DE1235395B

DE1235395B - Trockenelement

Info

Publication number: DE1235395B
Application number: DEC27346A
Authority: DE
Inventors: Jean Andre Fafa
Original assignee: Compagnie Industrielle des Piles Electriques CIPEL SA
Current assignee: Compagnie Industrielle des Piles Electriques CIPEL SA
Priority date: 1961-07-06
Filing date: 1962-06-29
Publication date: 1967-03-02
Also published as: BE619208A; GB973517A; NL280578A; FR1303501A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIm

Deutsche Kl.: 2tb-10/01 Z> l*~ O

HOIM

Nummer: 1 235 395

Aktenzeichen: C 27346 VIb/21 b $ - 0 &

Anmeldetag: 29. Juni 1962

Auslegetag: 2. März 1967

Die Erfindung betrifft ein Trockenelement mit einer Hülle aus Kunststoff, welche flüssigkeitsdicht, aber gasdurchlässig ist. Derartige Trockenelemente sind bekannt, und man hat als Kunststoff-Schutzhülle vorzugsweise einen thermoplastischen Kunststoff benutzt, aus dem sich die Schutzhülle durch Spritzen, Ziehen, Blasen oder ein anderes Verfahren herstellen läßt. Eine solche Schutzhülle kann auch aus mehreren Kunststoffe zusammengesetzt sein.

Die bekannten Trockenelemente mit einer solchen Schutzhülle weisen den Vorteil auf, daß sie flüssigkeitsdicht sind und während ihrer ganzen Lebensdauer kein Leck auftreten kann. Bei diesen bekannten Elementen werden verschiedene Verfahren benutzt, um den erforderlichen Kontakt herzustellen, meistens am Boden des Elementes. Diese Verfahren ergeben freilich nicht immer besonders gute Resultate, denn das zur Kontaktherstellung dienende Metallteil, das durch die Schutzhülle hindurchgreift, wird recht oft mit Hilfe von Vorrichtungen angebracht, welche die Dichtigkeit des Ganzen beeinträchtigen. Ist dies nicht der Fall, so sind diese Vorrichtungen schwierig und mühevoll anzubringen und bewirken eine Abdichtung gegen Gase, die bei der Entladung des Elementes auftreten können.

Bei den bekannten, mit einem völlig dichten Überzug versehenen Trockenelementen kann man daher feststellen, daß sie sich im Lauf der Zeit und entsprechend ihrer Benutzung aufblähen.

Es sind auch bereits Trockenelemente mit Kunststoffgehäusen oder Teilen dieser Gehäuse bekannt, die den Austritt von Gasen zulassen, aber flüssigkeitsdicht sind. Hierzu kann beispielsweise auf die USA,-Patentschriften 2 729 693, 2 505 014, 2 569 159 verwiesen werden.

Diese bekannten Elemente erfüllen aber die Bedingungen, die an solche Trockenelemente gestellt werden müssen, nur sehr unvollkommen. Auch unter schwierigen Betriebsbedingungen, beispielsweise bei einem unbeabsichtigten Kurzschluß des Elementes müssen die gebildeten Gase schnell entweichen können, um eine Deformation zu verhindern. Auf eine ausreichende Gasdurchlässigkeit muß also geachtet werden. Bei den bekannten Ausführungsformen aber muß das Gas beispielsweise durch kleine Löcher austreten oder durch eine Kunststoffhülle hindurchdiffundieren, und es liegt auf der Hand, daß auf diese Weise nur geringe Gasmengen je Zeiteinheit abgeführt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Trockenelement der erwähnten Art zu schaffen, das diese Nachteile nicht besitzt. Nach der Erfindung Trockenelement

Anmelder:

Compagnie Industrielle des Piles filectriques,

Levallois-Perret, Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dr. F. Vollmer, Patentanwalt,
Hamburg 70, Schloßstr. 6

Als Erfinder benannt:
Jean Andre Fafa, Paris

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 6. Juli 1961 (867 097)

wird das Trockenelement so ausgebildet, daß die Kunststoffhülle teilweise einen porösen, metallischen Werkstoff aufweist, welcher gleichzeitig als Bodenendkontakt dient.

Durch dieses Merkmal wird eine wesentlich bessere Gasdurchlässigkeit gewährleistet als bei den aus den obenerwähnten USA.-Patentschriften bekannten Trockenelementen. Durch diese bessere Gasdurchlässigkeit entsteht ein sehr viel geringerer Überdruck innerhalb des Elementes, wenn größere Gasmengen auftreten.

Bei Anwendung der Erfindung ergibt sich eine sehr einfache und billige Herstellung des Trockenelementes, da der poröse, metallische Werkstoff am Boden des Elementes angeordnet ist, indem ein überstehender Rand der Kunststoffhülle mit seiner Innenseite nur auf den porösen Werkstoff umgefaltet und mit diesem durch einfaches Erhitzen des Kunststoffes verbunden zu werden braucht. Der poröse, metallische Werkstoff kann auch für eine Mehrzahl von Elementen im ganzen gefertigt werden; es ist also nicht erforderlich, ihn Stück für Stück in vorgegebenen Formen herzustellen.

Bei einem Trockenelement nach der Erfindung ergeben sich demzufolge gegenüber den bekannten Ausführungsformen folgende Vorteile:

1. Da die Gasdurchlässigkeit besser ist, entsteht auch unter schwierigen Betriebsbedingungen ein geringer Überdruck im Element;

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2. im Fall eines unbeabsichtigten Kurzschlusses ist die Gefahr einer Zerstörung des Trockenelementes vermieden, da ein solch schädigender Überdruck nicht auftreten kann:

3. das Element selbst und seine Fertigung sind wesentlich einfacher, so daß die Herstellungskosten bedeutend gesenkt werden können.

Zweckmäßig ist es, ein Trockenelement nach der Erfindung so auszubilden, daß der poröse, metallische Werkstoff, z. B. Kupfer oder Bronze, auf die gegebenenfalls vorher gereinigte Wandung des Zinkbechers des Elementes aufgespritzt oder in Form einer Sintermetallplatte aufgebracht und mit der Kunststoffhülle durch Aufpressen derselben unter gleichzeitigem Erhitzen verbunden ist.

Ferner kann es vorteilhaft sein, die Herstellung so zu gestalten, daß der poröse metallische Werkstoff vor dem Zusammenbau des Elementes auf die Wandung des Zinkbechers aufgebracht ist.

Dabei hat sich gezeigt, daß es vorteilhaft sein kann, den porösen, metallischen Werkstoff zur schnelleren und besseren Verbindung mit der Kunststoffhülle mit einem Kunststoff zu imprägnieren. Die Verbindung des porösen, metallischen Werkstoffes mit der Kunststoffhülle kann auch durch Aufspritzen von Kunststoff auf die zu verbindenden Flächen erzielt werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der poröse metallische Werkstoff durch Imprägnierung mit einem Kunststoff flüssigkeitsundurchlässig gemacht.

Gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn der poröse, metallische Werkstoff eine Porengröße zwisehen 30 und 200 Mikron, vorzugsweise von etwa 100 Mikron, aufweist.

Im allgemeinen wird man bei der vorstehend erwähnten Imprägnierung des porösen, metallischen Werkstoffes zwecks besserer Verbindung mit der Kunststoffhülle diese nicht über die ganze Fläche des Werkstoffes vornehmen, sondern nur ringförmig am Rande vorsehen, und zwar nur so weit, wie der umzufaltende Rand der Kunststoffhülle reicht. Aus fertigungstechnischen Gründen kann es erwünscht sein, auch eine vollkommene Imprägnierung des porösen, metallischen Werkstoffes durchzuführen, doch ist dies hinsichtlich der Kontaktgabe mittels des erwähnten metallischen Werkstoffes unbedenklich, da die Imprägniermasse nur zwischen die metallischen Teile gelangt und der Werkstoff selbst elektrisch leitend bleibt.

Erwähnt sei in diesem Zusammenhang ferner, daß beispielsweise Sintermetall, wie es als Kontaktwerkstoff verwendet werden soll, hinsichtlich der Flüssigkeitsdichtigkeit kein Problem bereitet, da die in diesem Werkstoff enthaltenen Poren zu klein sind, um der Flüssigkeit einen Durchtritt zu ermöglichen.

Bei Trockenelementen nach der Erfindung konnte beobachtet werden, daß keinerlei Aufblähen der Wandungen erfolgt und auch kein Lecken auftritt, wenn das Element kurzgeschlossen wurde, und dies sogar mehrmals.

Derartige Versuchselemente enthielten in einem FaIl ein Sintermetallscheibchen, auf das die Schutzhülle aufgeschmolzen wurde, und in einem anderen Fall reines rotes Kupfer, das auf den Boden des Zinkbechers aufgespritzt wurde, wobei die Schutzhülle aufgepreßt und auf das so erhaltene Teil aufgeschmolzen wurde.

Einige Ausführungsbeispiele, auf die die Erfindung

jedoch nicht beschränkt sein soll, von Trockenelementen gemäß der Erfindung werden nachstehend

_{an Hand} ^ _{Zeich näher} g_eschrieben, und zwar

*_igl ^ _{Element ohne} _Bode^

F i g. 2 und 3 je ein Element mit Boden gemäß der Erfindung und

Fig.4 eine weitere Ausführungsform eines EIementes nach der Erfindung.

F i g. 1 zeigt ein Trockenelement 1, von dem nur der Zinkbecher zu sehen ist, und dieses Trockenelement befindet sich in einer Schutzhülle 2. Eine Metallkappe 3 steht mit der Innenelektrode in Verbindung und außerdem mit einem metallischen Überfang 4, der am oberen Teil der Schutzhülle 2 angebracht ist.

D_er Bodenteil 5 des Zinkbechers liegt frei, und die Wand der Schutzhülle 2 greift ein Stück darüber hinweg. Gemäß F i g. 2 ist das Trockenelement mit einem Sintermetallteil 6 versehen, welches mit dem Bodenteil 5 des Zinkbechers unmittelbar in Verbindung _steht. Dieses Sintermetallstück wurde zuvor mit einem ganz dünnen Kunststoffüberzug versehen, der z.B. aus Polyäthylen bestehen kann, um es für Flüssigkeiten undurchlässig zu machen, ohne daß dadurch ein Gasdurchtritt behindert wird.

Zur Fertigstellung dieses Trockenelementes genügt es, den unteren Teil der Kunststoffhülle zu erwärmen und anzudrücken, so daß der Kunststoff in die Poren der Sintermetallplatte 6 eindringt.

In F i g. 3 ist eine andere Ausführungsform eines Trockenelementes nach der Erfindung dargestellt, bei dem der Bodenteil 5 des Zinkbechers mit einem Metallüberzug 7 versehen ist, der beispielsweise aus rotem Kupfer oder pulverisierter Bronze bestehen kann. Zur Fertigstellung dieses Elementes wird wie im vorangehenden Fall der überstehende Rand der Kunststoffhülle 2 an den Metallüberzug 7 angepreßt. Das pulverisierte Metall 7 kann von vornherein mit Kunststoff in der Weise imprägniert sein, daß die Verbindung des Randes der Schutzhülle 2 mit dem porösen Teil 7 schneller und leichter vonstatten geht. In F i g. 4 ist ein Trockenelement nach der Erfindung dargestellt, bei dem der untere Rand der Schutzhülle 2 in der angegebenen Wese angepreßt ist. Hierbei bleibt ein Teil des Bodens frei, so daß das poröse Metall 7 von außen zu sehen ist, das zur Herstellung des Kontakts mit dem Zinkbecher des Elementes dient, da es aus einem leitenden Metall besteht.

Es wurde bereits erwähnt, daß die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt sein soll; man kann beispielsweise den porösen metallischen Werkstoff auch an der Seitenwand des EIementes anbringen und den Kontakt mit dem Zinkbecher an einer anderen Stelle vornehmen, ohne hierfür den porösen, metallischen Werkstoff zu Hilfe zu nehmen.

Claims

Patentansprüche:

1. Trockenelement mit einer Hülle aus Kunststoff, welche flüssigkeitsdicht, aber gasdurchlässig ist, dadurchgekennzeichnet, daß die Kunststoffhülle (2) teilweise einen porösen, metallischen Werkstoff (6, 7) aufweist, welcher gleichzeitig als Bodenendkontakt dient.

2. Trockenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse, metallische Werkstoff (7), z. B. Kupfer oder Bronze, auf die gegebenenfalls vorher gereinigte Wandung des Zinkbechers (1) des Elenentes aufgespritzt oder in Form einer Sintermetallplatte (6) aufgebracht und mit der Kunststoffhülle (2) durch Aufpressen derselben unter gleichzeitigem Erhitzen verbunden ist.

3. Trockenelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse metallische Werkstoff vor dem Zusammenbau des Elementes auf die Wandung des Zinkbechers (1) aufgebracht ist.

4. Trockenelement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse, metallische Werkstoff zur schnelleren und besseren Verbindung mit der Kunststoffhülle (2) mit einem Kunststoff imprägniert ist.

5. Trockenelement nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des porösen, metallischen Werkstoffes (6, 7) mit der Kunststoffhülle (2) durch Aufspritzen von Kunststoff auf die zu verbindenden Flächen erzielt wird.

6. Trockenelement nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse, metallische Werkstoff (6, 7) durch Imprägnierung mit einem Kunststoff flüssigkeitsundurchlässig gemacht ist.

7. Trockenelement nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse, metallische Werkstoff eine Porengröße zwischen 30 und 200 Mikron, vorzugsweise von etwa 100 Mikrön, aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 505 014, 2 569 159,
729 693.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen