DE1809601C - Rundes galvanisches Primärelement mit einer metallischen Losungselektrode in Rohrform, die von einer Kunststoffumhul lung umgeben ist, sowie Verfahren zu sei ner Herstellung - Google Patents

Description

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Primärelemente mit einer metallischen Lösungs- Federung wie auch aus Materialersparnisgründen als

elektrode in Rührform, die von einer Kunststoff- günstig erwiesen, den Abgriff als beidseitig hoch-

umhüllung umgeben sind, sind in den verschie- · gezogene federnde Lamelle im Boden des Kunststoff-

densten Ausführungsformen bekanntgeworden, wo- bechers anzuordnen.

bei üblicherweise die meist aus Zink bestehende 5 Damit das Einführen des Metallrohres in die

Elektrode als Becher ausgebildet ist, während die Kunststoffhülle erleichtert wird, ist das Rohr nach

Kunststoffumhüllung oftmals im Verbund mit ande- innen angebördelt. Das Metallrohr besteht vorzugs-

ren Wandmaterialien, für die Aufgabe vorgesehen ist, weise aus einem gewickelten Metallband, das durch

den Austritt von Flüssigkeit durch die Wand der Punkt-, Schritt- oder Vollschweißung ^u einem

Becherelektrode wirksam zu verhindern. io mechanisch stabilen Rohr zusammengefügt ist.

Bei den bisher vorgeschlagenen Ausführungs- Während die Kunststoffumhüüung üblicherweise formen sind Nachteile zu verzeichnen, die b'sher aus miteinande. verbundenen Becher und Deckel noch nicht beseitigt werden konnten. So wird bei sehr besteht, kann es aus fertigungstechnischen Gründen vielen Becherelektroden der meist sogar verstärkt aus- angebracht sein, den den metallischen Abgriff entgebildete Boden elektrochemisch nicht genutzt. Wei- 15 haltenden Boden für sich herzustellen und ihn erst terhin sind viele bekannte Ausführungsformen trotz anschließend mit einer Kunststoffhülse zu einem zahlreicher Vorsichtsmaßnahmen, die die Zahl der Becher zu vereinen. Vorzugsweise besteht deshalb die Einzelteile beträchtlich erhöhen, nicht in jedem Falle Kunststoffumhüllung aus miteinander verschweißtem a- laufsicher. Boden, Hülse und Deckel.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1012 347 sind 20 Elemente der erfindungsgemäßen Art weisen als runde Primärelemente bekanntgeworden, deren Gegenelektrode zur Rohrelektrode sogenannte Debecherförmige Elektroden vr-n einer elektrisch leiten- polarisatormassen auf, die als Stromableiter fast den Kunststoffschicht umgeben sind. immer einen Kohlestift aufweisen. Dieser dient der

In der deutschen Patentschrift 7/9 042 wie auch in Stromableitung, weshalb der Deckel der Kunststoff-

den französischen Patentschriften 584 343 und 25 umhüllung fest an einer sogenannten Kohlekappe, die

847 572 wurden Primärelemente beschrieben, die mit das obere Ende des Kohlestiftes umfaßt, anliegt, um

Kunststoff überzogene und mit einem Kunststoff- das Auslaufen von Elektrolyt mit Sicherheit zu ver-

boden versehene Metallrohre als I.ösungselektroden hindern. In einer Ausführungsform wird die aus elek-

aufweisen. trisch leitendem Material hergestellte Kohlekappe in

Weiterhin hat der Anmtider d-n Vorschlag ver- 30 den Kunststoffdeckel eingelassen, was z. B. durch

öffentlicht, bei BecherelektroJen, deren Boden nach Umspritzen der Kohlekappe mit dem vorgesehenen

außen hin durch eine elektrisch iSv iierende Kunst- Kunststoff geschehen kann. Einfacher ist es jedoch,

Stoffschicht abgedeckt ist, den elektrischen Abgriff die Kappe beispielsweise durch eine Wärmebehand-

vermittels eines die Kunststoffschicht durchgreifen- lung oder durch Kleben an der vorgesehenen Stelle

den metallischen Niets zu verwirklichen. 35 des Kunststoffdeckelteils zu befestigen.

Dabei ist es nicht einfach, ständig einen guten elek- In einer bevorzugten Ausfüh ungsform ist der trischen Kontakt aufrechtzuerhalten; dieses Problem Deckelrand mit einem an der oberen Becherkanie antritt auch an der Depolarisatorelektrode auf. liegenden Innenring versehen, dtr auf der Oberkante

Es stellte sich daher die Aufgabe, ein rundes Pri- des Elektrodenrohres aufliegt. Man kann auch glatt märelement aufzufinden, das ganz von einer Kunst- 40 aufliegende Deckelteile fest mit der Kunststoffumhülstoffumhüllung umgeben ist und eine verbesserte lung verbinde:., insbesondere dann, wenn diese Verelektrische Kontaktierung aufweist. bindung vermittels Ultraschall-Schweißung vor-

Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß beim genommen werden soll.

erfindungsgemäßen runden Primärelement mit einer Das erfindungsgemäße Primärelement weist den metallischen Lösungselektrode in Rohrform, die von 45 großen Vorteil auf, daß es absolut auslaufsicher ist einer Kunststoffumhüllung umgeben ist, die im und deshalb auch in teuren Geräten Verwendung Boden einen Kontakt für die Stromabnahme enthält, finden kann, bei denen austretender Elektrolyt die Kunststoffumhüllung in an sich bekannter Weise großen Schaden verursachen würde. Das Element ist flüssigkeitsdicht mit einem die Stromleiterkappe test billig herzustellen, wobei besonders darauf hinumschließenden, elektrisch isolierenden Deckel ver- 50 gewiesen werden soll, daß der bei üblichen Ausfühbunden ist und daß in den Kunststoffbecherboden ein rungen vorhandene Elektrodenboden wegfällt und im das Elektrodenrohr federnd von außen umfassender Gegensatz zu den bisher bekannten Konstruktionen Kontaktabgriff eingelassen ist. zahlreiche Einzelteile eingespart werden. Das EIe-

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, den ment kann in großen Serien in kontinuierlichen Vermetallischen Abgriff federnd auszubilden, damit er 55 fahren auf einfache Weise hergestellt werden und am unteren Teil des Mctallrohrs fest anliegt. Als kann wahlweise für verschiedene elektrochemische Material hat sich infolge der Preiswürdigkeit Stahl- Systeme verwendet werden. Die Erfindung hat für blech als geeignet erwiesen. Durch Vernickelung, ge- sämtliche Größen von runden Primärelcmenten große gebenenfalls mit anschließender Vergoldung, kann Bedeutung. Dies gilt vor allem für die Zink/Braunman die Korrosionsfestigkeit des Abgriffs wesentlich 60 stein-Elemente.

erhöhen. Für spezielle Ausführungen kann es günstig Zur eingehenderen Erläuterung der Erfindung gibt sein, den Abgriff aus Messing oder Weißblech her- es Zeichnungen, die den Gegenstand und das Verzustellen. Manchmal ist es angebracht, den Abgriff fahren /11 seiner Herstellung in schematischer Weise aus dem gleichen Metall zu fertigen, aus dem die wiedergeben. Die nicht maßstabsgerechte schema-Lösungselektrode besteht. 65 tische Fig. 1 gibt eine Ausführungsform der Erfin-

Während es ohne weiteres möglich ist, den elek- dung wieder. Die aus Deckelteil 4 und Becheir I be-

trischen Abgriff als Scheibe mit federnder Wandung stehende Kunststoffumhüllung umfaßt das eigentliche

einzusetzen, hat es sich aus Gründen einer elastischen Element, das das Metallrohr 2 enthält, welches über

den elektrischen Abgriff 3 mit der Außenseite des Kunststoffbodens in Verbindung steht. Der Deckel 4 drückt die Kappe 5 fest auf den Stromableiter 6, der wiederum eingebettet ist in die elektrochemisch aktive Masse der Gegenelektrode 9. Mit IO ist der Raum bezeichnet, der für die Aufnahme von Separation und Elektrolyt vorgesehen ist. Auf der Distanzscheibe 8 ist das Dichtungsmaterial 7 aufgebracht.

Während gemäß F i g. 1 die Kappe 5 durch den Deckel ' fest auf den Kohlestift aufgedrückt ist. zeigen die Fi g. 2 bis 5 andere Deckelieif-Ausführungen, von denen die gemäß F i g. 2 und 4 bevorzugt sind. Bei allen Ausführungsformen Ni die kappe Π bzw. 15 bzw. 19 bzw. 23 unmittelbar in den Kunslstoffdcckel 12 bzw. 16 bzw. 20 bzw. 24 eingelassen. Die Rohrelektroden sind mit 14 bzw. 18 bzw. 22 bzw. 26 bezeichnet. Während die in F i». 4 dargestellie Verbindung zwischen DockeU. \\ 20 und Becher 21 sich für die Massenienig-.nH? :·.;■.bietet, wird gemäß der Ausbildung des Dockeirandes nach pig. 2 sichergestellt, daß die Rohrelektrode 14 im Elemci-' einen festen Sitz hat und der Decke! besonders gu; mit der Umhüllung 13 verbunden ist.

Genniß Fig. 3 ist das Deckelteil !(· in den Kunst-Für die Ummantelung des Elementes muß ein Kunststoff ausgewählt werden, der dem Primärelement eine ausreichende Festigkeit verleiht. Bewährt haben sich unter anderem Polyolefine, Styrol- und Vim, lchlorid-Polymerisatc. Die Dicke von Dekkel- und Bodenbereich beträgt in Abhängigkeit vorn Kunststoff und der Größe des Rundelcmentes etwa 1 bis 2,5 mm. die Dicke des Mantels 0,5 bis 1 ram. Für die Herstellung der Primärelemente hat sich

ίο das Verfahren bewährt, daß ein Band aus dem Metall der Lösungselektrode durch Wickeln und Schweißen zu einem Rohr geformt wird, dieses nach dem verengenden Anbördein des einen Rohrrandes in einen Kunststoffbecher so weit eingeschoben wird, bis das

Metallrohr den am Becherboden eingelassenen elektrischen Abgriff federnd in Richtung auf die Becherwandung zurückdrückt, worauf in an sich bekannter Weise die Puppe in das Elektrodenrohr eingebracht und anschließend der mit ein.: Metallkappe ver- ^ehene Deckel aufgesetzt und mit dem Kunststot tbecher durch Schweißen, insbesondere Ultraschallcder Hochfrequenz-Schweißung, flüssigkeitsMcht verbunden wird.

Das auf einer Haspel befindliche Metallband wird

stoffb-viier 17 so weit eingeschoben. ,JaIi es auf der 25 auf einer Wickelmaschine, beispielsweise durch Spi-Rohrelektrode 18 aufliegt, h ! i f

nacn ! i g 5 wird der Beeil·-." 25 vom Deckelrand 24 teilweise urnkMii.

Die F ig· f> his 11 geben Einzelneren über die Komaktierungsmöglichkeiten /w ischen Rohrelektrode und elektrischem Abgriil wieder Wahrend gemäß Fig. 1 der elektrische Abgriff durch eine Rundscheibe 3 mit hochgewölbtem k;.nu bewerkstelligt wild, enthält der Boden des hlemeniieüos nach Fig. K eine in F i g. 9 in Aufsicht u-vei-ne Stromabnehmerlamelle 36. Nach den F i g. 6 bis'
untere Ende der Rohrelektrode angebördelt. um vor allem das Einschieben in die Kunsisioffumhüllun« zu erleichtern, zum anderen aber auch einen guten Kontakt zwischen Rohrelektrode und elektrischem Abgriff zu gewährleisten. Als besonders günstiii haben sich die Ausführungsformen gemäß F i g. 7 und R herausgestellt, da durch die Ausbildung des in die Kunststoff! ülle 31 bzw. 34 eingebetteten Abgriffs 30 bzw. 33 eine gut federnde Kontaktierung 36 mit dem Elektrodenrohr 32 bzw. 35 vorhanden ist.

In den Fig. 6, 10 und 11 sind ehe unten angebördelten Rohre mit 29 bzw. 40 bzw. 44. die Kontaktlamellen mit 27 bzw. 37 bzw. 42 und die Kunslstoffhüllen mit 28 bzw. 41 bzw. 43 bezeichnet. Die Konralwicklung, in ein unendliches Rohr umgeformt, wobei die Bandränder durch Schweißen miteinander verbunden werden. Nach dem Durchlaufen einer Ablängeinrichtung gelangt das die geforderte Länge aufweisende Rohr in eine Montagemaschine, die die in einer Kunststoffbecher-Spritzmaschine hergestellten Becher aufnimmt und festhält, das Rohr an einem Ende anbördelt und anschließend in den Becher so weit einschiebt, bis das Rohr fest auf dem Boden auf-

ist das 35 sitzt und ein guter elektrischer Kontakt zwischen unterem Rohrende und Abgriff hergestelL ist. Danach gelangt das Teil in eine weitere Montagemaschine, in der die fertigen Puppen in die Hülle eingeschoben werden.

Die Puppen werden in bekannter Weise für die Papierfutter-Auslührung durch einen Preßwickei- und einen Stiftmontage-Automaten jder für die klassiche Element-Ausführung durch eine Puppenpresse gefertigt und an die Montagemaschine weitergeleitet. Die Zugabe von Elektrolyt und das Verschließen des Elementes erfolgt in der üblichen Art, wobei das in einem Deekelspritzautomaten hergestellt-: Deckeltei! beispielsweise durch Kleben oder Schweißen, insbesondere durch Ijl'raschall-Schweißen flüssigkeils-

taktierung erfolgt bei den drei zuletzt genannten Aus- 50 dicl.l mit dem Kunststoffbecher verbunden wird,
führungsformen etwas ander:, als in Fig. IO mit 39 Falls als elektrolylaufnehmende, elektrisch isolie-

angedeutet ist, da der hochgeborene Feil des Ab- rende Separation eine lonenaustauschcrschichi oder griffs überwiegend in die Kunststofffüllung ein- eine andere Binde- und Quellmittel enthaltende

Schicht Verwendung finden soll, so wird man dies.: Schicht schon b''i der Herstellung der Rohrelektroden aufbringen. Beispielsweise kann man das Metallband dem Wickelverfahren auf seiner später intion-

gebeltet ist. Pfeil A unterhalb der Fig. 8 und Bezujisziffer 38 in Fig. 10 weisen auf eine durch die Innenwand des Bodens und durch die Kante des umsiebördelten Rohres gebildete Riimmit hin, die ui einer bevorzugten Ausführungsl'onu zumindest unmittelbar an der Rohrkantc mit härtendem Dichlmaterial, beispielsweise aus Bitumen oder einem aushärtenden Zweikomponcnten-KiinststolfklebL, angefüllt is!, um ein Entweichen von Flüssigkeit in den Bereich zwischen Kunststoffumhüllung und Rohrelektrode zu unterbinden und gleichzeitig das Rohr am Boden zu fixieren.

vor

liegenden Seite bcschichl n. Es ist .iber auch ohiuweiteres möglich, das Metallrohr nach dem Hai; Go schweißen oder nach dem Ablängen mit der Separa tionsschicht, beispielsweise durch Aufstreichen oder Aufspritzen zu versehen.

Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf Ruiulzellen beschränkt. So bietet sich der ahgeiängte. mit

Bei Verwendung w»i elektrisch leitendem Kunst- 65 Depolarisator und Kohlekappe versehene Stiau^tcl stoff für die Hülse sind diese Maßnahmen nicht er- dazu an, in Flachbatterien verwendet zu werden. Die

aus Kunststoff besiehende Ilachhülse enthält zwei bis zum Boden durchgezogene Stege. In die dadurch ge

forderlich, wenn man
aufschrumpft.

die Folie .r.if das Metallrohr

iildeten etwa gleich großen drei Innen räume werden lrei Rohrelektroden eingesetzt, oben über Litzen hinercinandcrgesehallcl und die Batterie nach Anbringen der Kontaktfeder!! verschlossen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Rundes galvanisches Primärelement mit einer metallischen Lösungselektrode in Rohrform, die von einer Kunststoffumhüllung umgeben ist, die im Boden einen Kontakt für die Stromabnahme enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoflumhüllung in an sich bekannter Weise flüssigkeitsdicht mit einem die Stromlcitcrkappc (S) fest umschließenden, elektrisch isolierenden Deckel (4) verbunden ist und daß in den Kunststoffbecherboden ein das Elektrodenrohr (2) federnd von außen umfassender Kontaktabgrifl (3) eingelassen ist. ao

2. Primärelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktabgriff als beidseitig federnde Lamelle (33) ausgebildet ist.

3. Primärelement nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Rand des Eleklrodenrohres nach innen angebördelt ist.

4. Primärelement nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstsloffumhüllung aus miteinander verschweißtem Boden, Hülse und Deckel besteht.

5. Primärelement nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dcckelrand mit einem an der oberen Becherkante anliegenden Innenring versehen ist, der auf der Oberkante des Elektrodcnrohres aufliegt.

6. Primärelement nach den Ansprüchen I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterkante des Hlcktrodcnrolires flüssigkeitsdicht an eine härtbare Dichtmasse grenzt.

7. Verfahren zum Herstellen des in den Ansprüchen 1 bis 3 beschriebenen Primärelementcs, dadurch gekennzeichnet, daß ein Band aus dem Metall der Lösungselektrode durch Wickeln und Schweißen zu einem Rohr geformt wird, dieses nach dem verengenden Anbördcln des einen Rohrrandes in einen Kunststoffbecher so weit eingeschoben wird, bis das Metallrohr den am Becherboden eingelassenen elektrischen Abgriff federnd in Richtung auf die Becherwandung zurückdrückt, worauf in an sich bekannter Weise die "uppc in das Elektrodenrohr eingebracht und anschließend der mit einer Metallkappe versehene Deckel aufgesetzt und mit dem Kunststoffbecher durch Schweißen, insbesondere Ultraschall- oder Hochfrequcnz-Schweißung flüssigkeitsdicht verbunden wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen