DE1471745A1 - Elektrische Batterie - Google Patents

Description

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Elektrische Batterie

Die vorliegende grflndung betrifft eine elektrische Batterie der Art, die eioen Behälter Tilt den Elektroden der Batterie und einen anderen Behälter alt den Elektrolyt dar Batterie enthält, sowie Einrichtungen zcuo U ab er fuhren das Elektrolyt» voa Blektrolytbehälter tu dea Bl ektt rodbehält er ^ sodass die BatterIo aktiviert wird und elektrische Energie erzeugen kann. Eine Batturieau·formung dieser Art wird voriugeveise für Batt>*rlen verwendet, die eine verhältnisaässlg kurse aktive Arbeitszeit haben sollen, aber die während einer betrünhtliothen Zelt gelagert werden kOnnen •Hasan« ohne das« sie »erstört werden oder ihre elektrischen Eigenschaften sich verschlechtern· Solche Batterien weVden besonders in solchen Vorrichtungen und Apparaten, s.B· Minen, Mlssilen, Satelliten und anderen unbemannten elektrischen Ausrüstungen verwendet» wo es erfordarHob i»t, ti«*» ui* BaItu*ie durch Forrifcedieuüng aktiviert wien können soll ο In solchen Zusaaaenhängen 1st es β? α Qrunder for der nie, dasa die Batterie la Qansen genomaen und besonders ihre Aktivierungaelnrlohtung derart ausgeformt sind, dass die Betriebssicherheit nioht durch Sussare

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Störungen gefahrdart wird, wie z»B. durch grosse Beschleunigungskräfte, hohe Drucke, kräftige Vibrationen, sehr lange Lagarungszeiten und ähnliches.

Eine in dor oben erwähnten und anderen Hinsichten vorteilhafte Batterleausformung dieser Art wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass der Elektrodbehälter luftdicht und evakuiert und derart an dem Elektrolytbehälter der Batterie angeordnet 1st, dass die einander zugekehrten Wände der beiden Behälter wenigstens über elnean Teil unmittelbar nahe an einandern liegen, woneben der Elektrodbehälter einen alt einer Schneide oder ainer Spitze versehenen Körper enthält, der derart verschiebbar ist, dass er zum Durchdringen dor unmittelbar nahe einander^liegenden Wandteilen der beiden Behälter gebracht werden kann, und der so ausgeformt ist, dass nach dem Durchdringen der Elektrolyt von dem Elektrolytbehälter zu dem Elektrodbehälter Überströmen kann, ζ,B- durch Kanäle, Nuten oder ähnl», die in dem Durchdringkörper vorgesehen sind.

Der Elektrolytbehälter wird dabei aus einem gegen den Elektrolyt vid^standsfählgen Material hergestellt, was dagegen flir den Elektrodbehälter der Batterie nicht erforderlich ist, wenn die aktive Arbeitszeit der Batterie verhältnlsmässlg kurz sein soll. Ferner wird der Elektrolytbehälter zweckmässig mit wenigstens zua' Teil biegsamen Wandungen versehen, sodass das Volumen des Behälters durch

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Zusammenpressen des Behälters beträchtlich vermindert werden kann. Wenn der mit einer Spitze oder einer Schneide versehene Durchdringkörper in des Elektrodbehälter sub Durchdringen der unmittelbar nahe einendemliegenden Randteile der beiden Behälter: gebracht wird, sodaes eine Verbindung zwischen den Behältern entsteht, wird der äussere Luftdruck den Elektrolytbehälter zusaamenpresen und dadurch den Elektrolyt in den evakuierten Elektrodbehälter hineinpressen.

Io folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben, d|ie als Beispiel eine vorteilhafte Ausführungsfora einer Batterie nach der Erfindung darstellt. Pig. I zeigt dabei die ganze Batterie zum Teil in achsiellern Durchschnitt. Fig. 2 1st ein Achsialdurchschnitt nur durch den Elektrodbehälter und die Aktivier ungseinrichtung der Batterie. Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie III-III in Flg. 1 durch einen Teil der Aktivierungsvorrichtung der Batterie und Fig. *f zeigt eine zweckmässlge Ausfuhrungsform des mit einer Spitze oder einer Schneide versebenen Körpers von dea spitzigen Bode des Körpers gesehen.

Wie es aus Fig. 1 hervorgeht, besteht die Batterie la wesentlichen aus eines Elektrolytbehälter 1 und eines is Fig. 2 la Durchschnitt näher gezeigten Elektrodbehälter 2. In der gezeigten Ausfuhrungsfora sind beide diese Behälter

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als runde, verhältnieaässlg dttyne Posen ausgeformt. Der Elektrolytbehälter 1 enthält, wenn die Batterie noch nicht aktiviert ist, den Elektrolyt der Batterie and besteht aus eines gegen den Elektrolyt widerstandsfähigen Material, vorzugsweise ein Kunststoff. Der Elektrolytbehälter ist ferner derart ausgeforat, dass er wenigstens zum Teil biegsasne Wandungen besitzt, wodurch sein Volumen dadurch vermindert werden kann, dass der Behälter zusammengepresst wird* Bei der gezeigten Ausfuhrungsform kann also die linke Wandung des Elektrolytbehälters, in Fig. 1, gegen die entgegenstehende Wandung des Behälters gedrückt werden. Diese entgegenstehende Wandung ist in ihrer Mitte mit einem kurzen, ausragenden, zylindrischen Hals 3 mit einer verhältnismässlg dünnen Endwandung h versehen. Dieser Hals 3 1st in eine entsprechende zentrale, zylindrische Einbuchtung 5 in der einen Seitenwandung des Elektrodbehälters 2 hineingesteckt, sodass die Endwandung *f des zylindrischen Halses 3 des Elektrolytbehälters 1 dicht an des etwas gewölbten Boden 6 in der Vertiefung 5 des Elektrodbehälters 2 gelegen wird. In dieser Einbuchtung, 5 ist ein Ring 7 an der Wand des Elektrodbehälters befestigt, der mit einer Inneren Flansche 8 einen entsprechenden ringförmigen Ansatz 9 auf. dem Hals 3 des Elektrolytbehälters umfasst, sodass der Elektrolytbehälter 1 an dem Elektrodbehälter 2 festgehalten wird. Da der Kunststoff in dem Elektrolytbehälter elastisch

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1st, wird hierdurch auch eine gute Dichtung entlang des tJmfanges des Halses 3 erreicht. Wenn erforderlich kann diese Dichtung dadurch verbessert werden, dass ein zweckmassiger LeIa «wischen dem Hals 3 des Elektrolyt* behälters 1 und der inneren Seite der Vertiefung 5 In dem Elektrodbehälter 2 angebracht wird.

Der Elektrodbehälter 2 besteht, wie es aus Fig. 2 am besten hervorgeht, aus zwei Hälften 10 und 11, die entlang ihres Umkreises mittelst einer Lötnaht zusammengefügt sind. Innerhalb des Elektrodbehälters sind die ringförmigen Elektrodplatten 13 der Batterie eingelegt, die durch EIngiessen in Kunststoff l*f an ihren Platz und isoliert von einander gehalten werden. Der Elektrodbehälter besteht zweckmässig aus Metall oder irgendeinem anderen diffusionsdichten Material und ist mit einem Rohrstutzen 15 versehen, durch den der Behälter nach der Zusammenfügung evakuiert wird. Der Behälter ist ferner mit einer elektrischen Durchführung 16 für die eine Pole der Batterie versehen, während die andere Pole der Batterie zweckmässig aus der Metallwandung des Behälters bestehen kann.

Die Aktivierungseinrichtung der Batterie enthält einen in dem mittleren, von den Elektrodplatten 13 nicht aufgenommenen Teil des Elektrodbehältars 2 liegenden, stabförmigen Körper 17, dessen dem Elektrolytbehälter zugekehrten Ende mit einer symmetrischen, zur Längsachse des

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Körpers senkrechten Schneide 18 versenen 1st» vanread te· entgcgengesctfte iBri· ait «!Mr FUtU oder Flansche 19 versehen ist, dlo tu einen mob aus ton gewölbten Toll 20 dor entgegenstehenden Wand 11 dee Blcktrodbahllters anllogt. Die •InaQder entgegen·Übenden Seltenflloben de· Körper· 17, die •leb au den Flanken der Schneid· 18 ansehlleasen, find alt IMngelaufenden Muten 21 versehen, dlo la vorderen Ende dos Körpers beidertelte der Schneid· 18 attnden· Der Körper 17 itt also al· ein Messer ausgeforat, da·, vonn ee alt eusrelobender Kraft nach links In FIg* 1 und 2 verschoben wird, alt seiner Sohneide 18 sowohl den Wandten 6 dea Klektrodbehtlters 2 als die Bndwand >t In dear lyllndrisohen HbIb 3 des Blektrolytbehiltors 1 durchdringen kann« wobei die Buten 21 in den entgegenstehenden Seitenflächen de· Nesser· 17 al· StrttaungskanUe dienen werden, durch welche der la BloktrolytbehMlter 1 vorhandene elektrolyt in den evakuierten BlektrodbehUlter 2 hineingepresst wird unter Blnwlrkung von dea den BlaktrolytbebXltor 1 suaaaaenpreasenden lusseren Luftdruek, so dass die Batterie aktiviert wird und elektrische energie ere s ng en kann»

Der nach aussen gewttlbte Wand teil 20 des Blektrodbehllters aa hinteren Bnde des Messers 17 1st so biegsaa, daaa or von einer von der Aussenselte dea BlektrodbehMlters wirkenden Eraft in den Blektrodbehllter au einer einwärts gewölbten Stellung eingepresst werden kann, wodurch das

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Messer 17 ait seinea vorderen Ende durch die Wandteile 6 und h la Elektrodbehälter bzw Blektrolytbehälter In der oben beschriebenen Welse gedrückt wird. In der gezeigten Ausführungsform der Erfindung wird die erforderliche Kraft zua Eindrücken des Wandteiles 20 und zum Einpressen des Messers 17 durch die Wandteile 6 und h der beiden Behälter von einer an der Aussense!te des Wandteiles 20 des Blektrodbehälters angebrachten explosiven Ladung erzeugt, die dann entzündet werden kann, wenn die Batterie aktiviert werden soll. Diese explosive Ladung ist in einer Kammer 22 In eine» an der Aussenseite des Elektrodbehälters, ausserhalb des auswärts gewölbten Wandteiles 20, befestigten starren Körper 23 angebracht· Die Kammer 22 ist gegen den Wand teil 20 des Elektrodbehälters offen aber im übrigen geschlossen, mit Ausnahme von zwei mit einem inneren Gewinde versehenen Bohrungen 2k und 25· In der einen Bohrung ist ein elektrischer Zünder 26 mittelst eines Schraubstopfens 27 eingesetzt, während die andere Bohrung mit eine· Schraubetopfen 28 zugeschlossen 1st, der die explosive Ladung trägt. Beim Entzünden des Zünders und damit der im Schranbstopfen 28 vorhandenen explosiven Ladung, wird der in der Kammer entstehende Explosionsdruck den bleglichen Wandteil 20 in den Blektrodbehälter einpressen und dadurch das Messer 17 durch die Wandteile 6 und h der beiden Behälter zu der in Fig» 2 mit strichpunktierten Linien dargestellten Lage schiessen,

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soda·« dl« Batterie aktiviert wird.

Der Elektrodenhalter wird ia Übrigen gegen Betonierung von eine« üb den ei t tier en Teil dea Behälter« engebraohten Ring 29 geaehUtst, der auoh verhindert, daaa die llektrodplatten 13 von einigen KrKf ten bei· Entzünden der explosiven Ladung beeinflusst werden. An diese« Ring 29 i»t weiter eine ringförmige Zwischenwand 30 befestigt, die als Anschlagsfläche fur die Plansche 19 des Messers 17 und Wr den Wandteil 20 des Elektrodbehälters dient, sodass es verhindert wird, dass das Messer 17 die Wandteile 6 und *t der beiden Behälter völlig durchgeht. Dadurch dass der Wandteil 20 des Elektrodbehälters nach den Abfeuern der explosiven Ladung in den Elektrodbehälter einwärts gevölbt wird, verhindert er, dass das Messer 17 wegen äusserer auf die Batterie wirkender Kräfte, wie Vibrationen dder Beschleunigungskraft«, eus den in den Wand teilen *f und 6 der Behälter bei der Aktivierung hergestellten öffnungen herausfällt.

Dadurch dass das vordere Ende des Messers 17 symmetrisch ist, wird das Messer von keinen Seitenkräften beeinflusst, wenn es die Wandteile k und 6 durchdringt, sondern es wird «ine ia wesentlichen geradlinige Bewegung erhalten, troUdem dass es keine seitliche Führung eusser in de in den Wandteilen *t und 6 Bitteist des Messers hergestellten Öffnungen hat. Durch die schon beschriebene Ausforsuing des vorderen Endes des Messers 17 wird das Messer bei« Durch-

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dringen der Windteile ^ und 6 die Zipfel aus dea Wandteil 6 des Elektrodbehälters beiderseits des Messers ausbiegen, wie es alt strichpunktierten Linien in Flg. 2 dergestellt worden 1st. Diese Blechsipfel werden als Diehtungen dienen, die la wesentlichen verhindern, dass Luft in den Elektrod behälter durch den Hüten 21 la Messer 17 hineingesaugt wird, und auch dass der Elektrolyt zwischen den Wandteilen ** und 6 ausleckt. Falls eine geringere Luftaenge bela Aktivieren in den Elektrodbehälter hineingesaugt wird, hat dies jedoch keine ernstlichen Folgen.

Wie es aus Fig. 1 hervorgeht, sind die verschiedenen Teile der Batterie in einea äusseren zylindrischen Gehäuse völlig eingeschlossen und sind an der einen Seltenwandung

33 des Gehäuses befestigt, zum Teil alt.Hilfe eines an der inneren Seite der Wand angebrachten und an der Wand festgeschraubten Ringes 3¹S der eine äussere Flansche 35 des Körpers 23 uafasst, und zua Teil mittelst Schaumstoff 36.

Natürlich sind Im Rahmen der Erfindung auch andere praktische Ausfuhrungsformen als die oben beschriebenen

Löslich* Εε ist dezi^iaeh natürlich nicht erforderlich, dass die auf die Aussens eite des Elektrodbehälters wirkende, für die Aktivierung der Batterie erforderliche Kraft durch Entzünden einer explosiven Ladung erzeugt wird, sondern der nach aussen gewölbte Teil 20 der Wand des Elektrodbehälters kann z.B. auch mlthllfe eines mechanischen

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SohlagkBrpers oder tthnl. eingedrückt werden, sodass das Messer 17 ζυα Durchdringen der Wandteile M-, 6 gebracht wird.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Elektrische Batterie mit eines ersten,-geschlossenen, die Elektroden der Batterie enthaltenden, im wesentlichen steifen Behälter und einem zweiten, geschlossenen, den Elektrolyt der Batterie enthaltenden Behälter mit im wenigstens zum Teil biegsamen Wandungen, sodasr er unter Einwirkung eines ausseren Druckes zusammengepresst werden kann, sowie Mitteln zum Herstellen einer Verbindung zwischen den beiden Behältern zur UeberfUhrung des Elektrolyts zu dem ElektrodbehSlter zur Aktivierung de*· Batterie, dadurch gekennzeichnetφ dass der-Eloktrodbehälter (2) luftdicht und evakuiert ist, und dass der Elektrodbehälter (2) und der Elektrolytbehälter (1) neben einander in einer festen gegenseitigen Lage derart angebracht sind, das^c> die einander zugekehrten Wände der beiden Behälter wenigstens Über einem Teil (*f,6) unmittelbar nahe an einendem liegen, woneben ein mit einer Schneide od«r einer Spitze versehener Körper (17) im dem Elektrodbehältej· derart verschiebbar im Verhältnis zum Elektrodbehälter angeordnet ist, dass er zum Durchdringen der ucasittalbar nche einenden liegenden ifondteile (^,6) der beiden Behälter gebracht werden kann, ind derart ausgeformt ist, dass nach dem Durchdringen eine Ueberströmung des Elektrolyts vom Elektrolytbehälter zum Elektrodbehälter eöglich 1st.

   2. Batterie nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet«

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   dass der mit einer Schneide oder einer Spitze versehene Durchdringkörper (17) mit Kanälen, Nuten oder ähnl. (21) versehen ist, die eine Ueberströaung des Elektrolyts voa Elektrolytbehälter (1) zum Elektrodbehälter (2) gestatten nachdem der Körper zum Durchdringen der unmittelbar nahe einandern liegenden Wandteile. C+,6) der beiden Behälter gebracht worden 1st.

   3ο Batterie nach dem Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mit einer Spitze oder einer Schneide versehene Körper (17) im wesentlichen stabförmig und mit seiner Längsrichtung im wesentlichen senkrecht zu den unmittelbar nahe einandern liegenden Wandteilen (*f,6) der Behälter angeordnet ist, mit seinem vorderen, eine Spitze oder eine Schneide aufweisenden Ende gegen diese Wandteile Herleitet und mit seinem hinteren Ende an der entgegenstehenden Wand des Elektrodbehälters gelegen, wobei die letztgenannte Wand mit einem nachgiebigen Teil (20) nahe dem Ende des mit einer Spitze oder einer Schneide versehene Kbrpej-s ausgeformt ist, sodass dieser durch eine von der Aussenselte des genannten tyand teils (20) angebrachte Kraft mit seinem vorderen Ende durch die unmittelbar nahe einandern liegenden Wandteile (M-,6) der Behälter gedrückt werden

   Batterie nach dem Anspruch 3, gekennzeichnet durch

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   . elnenan der Aussenseite des Elektrodbehälters (2) «a de» hinteren Ende des ait einer Spitze oder einer Sohneide ver s ebenen Klippers (17) angeordneten Körper (23), der eine gegen die Wand (20) de« Behälters,, lsi wesentlichen gerade gegenüber de» hinteren Ende des asJU t>>ner Spitz? oder einer Schneide versehenen Körpern (17)» offene aber im übrigen geschlossene Kammer (22) enthält In der eine explosive Ladung angebracht ist.

   5ο Batterie nach dea Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet,

   dass der nachgiebige, an dea hinteren Ende des alt einer Spitze oder einer Schneide versehenen Kttrpers (17) gelegene Wandteil (20) de? Elektrodbohälters nach auseen gewölbt und derart ausgeforat Ir», das? *»»v nachdem er von einer von der Aussenseite angebrachten Kraft in den Elektrodbehälter eingedrückt worden ist, sodass dnc DurchdrJngkörper Cl7) alt seine» vorderen Ende ζ im Durchdringen de" jnaittelbar nahe elnandern liegenden Wand teile (h,6) der Behälter gebracht worden 1st, in des Elektrodbehätter einwärts gewölbt bleibt und dadurch den Durchdringkörper (17) in den von dea Durchdringkörper hergeptnlltcn öf/VuMjgvn Ui -ian *rwälmt«n Wand teilen der Behälter gesperrt hält

   6. Batterie nach einen der Ansprüche 3-5, gekennzeichnet durch einen in dea Elektrodbehälter (2) vorgesehenen festen Anschlag (30) für den alt einer Spitze oder einer Schneide

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   versehenen Körper (17) und den an de» hinteren End« dieses Durchdringkörpers gelegenen Wandteil (20) zua Begrenzen der Bewegung des Durchdringkörpers (17) und das erwähnten

   Wandteiles (20) bei Aktivierung der Batterie und zua Verhindern, dass der Durchdringkörper (17) Ib ganzen die unmittelbar nahe einander liegenden Wand teil« Ot,6) der Behälter durchläuft.

   7· Batterie nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere, zu einer Spitze oder einer Schneide ausgeformte Ende des Durchdringkörpers (17) symmetrisch 1st.

   8. Batterie nach dea Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchdringkörper (17) einen rechteckigen Querschnitt aufweist und an seines vorderen Ende mit einer zentral gelegenen, zur Längsachse des Körpers senkrechten und alt zwei entgegenstehenden Selten des Körpers parallelen Schneide (18) versehen ist, woneben die beiden erwähnten entgegenstehenden Seiten des Körpers alt In der Längsrichtung des Körpers verlaufenden Hüten (21) versehen sind, die la wesentlichen Über der ganzer. Länge des Körpers sich strecken und la vorderen Ende des Körpers beiderseits der Schneide (18) »linden.

   9* Batterie nach einea der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolytbehälter (1) alt einea kurzen, vorzugsweise zylindrischen Hals (3) alt einer

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   verhältnis&ässig dünnen Endwandung (M-) versehen ist, welcher HaXs in eine entsprechende Vertiefung (5) in der Wand des Elektrodbehälters (2) eingesteckt und befestigt ist, sodass die Endvandung (h) des Halses (3) des Elektrolytbehälters

   (1) nahe am Boden (6) in der Vertiefung (5) in der Wand des Elektrodbehälters (2) liegt.

   XO. Batterie nach des Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen in der Vertiefung (5) in der Wand des Elektrodbehälters

   (2) befestigten Ring (7), der alt einer einwärts gerichteten Flansche (8) versehen ist, die einen ringförmigen Ansatz

   (2) an der Aussenseite des Halses (3) des Elektrolytbehälters fi) umfasst«

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