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Zerreissbare Trennwand in der Aktivierungsvorrichtung von
Füllbatterien
Die Erfindung betrifft ein zerreissbare Trennwand in der Aktivierungsvorrichtung von Füllbatterien, beispielsweise Primärbatterien.
Es hat sich herausgestellt, dass die Verwendung einer zerreissbaren Trennwand oder einer zerreissbaren Scheibe, die durch Druck aufgerissen wird, um Elektrolyt in die Zellen einer Füllbatterie einzulassen, günstiger ist als mechanische Schneidvorrichtungen, welche auf übliche Art und Weise für den gleichen
Zweck Verwendung finden.
'Es sind zur Verwendung zerreissbarer Scheiben Versuche durchgeführt worden, wobei auf den Elek- trolyten ein Druck ausgeübt wird. Jedoch ist dabei kein Stoff aufgefunden worden, welcher die erforderlichen Eigenschaften vereint. Zu den erforderlichen Eigenschaften für den Scheibenstoff gehören die Widerstandsfähigkeit gegen den Elektrolyt, z. B. Kaliumhydroxyd, die Zerreissfähigkeit bei einem geeigneten Druck (z. B. weniger als 7 kg/cm2, wenn der Durchmesser 25, 4 mm und die Dicke kleiner als 38, 1 Il ist) und die Widerstandsfähigkeit gegen Stösse und Vibration. Silber hat die meisten dieser Eigenschaften, ist aber deshalb ungeeignet, weil es in einem gewissen Umfang starr ist und bei Vibrationen leicht bricht.
Gold und Kupfer verhalten sich ähnlich.
Die Nachteile der zerreissbaren Trennwand werden gemäss der Erfindung dadurch vermieden, dass der zerreissbaren Trennwand ein perforiertes plattenförmiges Trägerelement zugeordnet ist, welches sich mindestens in einem Teilbereich der Form der zerreissbaren Trennwand anschmiegt.
Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung sind diese und das perforierte plattenförmige Trägerelement mit einem zentrischen Kuppelteil versehen, der von einem flachen Randteil umgeben ist. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass die zerreissbare Trennwand unter einer Zugspannung befestigt ist, die wenigstens gleich der maximalen, auf die Einrichtung einwirkenden Vibrationskraft ist.
Der Gegenstand der Erfindung wird in der Zeichnung an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert, u. zw. zeigt :
Fig. l eine Scheibe mit einem erfindungsgemässen angeordneten Träger in einem Querschnitt, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. l, wobei jedoch die zerreissbare Scheibe entfernt ist, Fig. 3 einen teilweisen Querschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel, Fig. 4 einen teilweisen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel, Fig. 5 den Gegenstand der Fig. 4, wobei sich die darin befindliche Elektrolytblase in der ausgedehnten Lage befindet und den perforierten Träger sowie die zerreissbare Scheibe deformiert, und Fig. 6 einen mittleren Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel.
In der Zeichnung sind die gleichen technischen Merkmale mit en gleichen Bezugszeichen versehen.
Mit 1 ist eine perforierte Trägerplatte bezeichnet, die aus einem geeigneten festen Material besteht. Die Platte 1 ist mit einer grösseren Anzahl von Perforierungen 5 versehen, durch welche der Elektrolyt durchtreten kann. DerTräger ist ausserdem mit einer grösseren Anzahl von Öffnungen versehen, mit welchen er an einem Elektrolyttank befestigt sein kann (in der Zeichnung nicht dargestellt).
Auf dem Träger 1 liegt eine zerreissbare Trennwand bzw. Scheibe 3 auf, die in die kuppelähnliche Form gemäss Fig. l gebracht sein kann. Sie kann aus einem geeigneten Material bestehen, beispielsweise
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aus Kunststoff, z. B. Teflon (Polytetrafluoräthylen) oder eine Metallfolie von passender Grösse und Eigen- schaft, z. B. Kupfer oder Silber. Die Scheibe 3 und der perforierte Träger können zusammen auf übliche
Art und Weise am Austrittsteil des in der Zeichnung nicht dargestellten Elektrolytbehälters oder an dessen
Eintrittsöffnung, an welcher der Gasdruck auf den Elektrolyt einwirkt, befestigt sein.
Weiterhin kann die Scheibe 3 so angeordnet sein, dass sie durch den Träger in einer Nullage gehalten wird und nur in einer Richtung vibrieren kann, so dass auf diese Art und Weise eine Dämpfung der Vibra- tion erfolgt. Weiterhin kann die Scheibe 3 so angeordnet sein, dass ihr Kuppelteil leicht über die Nullage gespannt ist, welche im wesentlichen alle Vibrationen der Scheibe 3 eliminiert.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist eine flache zerreissbare Trennwand bzw. Scheibe 3 durch Hartlöten auf der Öffnung des Elektrolyttankes 9 befestigt. Auf der Innenseite des Tankes 9 ist ein per- forierter Träger befestigt, der mehrere Male dicker als die zerreissbare Scheibe und deshalb auch fester ist und welcher vorher in die in der Zeichnung dargestellte Form gebracht ist. Die Art seiner Befestigung darf die Befestigung der zerreissbaren Scheibe nicht stören. Als Befestigungsmittel können Bolzen oder
Schnappringe Verwendung finden.
Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 4 und 5 ist eine flache Trennwand 3 auf einem Träger
1 aufgebracht, der durch Hartlöten od. dgl. an dem Elektrolyttank 9 befestigt ist, wie Fig. 4 erkennen lässt. Eine Blase 10 ist innerhalb des Tankes 9 angeordnet und deformiert im aufgeblasenen Zustand den perforierten Träger und die zerreissbare-Trennscheibe, wie es Fig. 5 zeigt.
Wichtig ist, dass die Blase den perforierten Träger 1 und letzterer die zerreissbare Trennscheibe 3 de- formiert. Deshalb muss die zerreissbare Trennscheibe immer unter Druck stehen und ausserhalb ihrer Null- linie angeordnet sein. Dies setzt jedoch voraus, dass die Rückfederung des perforierten Trägers beim Zu- rückbewegen der Blase grösser sein muss als die Rückfederung der zerreissbaren Scheibe. Die Stoffe für die beiden Scheiben müssen unter diesen Gesichtspunkten ausgewählt werden. Daher sollte der perforierte
Träger aus einem geschmeidigeren Metall bestehen als die zerreissbare Scheibe. Auch auf eine andere
Art und Weise kann sichergestellt werden, dass die äussere Scheibe unter Spannung verbleibt, indem die beiden Metalle so ausgewählt werden, dass der Ausdehnungskoeffizient des Metalls in der äusseren Trenn- scheibe grösser ist.
Die Deformationsarbeit wird dann bei der vorbestimmten Temperatur ausgelöst. Beim Abkühlen auf Raumtemperatur wird die zerreissbare Trennscheibe infolge ihres grösseren Ausdehnungsko- effizienten stärker zum Zusammenziehen neigen. Dies wird die äussere Scheibe in Zugspannungen und den inneren Träger in Druckspannungen versetzen. Der innere Träger wird jedoch in erster Linie wegen seiner grösseren Dicke stärker sein. Für die zerreissbare Trennscheibe erscheint Silber und für den perfo- rierten Träger rostfreier Stahl geeignet.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 kann die zerreissbare Scheibe durch Hartlöten an der Tanköffnung angebracht sein. Die perforierte Trägerscheibe 1 kann hilfsweise durch eine geeignete Unterlage
11 von der Innenseite versetzt werden. Die Scheibe wird dann durch die Blase 10 in einer ähnlichen Art und Weise deformiert, wie es vorstehend bereits beschrieben ist. Zum Schluss kann die Unterlage 11 zurückbewegt werden. und die Trägerscheibe 1 verbleibt gleichbleibend in Stellung. Die Dicke der Unterlage soll derart sein, dass sie ein ungleichmässiges Zurückspringen kompensiert und sicherstellt, dass die zerreissbare Scheibe in Zugspannung gehalten wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zerreissbare Trennwand in der Aktivierungsvorrichtung von Füllbatterien, dadurch gekennzeichnet, dass der zerreissbaren Trennwand (3) ein perforiertes plattenförmiges Trägerelement (1) zugeordnet ist, welches sich mindestens in einem Teilbereich der Form der zerreissbaren Trennwand anschmiegt.