DE1920846B2 - Aktivierbare elektrochemische stromquelle mit einem in einen speicherbehaelter fuer den elektrolyten und in eine zellenkammer unterteilten gehaeuse - Google Patents

Description

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Gegenstand der Erfindung ist eine aktivierbare Kugel gegen den Ampullenkopf und zerstört diesen,

elektrochemische Stromquelle mit einem mittels einer so daß der Gasdruck in die Ampulle Eindringen und

flüssigkeitsdichten Trennwand in einen Speicherbe- dann auch den Boden der Ampulle zerstören kann,

halter für den Elektrolyten vor der Aktivierung und wonach die Elektrolytflüssigkeit unter der Wirkung

eine wenigstens eine elektrochemische Zelle enthal- 5 des Gasdruckes durch das Filter hindurch in die

tende Zellenkammer unterteiltem Gehäuse, wobei Zellenkammer gedruckt wird. Auch diese Anordnung

zum Zwecke der Aktivierung ein Teil der Wand des hat den Nachteil, daß der Durchflußquerschnitt für

Speicherbehälters mit Hilfe eines von einer Explosiv- den Elektrolyten in die Zellenkammer relativ klein

ladung angetriebenen Zerstörungskörpers zerstörbar und nicht vorhersehbar ist, weil die Glassplitter der

ist. Unter einer Batterie soll im Rahmen der Be- io Ampulle das Filter zumindest teilweise verstopfen.

Schreibung eine ^! aus mehreren Einzelzellen zusam- Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine schnell

mengebaute, verzögert aktivierbare und nach der. Ak- und vollständig aktivierbare elektrochemische Strom-

tivierung elektrischen Strom erzeugenden Anordnung quelle zu schaffen, die einfach aufgebaut und zuver-

veistanden werden^ unabhängig davon, ob die ein- lässig in ihrer Betriebsweise ist. ■

zelnen Zellen untereinander in Reihe oder parallel 15 Ausgehend von einer aktivierbaren elektrischen

geschaltet oder irgendwie zu Gruppen zusammenge- Stromquelle der aus der USA.-Patentschrift 3 239 385

faßt sind. Es ist'(Üblich; mehrere Einzelzellen ,zur bekannten Art, besteht die Erfindung darin, daß der

Bildung einer Batterie ^bereinanderzustapeln und in Zerstörungskörper vor der Aktivierung an der der

geeigneter Weise elektrisch untereinander zu ver- Trennwand abgewandten Seite der Zellenkammer

binden. 20 gehalten ist und beim Aktivieren durch einen die

Bei bekannten verzögert aktivierbaren elektroche- Zellenkammer durchsetzenden Kanal hindurch auf mischen Zellen wird vor der Aktivierung der Elek- den zerstörbaren Wandteil und durch diesen hintrolyt vielfach unter Druck in einem oder mehreren durch bis in den Elektrolytbehälter geschleudert wird. Behältern gespeichert und muß zur Aktivierung in Als Zerstörungskörper dient vorzugsweise eine den die als elektrochemisches Element wirksamen 25 Metallkugel, während der zerstörbare Wandteil Zellen enthaltenden Raum geleitet werden. Der durch eine Glasscheibe gebildet sein kann.
Elektrolyt kann beispielsweise in einer Glasampulle Gemäß einer bevorzugten Ausführungsforrh der gespeichert werden, die zerstört wird, oder er ist in Erfindung sitzt der Zerstörungskörper vor den Aktieinem mit einer Membran oder anderen Dichtung vierung mit Haft- oder Preßsitz in einer mit ihrer gegenüber der Zelle bzw. den Zellen abgeschlossenen 30 Achse auf den zerstörbaren 'Wandteil gerichteten Raum untergebracht, und zur Aktivierung der Zelle Bohrung, welche auf der dem Wandteil abgewandwird die Membran oder Dichtung zerstört oder ent- ten Seite in einen die Treibladung enthaltenden Raum fernt. So zeigt beispielsweise die USA.-Patentschrift mündet.

2 832 814 eine Zelle dieser Art, welche von Hand Zweckmäßig steht der Elektrolyt, beispielsweise aktivierbar ist, indem von außen her der Mantel des 35 flüssiges Ammoniak, im Speicherbehälter vor der Elcktrolytbchältcrs zerstörbai ist. Eine solche An- Aktivierung unter dem Druck eines Druckgasordnung ist kaum mittels einer Fernbedienungsvor- polsters.

richtung aktivierbar. Um eine Zelle durch einen Fern- Zur Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auslöser aktivieren zu können, ist es beispielsweise auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsaus der USA.-Patentschrift 3 239 385 bekannt, eine 40 beispiel Bezug genommen, welches eine erfindungs-Lanze oder ähnliches Element zu verwenden, welches gemäße Batterie im Schnitt zeigt,
von einer auf beliebige Weise zundbären»kleinen Ex- i Das Gehäuse besteht-aus einem Zylindermantel plosivladung angetrieben wird und dann die Wand 10, dessen Achse in der 2'eichnungsebene liegt und des Elektrolytbehälters durchstößt. Auch diese An- dessen Enden durch je eine Platte 11, bzw. 12 Verordnung hatisichijcd'oüli'ffls.imbefriedigfend erwiesen, 45 schlossen sind. Wenn im folgenden von einer oberen weil üblicherweise die Lanze in dem von ihr er- und einer unteren Platte, bzw. von einer rechten und zeugten Loch in der Trennwand steckenbleibt und linken Anschlußklemme die Rede ist, so beziehen damit den Durchfluß des Elektrolyten behindert. sich diese Bezeichnungen nur auf die zeichnerische Außerdem liegen jEcvJa de,r Lanze nach der Aktivie- Darstellung. Die Batterie selbst ist in jeder beliebirung innerhalb des'Gehäuses mit den elektrochemisch 50 gen Betriebslage eirtsatzfähig. In'' der untere'n ^;Platte wirksamen Zellen, so daß die Gefahr besteht, daß 12 sind die elektrischen Anschlußklemmen 36 und diese Teile der Lanze mit den Zellen in Berührung 37 befestigt, mit deren Hilfe die Elektroden der im kommen und einen Stromweg bilden, welcher Aus- Gehäuse befindlichen Batterie an einen beliebigen gleichströme zwischen^ den einzelnen Zellen fließen äußeren elektrischen Stromkreis anschließbar sind, läßt und damit die'Wirksamkeit der Batterie herab- 55 ,Durch eine flüssigkeitsdichte Trennwand 16 wird das setzt. ' Gehäuse in eine obere Kammer 14 und eine untere

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 020 392 ist Kammer 15 unterteilt. Die obere Kammer 14 bildet

eine aktivierbare Stromquelle bekannt, bei welcher den Speicherbehälter für den Elektrolyten vor der

der Elektrolyt vor der Aktivierung in einer Glas- Aktivierung.

ampulle gespeichert ist, deren Boden unter Zwi- 60 Die untere Kammer 15 enthält einen Stapel in schenschaltung eines Filters über ein Anschlußrohr Reihe geschalteter Zellen 18, welche um einen zenmit der die Zellen enthaltenden Batterie verbunden tralen Träger 20 herum angeordnet sind. Dieser liegt ist. An das die Glasampulle umschließende Gehäuse koaxial zum Zylindermantel 10 und erstreckt sich ist eine eine Treibladung enthaltende Kammer ange- über die gesamte Höhe der Zellenkammer 15. Der schlossen, welche einen auf den Ampullenkopf ge- 65 Träger 20 weist eine sich über seine gesamte Länge richteten Kanal aufweist. Sobald die Treibladung ge- von der Anschlußplatte 12 bis zur Trennwand 16 erzündet wird und einen genügend hohen Gasdruck streckende zentrale Bohrung 21 auf. Zahlreiche über erzeugt, schleudert dieser eine in dem Kanal liegende seinen Umfang verteilte und im Abstand längs der

Achse des Trägers 20 vorgesehene Löcher 22 im Mantel des Trägers ermöglichen nach der Aktivierung dem Elektrolyten den Zutritt von der Bohrung 21 in die einzelnen Zellen 18.

Die Trennwand 16 ist mit einem Mittelloch 24 versehen, welches durch eine zerstörbare Membran 25, beispielsweise eine Glasscheibe verschlossen ist, welche beim Aufschlagen eines harten Gegenstandes zerstört wird. Der Durchmesser des Loches 24 und der als zerstörbarer Wandteil der Trennwand dienenden Glasscheibe 25 entspricht etwa dem Innendurchmesser des Trägers 21. Das Loch 24 fluchtet mit der Bohrung 21 des Trägers 20. Bei Zerstörung der Scheibe 25 fließt der in der Kammer 14 befindliche Elektrolyt durch die Bohrung 21 und die Löeher 22 in die Zellen 18 und bewirkt die Aktivierung der Batterie. Gleichachsig mit der Bohrung 21 befindet sich in der Mitte der Platte 12 eine Bohrung 30, deren Durchmesser etwas kleiner ist, als der der Bohrung 21 des Trägers 20. Eine Kugel 31 ist mit Haft- oder Preßsitz in die Bohrung 30 eingesetzt. Sie besteht aus einem harten Material, beispielsweise rostfreiem Stahl. Der Durchmesser der Kugel 31 ist etwas größer als der der Bohrung 30, so daß der Schiebesitz ziemlich fest ist und die Kugel normalerweise, wenn sie nicht einer beträchtlichen Kraft ausgesetzt ist, in ihrer Lage gehalten ist. Die Kugel befindet sich direkt gegenüber dem zerstörbaren Wandteil 25 am anderen Ende der Bohrung 21. Unterhalb der Kugel 31, d. h. auf der dem zerstörbaren Wandteil 25 abgewandten Seite der Kugel, ist eine Treibladung 33 in Form einer kleinen Menge Explosivstoff in einer entsprechenden Ausnehmung der Platte 12 untergebracht. Diese Ausnehmung ist nach außen hin durch eine Kappe 34 verschlossen.

Die Anschlußplatte 12 trägt eine positive und eine negative Anschlußklemme 36 bzw. 37, wobei die Klemme 36 über eine Leitung mit der Oberseite des Zellenstapels 18 und die Klemme 37 mit der Unterseite des Zellenstapels 18 verbunden ist. Die Zellen 18 sind untereinander in Reihe geschaltet, so daß sich bei Aktivierung der Batterie zwischen den Klemmen 36 und 37 eine der Summenspannung der einzelnen Zellen 18 entsprechende Spannung einstellt, deren Höhe von der Anzahl der Zellen 18 des Stapels abhängt.

Die Treibladung 33 ist nach Art eines Aufschlagzünders ausgebildet, so daß durch einen mechanischen Stoß auf die Kappe 34 die Ladung zur Explosion gebracht wird. Es können auch andere Zündvorrichtungen für die Explosionsladung verwendet werden, beispielsweise eine elektrische, wie sie im USA.-Patent 3 239 385 beschrieben ist. Zweck verzögert aktivierbarer elektrochemischer Zellen ist es, eine Stromquelle zu schaffen, welche während der Lagerzeit vor der Aktivierung nicht wesentlich geschwächt wird. Eine Zelle dieser Art kann vor der Aktivierung für längere Zeiten ohne merkbare Verringerung ihrer späteren Leistungsfähigkeit aufbewahrt werden. Wird elektrischer Strom benötigt, so läßt sich die Batterie nahezu verzögerungsfrei aktivieren. Dies geschieht folgendermaßen: Trifft ein Schlagbolzen od. dgl. auf den mittleren Teil der Kappe 34 auf, so explodiert die Ladung 33. Dies hat zur Folge, daß sich hinter der Kugel 31 ein beträchtlicher Druck aufbaut, der sobald er eine genügende Höhe erreicht, die Kugel 31 aus der Bohrung 30 herausschleudert. Die Kugel fliegt durch die Bohrung 21, trifft auf die Glasscheibe 25 auf und zerstört diese. Die Geschwindigkeit, welche der Kugel 31 durch die Treibladung verliehen wird, ist so groß, daß die Kugel nach dem Zerstören der Glasplatte 25 weiterfliegt, bis in die Elektrolytkammer 14. Sie verläßt also die Durchflußöffnung 24 zwischen Elektrolytkammer 14 und Zellenkammer 15 und gibt diese völlig für den Durchfluß des Elektrolyten frei. Art und Aufbau der Zellen 18 sowie des Elektrolyten können unterschiedlich sein. So beschreibt beispielsweise die britische Patentschrift 1138 717 verzögert aktivierbare Zellen, bei denen als Elektrolyt flüssiges Ammoniak verwendet wird. In diesem Falle wird der Elektrolyt in der Speicherkammer 14 unter dem Druck eines inerten Gases, beispielsweise Argon, gespeichert. Sobald die Membran 25 unter dem Druck der Kugel 31 zerbirst, drückt der Gasdruck den Elektrolyten schnell in die Zellen 18.

Im beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Kugel 31 dazu benutzt, eine Glasscheibe zu zerstören. Statt dessen könnte sie auch die Wand eines Glasoder ähnlichen Behälters durchschlagen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Aktivierbare elektrochemische Stromquelle mit einem mittels einer flüssigkeitsdichten Trennwand in einen Speicherbehälter für den Elektrolyten vor der Aktivierung und eine wenigstens eine elektrochemische Zelle enthaltende Zellenkammer unterteiltem Gehäuse, wobei zum Zwecke der Aktivierung ein Teil der Wand des Speicherbehälters mit Hilfe eines von einer Explosivladung angetriebenen Zerstörungskörpers zerstörbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerstörungskörper (31) vor der Aktivierung an der der Trennwand (16) abgewandten Seite der Zellenkammer (15) gehalten ist und beim Aktivieren durch einen die Zellenkammer durchsetzenden Kanal (21) hindurch auf den zerstörbaren Wandteil (25) und durch diesen hindurch bis in den Elektrolytbehälter (14) geschleudert wird.

2. Stromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerstörungskörper (31) vor der Aktivierung mit Haft- oder Preßsitz in einer mit ihrer Achse auf den zerstörbaren Wandteil (25) gerichteten Bohrung (30) sitzt, welche auf der dem Wandteil abgewandten Seite in einen die Treibladung (33) enthaltenden Raum mündet.

3. Stromquelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt im Speicherbehälter (4) vor der Aktivierung unter dem Druck eines Druckgaspolsters steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen