DE1496301B2 - Gehäuse fur eine Kleinzelle eines gal vanischen Elements - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für eine Kleinzelle eines galvanischen Elements aus einem elektrisch nichtleitenden Kunststoff mit einem Gehäuseunterteil und einem damit gasdicht verbundenen Gehäuseoberteil, die an ihren Stirnwänden je ein nach innen teilweise freiliegendes und von außen her zugängliches Anschlußstück haben.

Es ist bereits ein Gehäuse für eine Zelle eines galvanischen Elements bekannt, in das diese Zelle eingesetzt wird. Das Gehäuse ist aus isolierendem Kunststoff gebildet und hat im Boden ein knopfartiges elektrisches Anschlußstück, das mit einem mittleren Hals ein mittleres Loch im Boden durchgreift und den Rand des Loches beidseitig durch Flanschen abdeckt. Im Gehäuse befindet sich unter Anlage an das Anschlußstück ein Zinknapf, der die Zelle aufnimmt. Das Gehäuse ist durch einen eingebördelten Kunststoffdeckel verschlossen, dessen Mittelloch durch eine eingegossene Metallkappe verschlossen ist, in die ein Anschlußbolzen der Zelle hineinragt. Diese Konstruktion ergibt eine gewisse Abdichtung der Zelle nach außen, doch ist unter extremen Fällen eine vollständige Abdichtung wegen der verhältnismäßig kleinen Dichtflächen nicht mit Sicherheit gegeben (USA.-Patentschrift 2 441272).

Bei einer anderen Konstruktion dieser Art ist der Boden ganz oder teilweise aus elektrisch leitendem Material. Die zugehörige Elektrode hat dann mit dem leitenden Bodenteil unmittelbar über den Zinknapf oder über einen den Zinknapf umgebenden schraubenförmigen Draht einen elektrischen Kontakt. Der andere Anschluß geschieht über ein im Deckel eingesetztes Niet, dessen einer Nietkopf mit der Zelle Verbindung hat, während der andere Nietkopf von außen zugänglich ist. Auch hier treten die gleichen vorerwähnten Schwierigkeiten bei der Abdichtung auf (USA.-Patentschrift 2 315 592).

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse für eine Kleinzelle zu schaffen, das auch bei extremen Beanspruchungen vollkommen dicht bleibt. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei dem eingangs erwähnten Gehäuse dadurch gelöst, daß die beiden Anschlußstücke plattenartig ausgebildet sind und je einen einstückigen Kontaktfinger haben, der in einem Kanal des betreffenden Gehäuseteils abgedichtet angeordnet ist und über diesen Gehäuseteil hinausragt. Durch diese Konstruktion ergeben sich große, mit Sicherheit zu beherrschende Dichtflächen, so daß eine vollständige und dauerhafte Abdichtung erzielt wird, wie dies beispielsweise bei Verwendung solcher Zellen als Energiespeicher in Uhren der Fall sein muß.

Vorteilhaft wird zur Unterbringung oder Halterung des betreffenden Elementes, insbesondere in Uhren, am Mantel des Gehäuses ein Halter, beispielsweise in Form eines Klemmschuhes, angeordnet, der aus einem anderen Material und am Gehäuse formschlüssig vorgesehen sein kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Halter aus dem gleichen Material wie das Gehäuse gebildet und wird bei der Durchführung des Spritzverfahrens an diesem unmittelbar einstückig angeformt. Am Gehäuse ist üblicherweise zum Einleiten des Elektrolyts ein Durchbruch vorgesehen, der vorzugsweise am Halter angebracht wird und der nach Aktivieren des EIements, vorzugsweise durch Verschweißen, verschließbar ist.

Der Kontaktringer kann in der betreffenden Gehäusestirnwand durch einen Kleber abgedichtet angeordnet sein. Wesentlich vorteilhafter ist es jedoch, den Kontaktfinger allseitig mit beispielsweise durch sich kreuzende Kerben gebildeten Vorsprüngen zu versehen, so daß eine Vergrößerung der Oberfläche und eine labyrinthartige Verkerbung geschaffen ist. Auf Grund einer solchen Oberflächengestaltung des Kontaktfingers ist es zur Herstellung einer dichten Anordnung desselben in der Gehäusestirnwand ohne weiteres möglich, auf einen Kleber zu verzichten, wenn das Anschlußstück unmittelbar beim Spritzen des Gehäuses in die Stirnwand mit eingespritzt wird, so daß sämtliche Vertiefungen mit Kunststoff ausgefüllt sind.

Um eine große Länge des Kontaktfingers und damit eine besonders sichere Abdichtung zu schaffen, ist es vorteilhaft, wenn das vom Gehäuseinnern zugängliche Teilstück des Anschlußstückes kreisabschnitt- und vorzugsweise halbkreisförmig ausgebildet ist und wenn der Kontaktfinger sich vom mittleren Teil der Abschnittfläche und senkrecht von dieser weg erstreckt.

In günstiger Weise hat der Innenraum des Kunststoffgehäuses einen kreisförmigen Querschnitt, und vorzugsweise ist das Kunststoffgehäuse kreiszylindrisch. Dabei ist es günstig, wenn der Radius des vom Gehäuseinnern zugänglichen, halbkreisförmigen Teilsiückes so groß gewählt wird, daß er dem Halbmesser des kreisförmigen Querschnittes des Gehäuseinnern entspricht.

Eine günstigere Konstruktion ergibt sich, wenn an der Innenseite der Gehäusestirnwand dem halbkreisförmigen Teilstück des Anschlußstückes ein ebensolcher Sockel zugeordnet ist, in dem das fingerartige Kontaktstück eingebettet ist.

In vorteilhafter Weise können hierbei sowohl das Teilstück des Anschlußstückes als auch der Sockel von einem elektrisch leitenden, den kreisförmigen Gehäusequerschnitt aufweisenden Abdeckstück überfangen sein, das unter Kontaktieren mit dem Teilstück des Anschlußstückes die zwischen dem letzteren und dem Sockel vorhandenen Unebenheiten ausgleicht, so daß jedes Gehäuseteil einen völlig ebenen Gehäuseboden aufweist. Um eine zusätzliche Abdichtung zu schaffen, kann das Abdeckstück mit dem Gehäuseinnenumfang abgedichtet oder durch Schweißen verbunden sein.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Kunststoffgehäuse, wobei die beiden Gehäuseteile in nicht zusammengesetztem Zustand gezeigt sind,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1,

Fi g. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 1.

Das erfindungsgemäße Gehäuse gemäß Fig. 1 ist aus elektrisch nichtleitendem Kunststoff hergestellt. Es ist aus zwei Gehäuseteilen 10 und 12 gebildet, die, nachdem die einzelnen Teile der Kleinzelle dort untergebracht sind, miteinander gasdicht verschweißt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bildet das Gehäuseteil 10 den eigentlichen Behälter, während das Gehäuseteil 12 als Verschlußstück dient. Zur gegenseitigen Verbindung beider Gehäuseteile ist an ihren einander zu gerichteten Stirnenden jeweils ein Ringbund 14 bzw. 16 angeformt. Außerdem erstreckt sich am Gehäuseteil 10 vom Ringbund 14 ein ringzylindrischer Kragen 18 weg, der beim

Zusammensetzen beider Gehäuseteile in das Verschlußstück passend eingreift und vorzugsweise an einer Innenringschulter 20 desselben anliegt. Sind im Gehäuseteil 10 die Einzelteile der Kleinzelle eingesetzt und dasselbe durch das Gehäuseteil 12 verschlossen, so werden die beiden Ringbunde 14 und 16 thermoelektrisch miteinander verschweißt, so daß eine homogene und damit gasdichte Verbindung zwischen beiden Gehäuseteilen zustande kommt.

Zur geeigneten Halterung des so gebildeten erfindungsgemäßen Primär- oder Sekundärelementes, das beispielsweise bei entsprechender Dimensionierung als Stromquelle einer Armbanduhr dienen kann und dann in deren Gehäuse unterzubringen ist, ist am Außenumfang ein Halter 22 in Form eines Klemmschuhes vorgesehen, der vorzugsweise aus dem gleichen Material wie das Gehäuse gebildet und beim Spritzen des Gehäuses unmittelbar angeformt wird. Im Klemmschuh ist ein Durchbruch 24 vorgesehen, durch welchen, nachdem beide Gehäuseteile miteinander verbunden sind, der zum Aktivieren erforderliche Elektrolyt in das Gehäuse eingeleitet werden kann. Dieser Kanal läßt sich hernach auf einfache Weise durch Verschweißen dicht verschließen.

Die Anschlußstücke für die Kleinzelle sind jeweils in den Stirnwänden 23 und 25 der beiden Gehäuseteile untergebracht und als Ganzes mit 26 bzw. 28 bezeichnet. Beide Anschlußstücke sind in den F i g. 2 und 3 in Draufsicht gezeigt und weisen ein vom Gehäuseinnern zugängliches, kreisabschnitt- und vorzugsweise halbkreisförmiges Teilstück 30 auf, dessen Radius dem Halbmesser des kreisförmigen Gehäusequerschnittes entspricht. Vom mittleren Teil seiner Abschnittstirnfläche 32 erstreckt sich hierbei ein Kontaktfinger 34, der die betreffende Stirnwand durchdringt. Den gegebenen Verhältnissen entsprechend können die Kontaktstücke verschieden lang und die Anschlußstücke in verschiedener Lage zueinander angeordnet sein (F i g. 2 und 3).

Dem halbkreisförmigen Teilstück 30 ist an der inneren Stirnfläche der Stirnwand ein Kunststoffsockel 36 zugeordnet, der die obere Kante der Abschnittstirnfläche 32 umschließt und bis in den strichpunktiert angedeuteten Bereich reicht. Der Kontaktfinger 34 durchdringt diesen Sockel und muß dort abgedichtet angeordnet sein, um ein Austreten des Elektrolyts oder von Gasen aus dem Gehäuseinnern zu vermeiden. Das Entweichen von Flüssigkeit oder Gasen wirkt sich beispielsweise bei als Stromquelle für eine Uhr, insbesondere für eine Armbanduhr, dienenden Kleinzellen sehr nachteilig aus, weil dadurch das Uhrwerk angegriffen und schadhaft wird.

Der im Sockel eingebettete Teil des Kontaktstükkes ist an seiner Ober- und Unterseite mit sich kreuzenden Kerben 38 ausgestattet und seitlich gezackt. Das Anschlußstück, das in einer Öffnung 40 im Spritzwerkzeug gehalten und in das betreffende Gehäuseteil unmittelbar eingespritzt wird, ist somit an seinem durch das Einkerben eine vergrößerte Oberfläche aufweisenden Teil des Kontaktfingers völlig von Kunststoff umschlossen, durch welchen auch die Kerben und seitlichen Vertiefungen ausgefüllt sind.

Wie aus F i g. 1 zu ersehen ist, ist sowohl das Teilstück 30 als auch die Kunststoffschicht 36 von einem Abdeckstück 42 abgedeckt, das die zwischen den Teilen 30 und 36 vorhandenen Unebenheiten ausgleicht und eine weitere zusätzliche Abdichtung des Teilstückes 30 gegenüber dem Gehäuseinnern schafft.

Dieses Abdeckstück ist aus elektrisch leitendem Kunststoff, beispielsweise mit Graphit angereichertem Kunststoff, gebildet und wird, nachdem das betreffende Gehäuseteil gespritzt ist, in dasselbe eingesetzt und an die Stirnwand angepreßt. Die dadurch geschaffene Abdichtung läßt sich noch dadurch verbessern, daß das Abdeckstück mit seinem Umfang am Innenumfang des Gehäuseteils verschweißt ist. Es ist aber auch denkbar, an Stelle eines Kunststoffsockels lediglich ein Abdeckstück dem Anschlußstück zuzuordnen, das dann zusammen mit dem Anschlußstück in das Spritzwerkzeug eingesetzt und von Kunststoff umspritzt wird.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Gehäuse für eine Kleinzelle eines galvanischen Elements aus einem elektrisch nichtleitenden Kunststoff mit einem Gehäuseunterteil und einem damit gasdicht verbundenen Gehäuseoberteil, die an ihren Stirnwänden je ein nach innen teilweise freiliegendes und von außen her zugängliches Anschlußstück haben, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschlußstücke (26, 28) plattenartig ausgebildet sind und je einen einstückigen Kontaktfinger (34) haben, der in einem Kanal des betreffenden Gehäuseteils (10,12) abgedichtet angeordnet ist und über diesen Gehäuseteil (10,12) hinausragt.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktfinger (34) der Anschlußstücke (26, 28) in dem Gehäusekanal mindestens teilweise, beispielsweise durch sich kreuzende Kerben gebildete Vorsprünge aufweist.

3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (26, 28) ein kreisabschnittförmig ausgebildetes Teilstück (30) aufweist und der Kontaktfinger (34) vom mittleren Teil der Abschnittsstirnfläche (32) etwa senkrecht ausgeht.

4. Gehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnittsstirnfläche (32) des in der Gehäusestirnwand angeordneten Teilstückes (30) mindestens in dem neben dem Kontaktfinger (34) liegenden Bereich, vorzugsweise jedoch vollständig, durch eine Kunststoffschicht (36) abgedeckt ist, die mindestens teilweise den Kontaktfinger (34) umgibt.

5. Gehäuse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10,12) innen einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und das vom Gehäuseinnern zugängliche freiliegende Teilstück (30) halbkreisförmig ist und sein Radius dem Radius des kreisförmigen Querschnitts annähernd gleich ist.

6. Gehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite der Gehäusestirnwand dem halbkreisförmigen Teilstück (30) des Anschlußstückes die Kunststoffschicht (36) als tin ebensolcher Sockel im Gehäuse zugeordnet ist, in die der Kontaktfinger (34) eingebettet ist.

7. Gehäuse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilstück (30) des Anschlußstückes und gegebenenfalls die Kunststoffschicht (36) von einem elektrisch leitenden, den kreisförmigen Gehäusequerschnitt aufweisenden Abdeckstück (42) überfangen sind, das mit dem Teilstück (30) in Kontakt steht und die zwischen

dem letzteren und der Kunststoffschicht (36) vorhandenen Unebenheiten ausgleicht.

8. Gehäuse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckstück (42) gegenüber dem Gehäuse am inneren Umfang abgedichtet bzw. mit ihm durch Schweißen verbunden ist.

9. Gehäuse nach einem der mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Mantel mindestens eines Gehäuseteils (10) ein einstückiger Halter (22) angeordnet ist.

10. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10,12) vorzugsweise am Halter (22) einen Durchbruch (24) hat, der nach Aktivieren des Elementes, vorzugsweise durch Verschweißen, verschließbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen