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Positiv-Elektrode für galvanische Primärelemente Die Erfindung betrifft
eine Positiv-Elektrode für galvanische Primärelemente mit einem Depolarisator, der
auf der Elektrode in innigem Kontakt mit ihr angebracht ist und auf ihr durch eine
für den Elektrolyten durchlässige, auf die Depolarisationsmasse einen ständigen
von außen her allseitig auf die Elektrode hin einwirkenden Druck ausübende Umhüllung
festgehalten wird.
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Derartige Umhüllungen für die Positiv-Elektrode sind bekannt und dienen
dazu, in erster Linie die Depolarisationsmasse gegen Abbröckeln zu schützen. Ferner
wird mit ihnen beabsichtigt, eine feste Verbindung zwischen Elektrode und Depolarisator
zu erreichen, die auch lange Zeit wirksam bleibt. Dabei wird durch diese Hülle ein
von allen Seiten auf die Elektrode einwirkender Druck erzeugt, der auch für einen
möglichst geringen Übergangswiderstand zwischen Depolarisator und Elektrode sorgt.
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Bisher wurde zur Ausbildung der bekannten Umhüllungen die Depolarisationsmasse
der positiven Elektrode eines galvanischen Elements mit einem Stoff oder einem Papier
umwickelt, und diese Umwicklung wurde anschließend durch eine Garn-Umschnürung festgehalten,
wobei beide, der Stoff und das Garn, einen zur Elektrode hin wirksamen Druck auf
den Depolarisator ausüben, Wichtig ist dabei, daß der Stoff oder das Papier eine
genügende Durchlässigkeit aufweisen, um dem Elektrolyten einen möglichst guten Zugang
zum Depolarisator zu ermöglichen und so den Innenwiderstand des Primärelements klein
zu halten.
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Ein Nachteil derartiger bekannter Umhüllungen besteht darin, daß es
schwierig ist, auf diese Weise einen möglichst geringen Innenwiderstand des Elements
zu gewährleisten, und nachteilig ist ferner, daß die Herstellung solcher Umhüllungen
einen nicht unbeträchtlichen Aufwand erfordert, der die Herstellung verteuert, da
solche Umwicklungen und Umschnürungen meistens von Hand hergestellt werden müssen.
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Es ist daher bereits versucht worden, eine derartige Umhüllung zu
vermeiden, und zwar indem der Depolarisationsmasse ein Bindemittel zugesetzt wurde,
Das aber hat sich nicht bewährt, da hierbei der innere Widerstand des Elements durch
das im Strompfad liegende Bindemittel des Depolarisators vergrößert wurde.
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Es wurde auch bereits angestrebt, den Arbeitsaufwand für die Umwicklung
und Umschnürung des Depolarisators durch Anwendung von geeigneten Maschinen niedsig
zu halten, doch läßt sich insbesondere bei größeren Positiv-Elektroden Handarbeit
doch nicht vermeiden, wie die Praxis erwiesen hat.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Umhüllung zu schaffen,
bei der die geschilderten Nachteile vermieden sind und die sich vor allem auch maschinell
verarbeiten läßt.
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Selbstverständlich soll die neue Umhüllung auch derart ausgebildet
sein, daß ein möglichst niedriger innerer Widerstand des Elements erreicht wird.
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Gemäß der Erfindung wird als Umhüllung des Depolarisators ein schlauchartiges
Netzgeflecht verwendet, dessen einzelne Fäden aus einem thermoplastisch verformbaren,
in kalt ei Zustand elastischen, gegenüber dem Elektrolyten chemisch beständigen
Kunststoff bestehen, die an den Überkreuzungspunkten des Geflechts fest miteinander
verbunden sind, wobei der Sehlauch-Umfang in entspanntem Zustand kleiner als der
Umfang des jeweils zu bedeckenden Depolarisators und die Masahenweite des Netzgeflechts
so gewählt sind, daß bei gerade ausreichendem Schutz
gegen Ausbröckeln
der Depolarisationsmasse eine möglichst geringe Oberfläche des Depolarisators von
den Netzfäden abgedeckt wird.
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Derartige schlauchartige Netzgeflechte sind an sich bekannt, und da
die einzelnen Fäden an den Überkreuzungspunkten fest miteinander verbunden, insbesondere
verschweißt, sind, bildet ein solches Jetzaeflecht ein sehr elastisches strumpfartiges
Gebilde, das sich nach außeh dehnen und auf die Elektrode bzw.
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den Depolarisator aufschieben läßt. Infolge seiner Elastizität lenkt
sich dieses Geflecht dann, wenn die für das Aufbringen aufgewendete Dehnungskraft
nicht mehr einwirkt, straff an die Oberfläche des Depolarisators an und übt so den
erforderlichen, nach innen gerichteten Druck aus. Die aschengröße läßt sich dabei
ohne weiteres so wählen, daß damit die gewünschten Wirkungen erreicht werden. Eine
solche Umhüllung läßt sich bei Positiv-Elektroden mit rundem wie auch mit viereckigem
oder quadratischem #uerschnitt ohne weiteres anwenden, und das Aufziehen dieses
schlauchartigen oder strumpfartigen Netzgeflechts ist auf sehr einfache Weise sowohl
von Hand als auch maschinell durchführbar, Durch das vorgespannte schlauchartige
Netzgeflecht wird der innere Widerstand des Elements auch noch dadurch verbessert,
daß sich ein besonders niedriger Ubergangswiderstand zwischen Depolarisator und
Elektrode ergibt.
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Zweckmäßig ist es dabei, für die Fäden des Netzgeflechtes einen Kunststoff
auf Polyäthylen- oder Polypropylen-Basis zu verwenden.
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Bei einer zweckmäßigen VÄiterbildung der Erfindung wird ein Netzgeflecht
aus hochverstreckten Kunststoffäden benutzt, das durch eine färmebehandlung zum
Einschrumpfen gebracht werden kann, und eine solche Wärmebehandlung wird nach dem
Aufbringen des Netzschlauches auf den Depolarisator angewandt.
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Der auf den Depolarisator vom Netzgefkht ausgeübte Druck läßt sich
dadurch nach Belieben auf einen jeweils günstig erscheinenden Wert einstellen, daß
man den Schlauchumfang in entspanntem oder geschrumpftem Zustand kleiner als den
Umfang des zu bedeckenden Depolarisators wählt, Bei einem gegebenen Netzgeflecht
wird also der ständig wirksame Druck um so größer, je kleiner der SchlauchumCang
im Verhältnis zum Depolarisator-Umfang ist. Hierbei ist es naturgemäß erforderlich,
innerhalb gewisser Grenzen des Umfangsverhältnisses zu bleiben, die unterhalb der
Dehnungsgrenzwerte des Schlauchmaterials liegen, da andernfalls mit einer schädlichen
bleibenden Verformung des Netzgeflechtes infolge zu starker Dehnung beim Aufbringen
gerechnet werden muß. Verwendet man ein Material, das durch eine Wärmebehandlung
zum Einschrumpfen gebracht werden kann, so läßt sich damit entweder die Fabrikation
vereinfachen, indem beim Aufbringen des Schlauches auf diesen nur ein verhältnismäßig
geringer Dehnungsdruck ausgeübt werden muß, oder man kann gegebenenfalls durch Anwendung
einer solchen nachträglichen Schrumpfung den vom Netzgeflecht auf den Depolarisator
ausgeübten Druck noch erhöhen.
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Zweckmäßig ist es ferner, wenn das Netzgefiæht aus einer Vielzahl
parallel angeordneter Kunststoffäden besteht, die eine zweite Vielzahl paralleler
Kunststoffäden unter einem Winkel von ungefähr 600 auf derselben Seite überkreuzen,
mit denen sie an den Überkreuzungspunkten verschweißt sind. Vorteilhaft ist eine
solche Ausbildung des Netzgeflechtes deswegen, weil dabei dessen Herstellung vereinfacht
wird. Im allgemeinen muß man sonst bei der Herstellung eines schlauchartigen Netzgeflechtes
bekanntlich ein bestimmtes Wirkverfahren anwenden, bei dem die einzelnen Fäden einander
abwechselnd auf der einen bzw. anderen Seite überkreuzen, was die Anwendung entsprechender,
verhältnismäßig verwickelter Wirkmaschinen erfordert. Durch das Verschweißen der
Kunststoffäden an einer Seite der Überkreuzungspunkte ist ein solcher Wechsel nicht
mehr erforderlich, und die diesbezüglichen Maschinen lassen sich deshalb einfacher
gestaaten,
Es hat sich gezeigt, daß auf diese Weise eine Umhüllung
für den Depolarisator eines galvanischen Primärelements hergestellt werden kann,
die die eingangs geschilderte Schwierigkeit bei der Herstellung vermeidet, und die
sich für die Wirkungsweise des Primärelements zumindest als ebenso vorteilhaft und
sicher erwiesen hat wie die bisher üblichen Ausführungsformen derartiger Positiv-Elektroden.
Im allgemeinen haben sich Elektroden nach der Erfindung sogar als überlegen erwiesen.
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Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Herstellung und Anbringung
solcher Umhüllungen wesentlich schneller und billiger gestaltet werden kann, insbesondere
wenn der Netzschlauch mit entsprechend ausgebildeten Maschinen aufgebracht wird.
Ferner konnte festgestellt werden, daß galvanische Primärelemente, deren Depolarisatoren
gemäß der Erfindung mit einem Netz schlauch versehen wurden, hinsichtlich des Innenwiderstandes
mindestens die gleiche Güte aufwiesen wie die bisher benutzten Bauarten.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. 1 eine Positiv-Elektrode mit aufgebrachtem Netzschlauch, Fig,
2 Positiv-Elektrode und Netz schlauch vor dem Aufetreifen des letzteren, und Fig.
3 einen etwas vergrößrten Ausschnitt des Netzgeflechtes.
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Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Elektrode
mit 1 bezeichnet, und sie ist mit einem in diesem Beispiel zylindrischen Depolarisator
2 umhüllt, der durch ein schlauchartiges Netzgeflecht 3 auf der Elektrode 1 festgehalten
wird. Durch die dem Netzgeflecht inne wohnende Elastizität wird auf die lepolarisatormasse
ständig ein Druck ausgeübt, der gleichmäßig über die ganze Oberfläche des
Depolarisators
verteilt auf diesen einwirkt.
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Damit ein solcher gleichmäßiger Druck entsteht, wird bei der Herstellung
der Positiv-Elektrode das Netzgeflecht kleiner gewählt als der Depolarisator, und
Fig. 2 soll diese Verhältnisse andeuten. In dieser Figur ist die Elektrode 1 und
der Depolarisaor 2 im oberen Teil der Figur abgebrochen dargestellt, und unterhalb
desselben ist das Netzgeflecht 3 zu erkennen, das sich hier in seinem entspannten
Zustand befindet. Es weist also einen Schlauchumfang auf, der kleiner als der Umfang
des Depolarisators 2 ist, wie dies Fig. 2 andeutet. Um den Netzschlauch 3 aufbringen
zu können, muß er, beispielsweise durch mehrere von unten her in ihn eingeführte
Finger einer entsprechenden Vorrichtung so weit gedehnt werden, daß er sich auf
den Depolarisator 2 aufstreifen läßt.
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Werden dann die Finger entfernt, so liegt der Netzschlauch 3 unter
einem ständig ausgeübten Druck auf dem Depolarisator 2 auf, und das Ganze nimmt
das Aussehen von Figur 1 an. Daß das Netzgeflecht 3 im Falle der Fig. 2 entspannt,
im Falle der Fig. 1 jedoch gespannt ist, wird in der Zeichnung dadurch angedeutet,
daß der Überkreuzungswinkel der einzelnen Geflechtfäden in den beiden Figuren verschieden
groß ist, Fig. 3 läßt schließlich erkennen, welchen Aufbau ein geeignetes Netzgeflecht
aufweisen kann, und man erkennt, daß es aus einer Vielzahl von parallelen Fäden
4 besteht, die von links unten nach rechts oben verlaufen, sowie aus einerweiteen
Vielzahl von Fäden 5, die von links oben nach rechts unten gerichtet sind. Fig.
3 läßt auch erkennen, daß die Fäden 4 sich oberhalb der Fäden 5 befinden, und durch
diese Anordnung unterscheidet sich dieses Netzgeflecht von den sonst üblichen Geflechten,
bei denen sich der einzelne Faden um die ihn kreuzenden Fäden teils oberhalb, teils
unterhalb herum schlingt.
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An den Überkreuzungspunkten sind die Fäden 4, 5 miteinander fest verbunden,
und dadurch, wie auch durch Verwendung von monofilen, nicht gezwirnten Fäden, wird
eine besonders gute Elastizität des Schlauchgewebes erreicht.