。

美国专利7,517,610b2公开了一种具有电极的可再充电电池，该电极的下部段中带有滑动元件，以通过减小电池极芯和电池套管之间的摩擦来简化极芯的插入。如果该滑动元件一体地形成于电池罩上，则该电池罩的注射模制相对复杂并且需要昂贵的精密工具在电极套筒的内侧处形成薄的滑动膜。

在美国专利公开us6,030,723中，公开了一种铅套管，该铅套管通过导电粘合剂连接至电池的接线柱。为了简化接线柱至铅套管中的插入，接线柱具有比铅套管显著地更小的直径。接线柱和铅套管之间的间隙由所述导电粘合剂填充。

欧洲专利申请公开ep2814077a1公开了一种用于可再充电电池的电池套管，该电池套管具有安装部段和接触部段。在安装部段和接触部段之间存在扭矩环，该扭矩环优选地具有齿形突出部。安装部段用于将电池套管保持在电池罩内，优选地，该安装部段被注射模制到电池罩中。

de102010033645a1公开了一种用于可再充电电池的电池套管，该电池套管具有安装部段和接触部段。在安装部段和接触部段之间存在扭矩环，该扭矩环具有齿形突出部。安装部段也被齿状成形，用于将电池套管保持在电池罩内，优选地，该安装部段被注射模制到电池罩中。

在美国专利公开us2011/0250493a1中公开了一种用于可再充电电池的电池套管，该电池套管具有安装部段和接触部段。在安装部段和接触部段之间存在扭矩环，该扭矩环在上侧处具有凹槽和台阶。凹槽引起至电池极柱的材料和电池壳体的材料的缺口应力并且因此使得早期失效成为可能。此外，扭矩环包括不平行的若干个凹陷部。这使得脱模过程变得更加复杂并且导致更加复杂和昂贵的模制工具。

欧洲专利申请公开ep1347522a1在图1中公开了一种带有外周部段的电池套管柱，该外周部段具有锯齿形状的纵向轮廓。该轮廓在电池套管柱的表面上突出并且产生缺口应力。该锯齿形成台阶，该台阶防止用于注射模制工具的平面支撑。

gb2420300a公开了一种通过在冷加工设备上塑性变形制造用于蓄电池的引线端子的方法，该冷加工设备具有成形工作站和至少一个变形工作站，通过以下操作塑性变形：在成形工作站上使沿纵向轴线具有纵向延伸部的坯块成形，例如以为端子提供基体部分和接触部分以及提供要被制造的与端子端部件的尺寸相称的尺寸；将坯块转移至变形工作站；执行坯块的第一变形，以便内部成形和外部成形该坯块的基体部分；和执行坯块的第二变形，以便至少进一步内部成形和外部成形基体部分，所述变形作为连续的变形步骤顺序执行。

jp2009259541公开了一种用于铅酸电池的电池套管，该电池套管具有减小的质量、减小的材料成本、改良的密封性和改良的抗旋转保护的优点。

us2010/0291435a1公开了一种带有基体部分的电池套管。该基体部分具有若干个内部和外部抗扭矩特征以及抓持特征，这些特征配置成抵抗电池部分相对于电池容器材料扭转或松开以及防止或阻止来自电池容器的流体泄漏。

de102010010772a1公开了一种用于可再充电电池的连接电极。该连接电极具有连接部段，其中电极端子可以被附接至该连接电极。该连接电极具有附接部段，其中连接电极可以被附接至电池的壳体部分中。该附接部段具有迷宫部段。该连接电极的外壁在迷宫部段中具有至少一个外周突起物。连接电极的外壁的周长沿着远离在迷宫部段的不设置有外周突起物的部分中的连接部段的方向上增加。

技术实现要素：

本发明要解决的问题为提供一种用于可再充电电池的电池套管，该电池套管提供改良的密封和改良的机械稳定性。此外，电池套管应该允许可再充电电池的容易组装并且从而允许在组装期间低摩擦力地将接线柱插入电池套管中。制造电池套管的过程和注射模制电池罩的过程应该被简化并且应该被使得更加精密。用于电池套管的材料的量应该被减少。

该问题的解决方案被描述于独立权利要求中。从属权利要求涉及本发明的进一步改进。

在第一实施例中，电池套管，优选为用于可再充电电池的电池套管，具有安装部段和接触部段。在安装部段和接触部段之间存在电池套管的外壁，该外壁具有若干个凹进部。在可替换实施例中，可以为单独部分或可以为外表面的一部分的环形基体可具有多个凹进部。安装基体可从外壁突出。

凹进部(也可为凹陷部)可具有各种形状。在优选的实施例中，凹进部具有使得电池套管能被容易地脱模的形状。缺口应力可通过将边缘倒圆角而被减小。凹进部的形式可适应于关于诸如塑料、树脂或金属的封装材料的特殊要求或适应于机械要求。使用凹进部的优点为用于生产所需要的材料的量将会被减少并且脱模将会被简化。在进一步优选的实施例中，凹进部具有大致平行的取向。大致平行的凹进部可被看作狭槽，该狭槽大致对应于两件式模制工具的一半的内部轮廓。该特征简化了生产过程，使得仅仅需要两件式模制工具。

电池套管可被附接至电池的接线柱。安装电池套管之后，该电池套管可以用塑料或其他材料包覆模制，使得凹进部将被该材料填充。凹进部因此可充当旋转锁。

安装部段用于将电池套管保持在电池罩内，优选地，该安装部段被注射模制到电池罩中。电池由接触部段外部地连接。电池套管为中空体，该中空体具有外壁和内壁。在接触部段处，外壁优选地圆锥形地成形，其直径朝电池套管的上侧减小。在安装部段处，外壁优选地具有形成迷宫的至少一个外周突起物或突出部。内壁包括至少两个部段。上部段大致由接触部段包围，并且优选地具有圆锥形状，其直径朝电池套管的顶侧减小。该上部段也可具有圆柱形状。下部段大致由安装部段包围。下部段优选地具有带有沿底侧方向延伸或增加的凹形形状或圆锥形状的横向截面视图。在上部段和下部段之间，在电池套管的内壁处可存在边缘或台阶。

下部段可具有内壁的直的形状或凹形形状，并且可以为电池罩的塑料材料提供空间。尽管如在现有技术中所知的电池套管仅仅由它们的外壁保持在电池罩中，但是电池套管的该实施例在其安装部段中完全地被嵌入电池罩的材料中，包括电池套管的外壁和内壁。这为电池套管提供了增强的稳定性并且导致显著更高的保持力。这是薄滑动元件不能比的。相对于薄滑动元件，存在用于覆盖电池套管的安装部段的内壁的电池罩材料的显著层的空间。电池罩材料的厚度可为1mm或更厚，优选地为3mm。为了将电池套管模制到电池罩中，模制工具的销被插入到电池套管中来限制电池罩材料在电池套管内的流动。在上部段和下部段之间的电池套管的内壁处的圆形边缘与模制工具的销接触并且保证电池罩材料可流动进入的区域的密封。这导致电池罩材料至电池套管的下部段的明确界限。

圆形边缘优选地被按压在模制工具的销上。为了获得牢固的密封，模制工具的销必须至少紧密地配合圆形边缘的直径。模制工具的销也可被按压到电池套管中，稍微地延伸圆形边缘的内部直径。因此，优选的是圆形边缘与电池套管的外壁处的突出部相对，因为该突出部充当加强件并且允许吸收相对高的力而电池套管不变形。

在进一步的实施例中，从扭矩环开始至安装部段的端部，安装部段具有逐渐减小的材料厚度。扭矩环也可被称为抗扭转保护或扭曲锁定保护。因为可能的保持力由于外周突起物的锚固力而朝着安装部段的端部减小，壁的厚度可被减少，从而节省进一步的材料和质量。

另一个实施例涉及具有至少一个此处描述的电池套管的可再充电电池。

扭矩环的上平面支撑表面充当用于模制工具的支撑表面。上平面支撑表面具有圆形的形状并且从俯视图看不具有穿透部。在生产过程期间，注射模制工具配合至扭矩环的上平面支撑表面。扭矩环将与诸如塑料材料的模制材料一起被注射模制。模制工具与扭矩环的上平面支撑表面之间的形锁合支撑防止注射模制材料的溢出。上平面支撑表面优选地没有不规则部并且与注射模制工具的表面相平齐。

扭矩环具有带有圆形形状的第一部段和邻近第一部段的带有圆形形状的第二部段，所述第一部段定向成朝向带有圆形平面支撑表面的接触部段，所述第二部段定向成朝向带有外部轮廓的安装部段，所述外部轮廓具有凹进部。此外，扭矩环包括邻近第二部段的朝向安装部段的第三部段，该第三部段具有朝向安装部段的平面表面和圆形形状。第一部段、第二部段和第三部段优选地具有相同的直径。

附图说明

在下文中将以示例、而不是限制总体发明构思的方式基于参考附图的实施例描述本发明。

图1显示了电池套管的优选实施例当在盖中包覆模制时的截面视图。

图2显示了电池套管的优选实施例的截面视图。

图3显示了电池套管的优选实施例的侧视图。

图4显示了当在盖中包覆模制时优选实施例的截面视图。

图4b显示了当在盖的若干个平行狭槽中包覆模制时优选实施例的截面视图。

图5显示了当在盖中包覆模制时另一个优选实施例的表面切面。

图6显示了当在盖中包覆模制时又一个优选实施例的表面切面。

图7显示了当在盖中包覆模制时又一个优选实施例的表面切面。

图8显示了当在盖中包覆模制时又一个优选实施例的表面切面。

图9显示了带有下部段的凹形形状的电池套管的又一个优选实施例的截面视图。

图10显示了当在盖中包覆模制时电池套管的优选实施例的截面视图的详细视图。

图11显示了当在带有电池接线柱的盖中包覆模制时电池套管的优选实施例的截面视图。

图12显示了在安装过程期间带有因此所需的注射模制工具的电池的优选实施例的截面视图。

具体实施方式

在图1中，显示了电池套管200的优选实施例。电池套管200具有用于将电池接触至车辆或成形连接件的接触部段210和用于将电池套管200安装并保持在电池罩中的安装部段212。在接触部段210和安装部段212之间设有带有若干个凹进部或凹陷部的环形基体204，该环形基体通过罩300的材料或另一封装材料203为电池套管200提供高的抗扭矩性，罩的材料或另一封装材料填充凹进部。优选地，安装部段具有至少一个、优选两个外周突起物231、232以延伸酸的路径以及作为防止竖直运动的机械锁。电池套管200优选地为中空体，其中除了扭矩环的该主体的大部分围绕中心轴线150旋转对称。扭矩环可相对于中心轴线对称。电池套管200具有内壁201和外壁202。优选地，上部段254具有略微圆锥形的形状，其直径朝着电池套管200的顶侧115减小。在可替换实施例中，上部段254的内壁201可为圆柱形的。下部段255可具有从电池套管200的第一圆形边缘152至底侧114减小的横截面。下部段255可进一步具有第二圆形边缘153和用以提高可安装性的圆锥部。

在图2中，显示了优选实施例的截面视图。这里，安装部段212可具有带有两个外周突出部231和232的迷宫。内壁201具有上部段254和下部段255。在该实施例中，这些部段之间可设有圆形边缘152或台阶154。这些部段之间的该圆形边缘152或台阶154定位成与内壁201处的扭矩环相对。

在图3中，显示了第一实施例的侧视图。扭矩环204具有若干个凹进部或凹陷部218、219、220。凹进部218、219、220优选地具有平行的取向。扭矩环204具有第一部段205，该第一部段带有定向成朝向接触部段210的圆形形状。扭矩环204具有圆形的第一平面支撑表面208。扭矩环204的第二部段206具有圆形形状并且邻近第一部段205。第二部段206定向成朝向安装部段212。第二部段206具有外部轮廓，该外部轮廓具有凹进部218、219、220。此外，扭矩环204包括邻近第二部段206且定向成朝向安装部段212的第三部段207。第三部段207具有朝向安装部段212的第二圆形形状平面表面209。第一部段205、第二部段206和第三部段207优选地具有相同的直径。

在图4中，显示了优选的实施例在切取平面151处的截面视图。扭矩环204具有若干个凹进部或凹陷部218、219、220。凹进部由塑料材料203或由电池罩300的材料填充。优选地，凹进部的形式相对于中心轴线151近乎对称。

图4a指的是图4的实施例，显示了作为凹陷部218、219、220的延伸部的第一狭槽610、第二狭槽611、第三狭槽612、第四狭槽613和第五狭槽614。这些狭槽大致平行。狭槽610至614大致对应于在生产过程期间使用的两件式模制工具的一半的形式。

图5中显示了进一步优选的实施例在切取平面151处的截面视图。扭矩环204具有若干个凹进部226、227、228，所述若干个凹进部由某种塑料材料203或由电池罩300的材料填充。

图6中显示了优选的实施例在切取平面151处的表面切面。扭矩环204被赋予若干个凹进部223、224，所述凹进部由某种塑料材料203或由电池罩300的材料填充。

图7中显示了优选的实施例在切取平面151处的表面切面。扭矩环204具有六边形形状。

图8中显示了优选的实施例的切取平面151。扭矩环具有多个凹进部221和斜面222。

图9中显示了另一实施例，其在外壁202处带有扭矩环，并且其下部段255具有从圆形边缘152或台阶至电池套管200的底侧214至圆形边缘152或台阶154的凹形形状。

图10中显示了电池套管200的优选的实施例的截面视图。此处再一次地，模制工具400的销被插入，用于说明目的。由于安装部段212通过电池罩300的材料或封装材料203被完全封装，壁的厚度可被减小。因此，优选的是，在扭矩环与第一外周突出部231之间的第一位置处的壁的厚度234大于在第一外周突出部231与第二外周突出部232之间的壁的厚度235。在电池套管200的内壁处的电池罩的材料的最大厚度由模制工具的销和下部段的形状决定。该最大厚度优选地在1mm和5mm之间的范围中，最优选地在2mm和3mm之间的范围中。

图11中显示了其内插入有电池接线柱500的电池套管200的第一实施例。电池接线柱500连接至电池单元，该电池单元位于底侧并且未显示。在电池接线柱的顶侧，该电池接线柱将被加热以与电池套管200熔化在一起并以获得气密的且电气安全的连接。接线柱500具有比端子的内直径略小的直径。优选地，接线柱500具有圆柱形形状，其直径小于电池套管的内壁的最小直径。最优选地，接线柱500的直径在0.5mm和3mm之间且小于电池套管200的圆形边缘的直径。

图12中显示了电池套管200的优选的实施例的截面视图。此处再一次地，模制工具400的销被插入，用于说明目的，并且注射模制工具设置在接触部段210上。扭矩环204的在接触部段201上突出的第一上平面支撑表面208与模制工具600接触。这防止诸如塑料的注射模制材料的流出。

附图标记列表

114底侧

115顶侧

150中心轴线

151切取平面

152第一圆形边缘

153第二圆形边缘

154台阶

200电池套管

201内壁

202外壁

203塑料材料

204扭矩环

205第一部段

206第二部段

207第三部段

208扭矩环的第一上平面支撑表面

209扭矩环的第二平面表面

210接触部段

212安装部段

214电池套管的底侧

215电池套管的上侧

218扭矩环的凹进部

219扭矩环的凹进部

220扭矩环的凹进部

221扭矩环的凹进部

222扭矩环的斜面

223扭矩环的凹进部

224扭矩环的凹进部

225扭矩环的六边形形状

226扭矩环的凹进部

227扭矩环的凹进部

228扭矩环的凹进部

231第一外周突起物/突出部

232第二外周突起物/突出部

234在扭矩环与第一外周突出部之间的壁的厚度

235在第一外周突出部与第二外周突出部之间的壁的厚度

240弧形形状的横截面

241弧形形状的横截面

254上部段

255下部段

300电池罩

400模制工具的销

500电池接线柱

600注射模制工具

601接触压力

610第一狭槽

611第二狭槽

612第三狭槽

613第四狭槽

614第五狭槽