Galvanisches Trockenelement mit Vorratsbehälter für den Elektrolyten und dadurch bedingter unbeschränkter Lagerfähigkeit. Um die Lagerfähigkeit von Trocken batterien zu erhöhen, ist vorgeschlagen wor den, den Elektrolyten in einem verschlosse nen Glasbehälter innerhalb der becherför- migen Zinkelektrode unterzubringen, den Glasbehälter (Ampulle)
durch äussere mecha-' nische Einwirkung kurz vor der Inge brauchnahme der Trockenbatterie durch Zer störung zu öffnen und das Element durch den aus dem zerbrochenen Glasbehälter aus fliessenden Elektrolyten zu aktivieren.
Da die handelsübliche Grösse des Zinkbechers aber nicht überschritten und auch die Gasauffang- kammer über dem Beutel, der die Kohlen elektrode umgibt und mit einer depolarisie- senden Masse, zweckmässig aus Braunstein und Graphit, gefüllt ist, erhalten werden- musste, konnte der für den Glasbehälter not wendige Raum nur durch eine starke Verkür zung des Beutels gewonnen werden.
Damit sank aber die Kapazität des Elementes so stark, dass sich die Verwendung von Glas behältern für den Elektrolyten nicht durch zusetzen vermochte. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein galvanisches Trockenelement, wel ches die oben genannten Nachteile bekannter Trockenelemente mit Glasbehältern für den Elektrolyten dadurch beseitigt, dass unter Wegfall einer besonderen Gasauffangkammer derjenige Hohlraum,
der durch Ausfliessen des Elektrolyten infolge Offnens des Vor ratsbehälters durch mechanische Einwirkung auf denselben im Zinkbecher frei wird, die Gasauffangkammer ersetzt: In der beiliegenden Zeichnung sind in den Fig.2 bis 5 und 7 beispielsweise Ausfüh- rungsfoxrmen des Kmfindungsgegenstandes dargestellt. Es,
zeigt jeweils im Längsschnitt und unter Weglassung der Kontakte und Anschlüsse: Fig. 1 ein handelsübliches galvanisches Trockenelement mit Gasauffangkammer un ter dem Deckel der becherförmigen Zink elektrode, ' Fig. 2 ein galvanisches Element mit Vor ratsbehälter -und Stift in der Kohlenelek- trode zum Öffnen des Vorratsbehälters durch Zerbrechen desselben,
Fig. 3 ein galvanisches Element, bei wel chem der Vorratsbehälter die Kohlenelek- trode ringförmig umgibt, Fig. 4 ein galvanisches Element, bei wel chem die ringförmige Ampulle einen abge- kröpften Hals aufweist, welcher in eine Querbohrung der Kohlenelektrode hinein reicht, Fig. 5 ein galvanisches Element, bei wel chem der Vorratsbehälter durch einen ein geschmolzenen und ausserhalb des Elementes geführten Draht aufgerissen werden kann, Fig. 6 ein galvanisches Element,
bei wel chem die Gasauffangkammer unterhalb des Beutels, also unmittelbar über dem Boden der becherförmigen Zinkelektrode freigelas sen ist, Fig. 7 ein galvanisches Element nach Fig.6, wobei der Vorratsbehälter zwischen Beutel und Boden der Zinkelektrode unter gebracht ist.
Für gleiche Teile der galvanischen Trockenelemente sind in den Fig. 1 bis 7 auch gleiche Bezugszeichen gewählt worden.
Das in Fig. 1 im Längsschnitt darge stellte, handelsübliche galvanische Trocken element besitzt die becherförmige Zinkelek trode 1, in welcher die Kohlenelektrode 3 mit dem mit einer depolarisierenden Masse ge füllten Beutel 2 auf der Isolierscheibe 4 stehen. Der Durchmesser des Beutels 2 ist kleiner als die lichte Weite des Zinkbechers 1, so dass zwischen der Längswand des Zink bechers 1 und des Beutels 2 ein Hohlraum entsteht, welcher mit einer gallertbildenden Erregermasse 5 unter Zusatz von Mehl aus gefüllt ist.
Die Länge des Beutels 2 ist so bemessen, dass er den Innenraum des Zink bechers 1 nur zu etwa 3/4 der Höhe desselben einnimmt, so dass zwischen der Oberfläche des Beutels 2 und dem Deckel 6 des Zink bechers 1 ein freier Raum, die sogenannte Gasauffangkammer 8 bleibt, welche die während des Gebrauches des Elementes sich bildenden Gase aufnimmt. Eine solche Gas auffangkammer darf weder fehlen, noch in ihrer Grösse beschränkt werden, denn es hat sich gezeigt, dass die Gase, falls sie keinen Expansionsraum finden, entweder den Deckel 6 und die Vergussmasse 7 sprengen oder den Zinkbecher aufreissen.
Wird nun, wie es bis her versucht worden ist, unter Beibehaltung der Gasauffangkammer 8 der Glasbehälter für den Elektrolyt unterhalb des Beutels 2 etwa zwischen der Linie A-B in Fig. 1 und der Isolierscheibe 4 untergebracht, dann muss der Beutel 2 entsprechend verkürzt werden (auf die Distanz etwa zwischen den Linien A-B und C-D, Fig. 1), was zu einer be trächtlichen Verringerung der Kapazität des Elementes führen muss.
In den Fig. 2 bis 5 sind nun durchweg solche Ausführungsformen der Erfindung gezeigt, bei welchen der Vorratsbehälter für den Elektrolyten über dem Beutel 2 bezw. zwischen dem Beutel 2 und dem Deckel 6, 7 untergebracht ist, so dass nach der Zerstö rung des Vorratsbehälters und Ausfliessen des Elektrolyten annähernd eine gleich grosse Gasauffangkammer frei wird, wie sie bisher handelsüblich nötig war. Der Vorratsbehälter kann beispielsweise aus Glas, aber auch aus jedem andern geeigneten Material, z. B. Zelluloid oder dergl., bestehen. In den Bei spielen gemäss den Fig.2 bis 5 und 7 sind durchweg Vorratsbehälter aus Glas vorge sehen.
In Fig. 2 sitzt der den Elektrolyten 10 enthaltende Glasbehälter 9 mit seinem flachen Boden auf dem Beutel 2 und dem Kohlenstab 3 auf. Zwischen Beutel und Zinkbecherinnenwand ist der Hohlraum mit einer flüssigkeitsaufsaugenden Schicht 5a ausgefüllt, z.
B. mit Zellulosewolle. Der Kohlenstab 3 ist mit einer Längsbohrung 3a versehen, in welcher der Stift 11 (der um weniges länger ist als der ihn umgebende Kohlenstab 3) beweglich so gelagert ist, dass sich ein auf den dünnen und nachgiebigen Zinkbecherboden la ausgeübter Druck (Pfeil I Fig. 2) auf die Isolierscheibe 4 und den Stift 11 überträgt, dessen Spitze den Vorratsbehäl ter 9 durch Eindrücken öffnet.
Der Elektro lyt 10 fliesst aus, tränkt die Schicht 5a und gibt den leeren Raum im. Glasbehälter als Gasauffangkammer frei.
In. Fig. 3 umgibt der Glasbehälter 14 ringförmig den am untern Ende etwas ver kürzten und am obern Ende durch den Deckel 6 und die Vergussmasse 7 festgehalte nen Kohlenstab 3. Der Beutel 2 ist nicht fest mit dem Kohlenstab 3 verbunden, sondern in der Längsrichtung etwas beweglich.
Wird nun in der Richtung des Pfeils II auf den Zinkbecherboden 1ä gedrückt, dann bewegt sich mit der Isolierscheibe 4 auch der Beu tel 2 etwas nach oben und öffnet den Glas behälter 14 durch Zerdrücken.
Auch in Fig: 4 umgibt der Glasbehälter 15 ringförmig den Kohlenstab 3. Jedoch weist letzterer neben der Längsbohrung 3a auch noch eine die Längsbohrung 3a kreu zende Querbohrung 3b auf, in welche der ab gekröpfte Ampullenhals 15a so hineinragt, dass er auf der Spitze des in der Längs bohrung 3a beweglich gelagerten Stiftes 11 aufliegt. Das untere Ende des Stiftes 11 ruht auf der Isolierscheibe 4.
Durch den Druck auf den Zinkbecherboden la und die Isolierscheibe 4 (Pfeil III, Fig.4) wird der Stift 11 nach oben gedrückt und der Am pullenhals 15a abgebrochen.
Um das Öffnen des Glasbehälters durch Zerstören desselben auch ohne Druck auf clen Zinkbecherboden la zu ermöglichen, ist ge mäss Fig. 5 ein Draht 16 in die Wand des Glasbehälters 9 eingeschmolzen und ausser halb des Elementes geführt. Durch kräftiges Ziehen am Draht 16 wird der Glasbehälter 9 aufgerissen.
Wie Fig. 6 zeigt, kann die Gasauffang- kammer 8 auch unterhalb des Beutels 2, also zwischen Isolierscheibe 4 und Beutel 2 vor gesehen werden.
Dementsprechend wird gemäss Fig. 7 der Glasbehälter 9 zwischen Beutel 2 und Zink becherboden la untergebracht, unter Weg fall der Isolierscheibe 4. Ein auf den Zinkbecherboden 1a in der Richtung des Pfeils IV ausgeübter Druck überträgt sich direkt auf den Glasbehälter 9 und öffnet ihn durch Zerbrechen, während Beutel 2 und Kohlenstab 3 durch den Deckel 6 bezw. die Vergussmasse 7 in der Hochstellung festge halten werden.
Die' Einfüllöffnung des Vorratsbehälters kann nach dem Einfüllen des Elektrolyten entweder durch Zuschmelzen oder durch Ausfüllen mit einer Kitt- oder Klebmasse verschlossen werden.
Wird zur Herstellung des Vorratsbehäl ters statt Glas ein anderes Material, z. B. Zelluloid verwendet, dann erfolgt die Off- nung mittelst des Stiftes 11 gemäss Fig. 2 und 4 durch Aufstechen der Behälterwand; in den Fällen gemäss Fig. 3 und 7 werden Beutel und Vorratsbehälter so dicht aufein- andergesetzt, dass der auf den Ziukbecher- boden ausgeübte Druck den Vorratsbehälter zum Platzen bringt. Im Beispiel nach Fig. 5 kann der Aufreissdraht in jedes Material ein gelassen werden.
Das Element und seine Hauptbestand teile (Zinkbecher; Beutel und Kohlenstab) brauchen nicht stabförmig zu sein. Ihre Querschnitte können auch quadratisch, recht eckig, oval usw. sein.
Die Vorteile der beschriebenen Trocken elemente liegen in der unverminderten Grösse des Beutels 2 und damit auch der Kapazität des Elementes bei unbegrenzter Lagerfähig keit. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 7 kann auch die Isolierscheibe 4 wegfallen.
Galvanic drying element with storage tank for the electrolyte and thus unlimited shelf life. In order to increase the shelf life of dry batteries, it is proposed that the electrolyte be accommodated in a sealed glass container inside the cup-shaped zinc electrode, the glass container (ampoule)
by external mechanical action shortly before the dry battery is used, to open it by destroying it and to activate the element by the electrolyte flowing out of the broken glass container.
However, since the size of the zinc beaker customary in the trade had not to be exceeded and the gas collecting chamber above the bag, which surrounds the carbon electrode and is filled with a depolarizing mass, expediently made of manganese dioxide and graphite, had to be preserved, the could for the Glass containers necessary space can only be gained by shortening the bag considerably.
However, this reduced the capacity of the element so much that the use of glass containers for the electrolyte was not able to clog. The subject matter of the present invention is a galvanic drying element which eliminates the above-mentioned disadvantages of known drying elements with glass containers for the electrolyte in that, with the omission of a special gas collecting chamber, that cavity
which is released by the electrolyte flowing out as a result of opening the storage container through mechanical action on the same in the zinc cup, replaces the gas collecting chamber: In the accompanying drawing, FIGS. 2 to 5 and 7 show exemplary embodiments of the subject of the invention. It,
shows in longitudinal section and omitting the contacts and connections: FIG. 1 shows a commercially available galvanic dry element with gas collecting chamber under the lid of the cup-shaped zinc electrode, FIG. 2 shows a galvanic element with storage container and pin in the carbon electrode for opening the storage container by breaking it,
3 shows a galvanic element in which the storage container surrounds the carbon electrode in a ring, FIG. 4 shows a galvanic element in which the ring-shaped ampoule has a bent neck which extends into a transverse bore in the carbon electrode, 5 a galvanic element in which the storage container can be torn open by a melted wire guided outside the element, FIG. 6 a galvanic element,
at wel chem the gas collecting chamber below the bag, ie directly above the bottom of the cup-shaped zinc electrode is freelas sen, Fig. 7 shows a galvanic element according to Fig.6, the storage container between the bag and the bottom of the zinc electrode is placed under.
The same reference numerals have been chosen for the same parts of the galvanic dry elements in FIGS. 1 to 7.
The in Fig. 1 in longitudinal section Darge presented, commercially available galvanic drying element has the cup-shaped Zinkelek electrode 1, in which the carbon electrode 3 with the ge with a depolarizing mass bag 2 on the insulating disk 4 are. The diameter of the bag 2 is smaller than the inside width of the zinc cup 1, so that a cavity is created between the longitudinal wall of the zinc cup 1 and the bag 2, which is filled with a gelatinous pathogen mass 5 with the addition of flour.
The length of the bag 2 is such that it occupies the interior of the zinc cup 1 only to about 3/4 of the height of the same, so that between the surface of the bag 2 and the lid 6 of the zinc cup 1 a free space, the so-called Gas collecting chamber 8 remains, which receives the gases that form during use of the element. Such a gas collecting chamber must neither be missing nor limited in its size, because it has been shown that the gases, if they cannot find an expansion space, either burst the cover 6 and the potting compound 7 or tear open the zinc cup.
If, as has been attempted so far, the glass container for the electrolyte is accommodated below the bag 2, approximately between the line AB in Fig. 1 and the insulating washer 4, while retaining the gas collecting chamber 8, then the bag 2 must be shortened accordingly (to the distance between lines AB and CD, Fig. 1), which must lead to a considerable reduction in the capacity of the element.
In Figs. 2 to 5, such embodiments of the invention are now consistently shown in which the reservoir for the electrolyte over the bag 2 BEZW. is housed between the bag 2 and the lid 6, 7, so that after the destruction of the storage container and the outflow of the electrolyte approximately the same size gas collecting chamber is free, as was previously necessary commercially. The storage container can, for example, be made of glass, but also of any other suitable material, e.g. B. celluloid or the like., Are. In the case of play according to FIGS. 2 to 5 and 7, storage containers made of glass are consistently seen.
In FIG. 2, the glass container 9 containing the electrolyte 10 sits with its flat bottom on the bag 2 and the carbon rod 3. Between the bag and the inner wall of the zinc cup, the cavity is filled with a liquid-absorbent layer 5a, e.g.
B. with cellulose wool. The carbon rod 3 is provided with a longitudinal bore 3a in which the pin 11 (which is slightly longer than the carbon rod 3 surrounding it) is movably mounted so that pressure exerted on the thin and flexible zinc cup base la (arrow I Fig. 2) transfers to the insulating washer 4 and the pin 11, the tip of which opens the Vorratsbehäl ter 9 by pressing.
The electrolyte 10 flows out, soaks the layer 5a and gives the empty space in the. Glass container free as gas collection chamber.
In. Fig. 3 surrounds the glass container 14 annularly at the lower end slightly ver shortened and held at the upper end by the lid 6 and the potting compound 7 NEN carbon rod 3. The bag 2 is not firmly connected to the carbon rod 3, but somewhat movable in the longitudinal direction .
Is now pressed in the direction of arrow II on the zinc cup base 1ä, then moves with the insulating washer 4 and the Beu tel 2 slightly up and opens the glass container 14 by crushing.
In Fig: 4, too, the glass container 15 surrounds the carbon rod 3 in a ring shape. However, in addition to the longitudinal bore 3a, the latter also has a transverse bore 3b that crosses the longitudinal bore 3a, into which the cranked ampoule neck 15a protrudes so that it sits on the tip of the in the longitudinal bore 3a movably mounted pin 11 rests. The lower end of the pin 11 rests on the insulating washer 4.
The pressure on the zinc cup base la and the insulating washer 4 (arrow III, FIG. 4) pushes the pin 11 upwards and breaks off the pullenhals on 15a.
In order to enable the opening of the glass container by destroying it even without pressure on the zinc cup base la, a wire 16 is melted into the wall of the glass container 9 according to FIG. 5 and guided outside the element. The glass container 9 is torn open by vigorous pulling on the wire 16.
As FIG. 6 shows, the gas collecting chamber 8 can also be seen below the bag 2, that is to say between the insulating disk 4 and the bag 2.
Accordingly, according to FIG. 7, the glass container 9 is accommodated between the bag 2 and the zinc cup base la, removing the insulating disk 4. A pressure exerted on the zinc cup base 1a in the direction of the arrow IV is transmitted directly to the glass container 9 and opens it by breaking , while bag 2 and carbon rod 3 respectively through the lid 6. the potting compound 7 are held Festge in the upper position.
The filling opening of the storage container can be closed after filling in the electrolyte either by melting it or by filling it with a cement or adhesive.
If for the production of Vorratsbehäl age instead of glass, another material such. If celluloid is used, for example, the opening takes place by means of the pin 11 according to FIGS. 2 and 4 by piercing the container wall; in the cases according to FIGS. 3 and 7, the bag and storage container are placed on top of one another so closely that the pressure exerted on the base of the cup causes the storage container to burst. In the example of FIG. 5, the tear-off wire can be let into any material.
The element and its main components (zinc cup; bag and carbon stick) need not be rod-shaped. Their cross sections can also be square, rectangular, oval, etc.
The advantages of the drying elements described are in the undiminished size of the bag 2 and thus also the capacity of the element with unlimited storability. In the embodiment according to FIG. 7, the insulating washer 4 can also be omitted.