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Dichtung
Die Erfindung betrifft eine verbesserte Dichtung zum radialen Abdichten des Behälters einer galvanischen Zelle gegen deren Deckel, insbesondere einer galvanischen Zelle mit alkalischem Elektrolyten.
Seit vielen Jahren sind sogenannte lecksichere Zellen erhältlich, von denen jedoch keine imstande war, den Elektrolyten durch längere Zeiträume hindurch zu halten. Bei jenen Zellen, die einen kausti- schenElektrolyten enthalten und die zu den Zellen gehören, deren Abdichtung am schwierigsten ist, stellt der Austritt des Elektrolyten zur Aussenseite des Behälters der Zelle hin einen besonderen Nachteil dar, weil nicht nur der in der Zelle vorhandene Elektrolytvorrat verringert wird, sondern auch die Manipulation der Zelle mit Gefahren verbunden sein kann.
In einem nicht zum Stand der Technik gehörenden Verfahren zum lecksicheren Abdichten einer galvanischen Zelle wird ein Dichtverschluss verwendet, der eine Dichtung aus einem harten dielektrischen, kaltflussbeständigen Material wie Nylon und einen Deckel für den Zellenbehälter aufweist. Die Dichtung wird zwischen der Zellenbehälterwand und dem Rand des Zellendeckels angeordnet und trägt diesen ; die tatsächliche Abdichtung der Zelle wird dadurch bewirkt, dass die Dichtung zwischen dem Behälter und dem Zellendeckel unter einer starken Radialkraft radial zusammengedrückt wird, die der Fliessgrenze des Metalles, aus dem der Behälter gebildet ist, im wesentlichen entspricht, sie aber nicht überschrei- tet.
Dabei ist mit Kaltfluss die allmähliche Verformung eines Materiales bezeichnet, die eintritt, wenn dieses bei Zimmertemperatur einel konstanten Belastung ausgesetzt ist. Von Materialien, die sich nur sehr wenig oder nur unter der Einwirkung starker Kräfte verformen und deren Verformung oder Kriechen bei Einwirkung der Kraft während eines beträchtlichen Zeitraumes nicht fortschreitet, sagt man, dass sie gute Kaltflusseigenschaften haben oder kaltflussbeständig sind. Der Kaltfluss erfolgt in einer zu der einwirkenden Belastung im allgemeinen senkrechten Richtung.
Eine vollkommene Verhinderung desLeckens des ElektrJlyten nach dem vorgenannten Verfahren kann jedoch auch von der Glattheit der metallischen BerUhrungsflächen, insbesondere des Zellenbehälters, ab- hängig sein. Der übliche, billige, gezogene oder stranggepresst Metallbehälter, der dabei verwendet wird, kann während seiner Erzeugung Kerben oder Kratzer erhalten. Wenn eine genügend harte Dichtung verwendet wird, so dass sie unter dem starken radialen Druck nicht eingeschnitten oder verformt wird, ist der übliche Metallbehälter gewöhnlich nicht fest genug, um in der Dichtung jene Druckspannung aufrecht zu erhalten, die erforderlich ist, um die Unebenheiten der Behälterwand auszufüllen. Daher sind Leckwege fur den Elektrolyten vorhanden.
Die Dichtung zum radialen Abdichten des Behälters einer galvanischen Zelle gegen deren Deckel, umfassend einen Ring aus hartem, kaltflussbeständigem Kunststoff gemäss der Erfindung hilft diesem Mangel
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tung zu einer Verbunddichtung aus zwei Materialien verschiedener Härte. Das weiche Material ftillt unter dem starken Druck alle Unebenheiten der Metallteile aus.
Es ist zwar schon bekannt, eine ringförmige Dichtung, die ganz aus hartem Kunststoff besteht, zwischen dem Deckel und dem Behälter einer galvanischen Zelle einzubauen. Es zeigt aber diese Ausführung wegen der Härte des Dichtungsringes die geschilderten Mängel der Dichtheit, wenn die Oberflächen der
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abzudichtenden Metallteile nicht ganz glatt sind. Ausserdem wird bei dieser Konstruktion der Dichtungsdruck durch Einkrempeln des Behälterrandes und eine tiefe Einkerbung der Behälterwand unter dem Dich-
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dialer Druck zum Abdichten herangezogen wird.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 in Ansicht und teilweise im Schnitt eine radial abgedichtete galvanische Zelle mit einer erfindungsgemässen Dichtung. Fig. 2 und 4 zeigen im Schnitt weitere Ausführungsformen der Dichtung gemäss der Erfindung. Fig. 3 zeigt in Schrägansicht der durchgeschnittenen Teile den Aufbau einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Die erfindungsgemässe Hochdruck-Verbunddichtung weist in den dargestellten Ausführungsbeispielen einen im Querschnitt im wesentlichen L-förmigen Dichtungsring 10 aus hartem Nylon (Polyamid) oder einem andern kaltflussbeständigen Kunststoff auf, der wenigstens auf einem Teil seiner Oberfläche einen dünnen Überzug 12 aus einem weicheren Material besitzt.
Gemäss Fig. 1 ist es möglich, den dünnen Überzug 12 nur auf den Dichtflächen zwischen dem Dichtungsring 10 und. dem Metallbehälter 14 einerseits und dem Metalldeckel 16 anderseits vorzusehen, wenn die Zelle durch radialen Druck abgedichtet wird.
Der dünne Überzug 12a kann auch gemäss Fig. 2 auf der ganzen Oberfläche des Dichtungsringes 10 vorhanden sein. In diesem Fall muss der Überzug 12a ebenfalls aus einem dielektrischen Material bestehen.
Gemäss Fig. 3 kann die erfindungsgemässe Verbunddichtung eine im Querschnitt angenähert L-för- mige Manschette 10 aus hartem Kunststoff aufweisen, die satt in einer Aussenmanschette 12d aus weicherem Material sitzt und in die eine Innenmanschette 12e, gleichfalls aus weicherem Material, eingesetzt ist.
Die Dichtung nach der Erfindung trägt auch dann erfolgreich zur Verhinderung des Leckens des Elektrolyten aus einer alkalischen galvanischen Zelle bei, wenn das weichere Material 12c gemäss Fig. 4 nur auf einer der Dichtflächen der Dichtung vorhanden ist, u. zw. insbesondere auf der Dichtfläche der negativ geladenen Seite. Im dargestellten Beispiel würde also der Behälter 14, an dem der weiche Überzug 12c anliegt, den negativen Pol der Zelle bilden.
Die Schicht des weicheren Materiales braucht nur so stark zu sein, dass sie in die Spalte und Uneben- heitenderMetallteilehineingedriickt und dort durch den härteren Kunststoff festgehalten wird. Die auf die Dichtung zur Einwirkung gebrachte Radialkraft kann so stark sein, wie es der Festigkeit des harten Kunststoffes und der Metallteile entspricht. Die von dem ätzenden Elektrolyten beim Versuch, aus der Zelle auszutreten, ausgeübte Kraft, ist dann nicht so stark, dass er das unter dieser Belastung stehende weichere Material bewegen kann, da das weichere Material eine so dunne Schicht bildet.
Herstellungsgemäss kann der dunne Überzug aus weichem Material auf dem harten Dichtungsring in verschiedener Weise angebracht werden : Man kann auf den Dichtungsring 10 aus Nylon eine 0, 0075-0, 075 mm starke Asphaltschicht in fliissigem Zustand auftragen, was eine geeignete Verbunddichtung ergibt. Man kannauf den Nylonringaucheine Schichtaus Vinylkunststoffoder Poiyäthylen durch Spritzen oder Tauchen, oder gemäss Fig. 3, als gesonderte Teile in Form von Manschetten oder eines stranggepressten Schlauches, etwa in der gleichen Stärke wie bei Asphalt angegeben, aufbringen.
Schliesslich kann man die Lagen aus weicherem Material zunächst auf den entsprechenden Anlageflächen des Metallbehälter 14 und des Metalldeckels 16 anordnen, so dass sie im montiertenZustand ebenfalls an den vorgesehenen Stellen auf dem Dichtungsring 10 liegen.
PATENTANSPRUCHE :
1. Dichtung zum radialen Abdichten des Behälters einer galvanischen Zelle gegen derenDeckel, umfassend einenRing aus hartem, ka1tflussbeständigem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (10) im Einbau wenigstens auf einem Teil seiner Oberfläche, die den Zellendeckel (16) und den Zellenbehal- ter (14) beruht, mit einem dUnnen Überzug (12, 12a, 12c, 12d, 12e) aus einem weichen Material ver- sehen ist, das durch den in der Zelle verwendeten Elektrolyten nicht schädlich beeinflusst wird.
2. Dichtung nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (10) aus hartem Nylon (Polyamid) besteht.