DE2012562C3 - Verfahren zum Herstellen galvanischer Elemente mit einem nach außen abdichtenden Gehäuse aus einem becherartigen Behälter und einem Deckel aus thermoplastischem Material - Google Patents
Verfahren zum Herstellen galvanischer Elemente mit einem nach außen abdichtenden Gehäuse aus einem becherartigen Behälter und einem Deckel aus thermoplastischem MaterialInfo
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Description
Ausführungsform der Erfindung der durch den Deckel geführte Polenschluß relativ zu dem ihm zugeordneten
federelastischen Stromableiter der pastenformigen mittig angeordneten Elektrode bewegt, aber
mit diesem in Verbindung gehalten wird, während nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung
der durch den Deckel geführte Polanschluß zusammen mit dem mit ihm starr verbundenen Stromableiter,
der mittig in die pastenförmige Elektrode ragt, bewegt wird.
Gemäß der Erfindung wird zum Verschließen des Gehäuses galvanischer Elemente das an sich bekannte
Spinschweißverfahren verwendet, wobei die Verbindung zwischen den Polanschlüssen und den
zugehörigen, in der Elektrode angeordneten Stromableitern sichergestellt ist. Dies wird dadurch erreicht,
daß man die Elektrode, wie aus der französischen Patentschrift 1211800 bekannt, pastenförmig
ausbildet, so daß der in diese Elektrode hineinragende Stromableiter durch die beim Spinschweißen
erforderlichen relativen Bewegungen zwischen den Gehäuseteilen nicht gelöst bzw. sein
Kontakt zu der Elektrode nicht beeinträchtigt wird.
Durch die Erfindung ist es möglich, einfach und preiswert galvanische Elemente mit lecksicherem
Gehäuse aus Kunststoff herzustellen, wobei keine Teile des galvanischen Elements und der Anschlußstücke
beschädigt oder zerstört werden können.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispielc erfindungsgemäß hergestellter galvanischer Elemente
mit dichtgekapseltem Gehäuse aus Kunststoff dargestellt, und zwar zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch die eine Ausführungsform
des galvanischen Elements und
F i g. 2 einen Längsschnitt durch die andere Ausführungsform
des galvanischen Elements, bei dem der in die pastenförmige Elektrode hineinragende
Stromableiter gegenüber der Ausführungsform aus Fig. 1 abgewandelt ist.
Gemäß F i g. 1 besitzt ein Element 20 ein zur Aufnahme der Bestandteile des Elements bestimmtes,
aus Kunststoff bestehendes zylindcrförmiges Gehäuse 21. Der Boden und die Innenseite des Gehäuses 21
ist mit einem positiven Stromsammler 23 ausgekleidet,
an den durch Punktschweißung ein elektrischer Anschluß 24 befestigt ist, der aogedichtet im Boden
des Behälters 21 sitzt Bei dieser Ausführungsform des Elements ist die positive Elektrode 26 eine im
Gehäuse untergebrachte Packung, die im Kontakt mit dem positiven Stromsammler 23 steht.
Die positive Elektrode 26 wird durch einen Scheider 27 von der negativen Elektrode 28 getrennt gehalten.
Die beiden Elektroden 26 und 28 und der Scheider 27 wc/den von Elektrolyt durchdrungen,
welcher in der Zeichnung nicht gesondert dargestellt ist. Innerhalb der negativen Elektrode 28 befindet
sicli ein weiterer Stromsammler in Form einer
Schraubenfeder 30, welcher in Kontakt mit einer Kontaktplatte 31 steht, die wiederum an einen negativen
Anschluß 33 durch Punktschweißung angeschlossen ist. Der negative Anschluß 33 ist dichtend
in den aus Kunststoff bestehenden Deckel 35 des Elements eingebaut. Eine aus Metall bestehende
Haube 39 überdeckt den Anschluß 33 und bildet den Kontaktanschluß zum Anschließen eines äußeren
Stromkreises.
Die im aus Kunststoff bestehenden Gehäuse iintp.foebrachtcn Bestandteile des Elements sind nach
außen dadurch abgedichtet, daß man den Deckel 35 am Behälter 21 durch Druck- oder Spinschweißung
befestigt. Der Deckel ist so ausgebildet, daß er vor dem Schweißvorgang mit Preßsitz in das offene Ende
des Behälters einschnappt, wobei der Deckel einen umlaufenden Flansch 38 aufweist, der sich auf die
Oberkante des Behälters auflegt, während der in den Behälter hineinragende untere Teil des Deckels gegen
die Innenwand des Behälters 21 gepreßt wird. Durch
ία diese besondere Ausbildung des Deckels, der einen
Preßsitz zum Behälter herstellt, erreicht man eine gute Ausrichtung zwischen Deckel und Behälter für
den Druck- oder Spinschweißvorgang. Ein anderer Vorteil dieses dichten Preßsitzes besteht darin, daß
das Element, nachdem der Deckel einmal in seine Schließstellung in den Behälter eingesetzt worden
ist, ein dichter Behälter ist und daß keine atmosphärischen Verunreinigungen die Bestandteile des
Elements erreichen können.
Vorzugsweise wird der Deckel geeenüber dem feststehenden
Behalter 21 schne'l gedreht, ^o daß die
durch das Aufeinanderreiben -· η Deckel und Behälter entstehende Wärme ein Schmelzen und Verschweißen
des Kunststoffs im Kontaktbereich bewirkt. Dadurch wird eine Stumpfschweißnaht zwischen
der Unterseite der Schulter 38 und der Oberkante des Behälters 21 und gleichzeitig eine radiale
Schweißung zwischen dem unteren Deckeltcil und der Innenwand des Behälters erzeugt. Eine Ver-
schweißung findet also in dem Kontaktbereich 34 und 37 zwischen Deckel 35 und Behälter 21 statt.
Wegen der in der Zeichnung dargestellten bevorzugten
Ausführungsform des Deckels 35 erreicht man eine maximale Schweißfläche im Bereich verschiedcner
Flächen, wodurch eine kombinierte radiale und Stumpfschweißung erzeugt wird, die sehr
fest und dauerhaft ist und die bei Versuchen Drücken widerstanden hat, die groß genug sind, um den
Behälter 21 zu verformen. Obwohl große Mengen Reibungswärme in den Schweißbereichen erzeug!
werden, wird diese Wärme oder Hitze nicht auf die wärmeempfindlichen Bestandteile übertragen, weil
Kunststoff eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit besitzt.
Dies ist ein erwünschter Vorteil für das crfindlingsgemäße Verfahren zum Abdichten galvanischer
Elemente.
Es ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung,
den Deckel 35 durch Spinschweißung am Behälter 21 zu befestigen, während elektrischer Kontakt zwischen
dem negativen Anschluß 33 und dem negativen Stromsammler 30 aufrechterhalten wird. Dies erreicht
man dadurch, daß zu allen Zeiten d>_s Spinsdiweißvorgangs
die Kontaklplattc 31 in Drehkontakt mit den elastischen Stromsammler 30 gehalten
wird. Wie wichtig dieser Drel'konlakt is', versteht
πι.in ohne weiteres, wenn man das beim Spinschweißen
eines Deckels an einen zylindrischen Behälter vorhandene Problem unter dem Gesichtspunkt
betrachtet, daß der inhalt des Behälters an einen Teil des Deckels während des Spinschweißens elektrisch
angeschlossen werden muß und doch nicht durch die Rotationsbewegung des Deckels gestört
werden darf. Wenn am Ende des Spinschwcißvorgangs eine gute innere elektrische Verbindung zwi-
sehen dem negativen Anschluß 33 und der negativen Elektrode 28 nicht erreicht worden ist, kann das Element
unter Umständen nicht das richtige Potential besitzen und sogar ganz ausfallen.
Ein Entlüften oder Entweichen von im Element
entwickelten Gasen wird durch Entlüftungsbohrungen 36 und einen Entlüftungsdichlring 32 erzielt.
Wenn das Gehäuse aus Polypropylen hergestellt ist, kann man auf die Entlüftungsbohrungen und den
Entlüftungsdichtring ganz verzichten, weil bei diesem Material die Gase durch die Behälterwand hindurch
entweichen können.
Die Erfindung ist grundsätzlich nicht an bestimmte Materialien für die verschiedenen Bestandteile gebunden.
Die Erfindung kann daher sowohl für alkalische als auch für Lcclanche-Elcmente, die primär
oder sekundär sein können, verwendet werden.
Die Erfindung ist aber nicht auf alkalische und Leclanche-Elemente beschränkt, das heißt, das erfindungsgemäß
abgedichtete Gehäuse kann jegliche Art von Bestandteilen und Materialien aufnehmen. So
können die Bestandteile gemäß der vorliegenden Erfindung beispielsweise zahlreiche Elektrodenmaterialien
wie Mangandioxid, Zink, Silber, Nickel, Cadmium, Blei und Quecksilber aufweisen. Es ist
vorzuziehen, daß der Behälter 21 zylindcrförmig ist,
weil diese Form für die Spinschwcißung am zweckmüßigsten ist. Die Erfindung kann jedoch auch für
nichtzylindrischc Elemente verwendet werden, bei denen ein nichtzylindrischer Deckel durch Spinschwcißung
an einem nichtzylindrischen Behälter befestigt werden soll, wenn man eine Spinschweißmaschinc
verwendet, die angehalten werden kann, wenn sich der Deckel in richtiger Ausrichtung gegenüber
dem Behälter befindet.
Beim in F i g. 2 dargestellten abgewandelten Ausführungsbeispiel eines abgedichteten Elements mit
einem aus Kunststoff bestehenden Behälter ist dies Element 43 in einem aus Kunststoff bestehenden
zylindcrförmigcn Behälter 45 untergebracht, wobei
sich am Boden und den Innenwänden des Behälters 45 ein positiver Stromsammler 46 befindet. In den
Boden des Behälters 45 ist ein Anschluß 48 dichtend eingesetzt und über Punktschwcißung mit dem
positiven Stromsammler 46 verbunden. Ein Scheider 49 trennt die positive Elektrode 50 und den positiven
Stromsammler 46 von der negativen Elektrode 51. Ein Elektrolyt durchdringt die beiden Elektroden
und den Scheider, ist jedoch in der Zeichnung nicht näher dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform besitzt der aus Kunststoff bestehende Deckel 44 im wesentlichen dieselbe
Form wie beim oben besprochenen Ausführungsbeispiel und wird nm Behälter 45 durch Spinschweißung
derart befestigt, daß in den Kontaktbereichen 41 und 42 eine kombinierte Stumpf- und
Radialschweißung entsteht. In den Deckel 44 ist unter einer Haube 55 ein elektrischer Anschluß 54
dichtend eingesetzt, wobei die Haube 55 am Deckel befestigt ist und als Anschluß zu einem außenliegenden
Stromkreis od. dgl. dient. Außerdem ist ein Entlüftungsdichtring 56 über um den Anschluß 54
herum angeordneten Entlüftungsöffnung 57 angeordnet, so daß im Element entwickelte Gase nach außen
entweichen können.
Wie beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1, können auch im vorliegenden Falle die Entlüftungsöffnungen und der Entlüftungsdichtring weggelassen
werden, wenn man das Gehäuse aus Polypropylen herstellt.
An den Anschluß 54 ist beispielsweise durch Punktschwcißung ein negativer Stromsammler 59 angeschlossen,
der in die negative Elektrode 51 hineinragt. Wie sich aus der Zeichnung ergibt, besteht kein
Drehkontakt zwischen dem negativen Anschluß 54 und dem negativen Stromsammler 59. Vielmehr wird
der Stromsammler 59 sich mit dem Deckel während des Spinschweißvorgangs, der durch Drehen des
Deckels gegenüber dem Behälter hervorgerufen wird, drehen. Der negative Stromsammler 59 dreht sich
innerhalb der negativen Elektrode 51, ohne dieselbe
ίο 7u beschädigen oder zu zerstören. Dies ist deshalb
möglich, weil die bei diesem Element vorgesehene negative Elektrode 51 ein Gel mit verhältnismäßig
geringer Viskosität wie beispielsweise Zinkgel oder Zinksalz ist, das wegen seiner weichen, pastenförmigen
Eigenschaft in der Lage ist, eine Stange, beispielsweise wie der negative Stromsammler, in sich
aufzunehmen und drehen zu lassen. Wenn man die negative Elektrode aus einer viskoseren Substanz herstellen
würde, wäre eine Anordnung wie in Fig. 1 mit einem Drehkontakt zwischen dem negativen Anschluß
und dem negativen Stromsammler notwendig. Die Anschlüsse für die Elektroden werden bei
beiden in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in den aus Kunststoff bestehenden Deckel
und den aus Kunststoff bestehenden Behälter dichtend eingesetzt, bevor die Bestandteile des Elements
in den Bchäucr eingebracht werden, um zu verhindern, daß sich ein aus Elektrolyt bestehender Film
zwischen den Anschlüssen und dem Kunststoff des Behälters bzw. Deckels bildet. Wenn sich ein aus
Elektrolyt bestehender Film zwischen dem Anschluß und dem Kunststoff des Behälters oder Deckels bildet,
was der Fall wäre, wenn die Anschlüsse erst nach dem Zusammensetzen des Elements eingesetzt wer-
den würden, so läge ein Leckpfad vor, so daß um beide Anschlüsse herum Elektrolyt aus dem Behälter
ansenken könnte. In der Praxis werden die Anschlüsse
in öffnungen im Deckel und Behälter mit Preßsitz eingedrückt, um eine richtige Dichtung zu
erzielen.
Der Behälter besteht vorzugsweise aus Polypropylen,
obwohl auch andere Materialien wie Polyäthylen, Nylon, Styrenpolymere wie ABS und Vinylpolyemere
wie Polyvinylchlorid verwendet werden können. Gewohnlich verwendet man denselben Kunststoff für
den Behälter und den Deckel, obwohl man auch unterschiedliche Materialien, deren Schmelzpunkt
innerhalb eines eng umrissenen gemeinsamen Bereichs liegt, ebenso für befriedigende Ergebnisse ver-
wenden kann.
Vorzugsweise besitzt der aus Polypropylen bestehende Behälter eine Wandstärke von etwa
0,76 mm und besitzt die Eigenschaft, daß durch ihn Gase entweichen können. Dies ergibt sich durch
die Tatsache, daß beim Überschreiten eines Gasdrucks von etwa 14 kg/cm2 eine in einem Polypropylengehäuse
untergebrachten Elements die Spannungsausrichtung oder die Spannung bzw. Dehnung
des Polypropylens so groß wird, daß das Gas schnell durch die Wände des Behälters entweichen kann.
Obwohl Gas entweichen kann, ist es nicht möglich, daß Elektrolyt durch die Wände hindurchtritt, so
daß, nachdem der innere Druck abgebaut worden ist, der aus Polypropylen bestehende Behälter zwar
etwas verformt sein wird, er jedoch nach wie vor als Gehäuse dienen kann, aus dem kein Elektrolyt ausleckt.
Das automatische Entlüften von Gasen durch aus Polypropylen bestehende Behälterwände ist ein
offensichtlicher Vorteil für ehe Verwendung du-scs
Materials und ermöglicht es, w.c bereits oben gesatt.
besondere Entlüiiungsöffnungcn wegzulassen
Im nachfolgenden Beispiel w.rd die in Fg .dar
gestellte Ausführungsform besprochen, d.t di d
Spinschweißung gemäß der Erfindung
^5
KunststofTmaterial
können. Die für mc
Maschine wird nur in gu.i.v... »-·*— ,
weil diese Maschine für die vorhegende Erfindung
nicht wichtig ist.
Ein ms Polypropylen bestehender Behälter 45
gemäß Fig 2 SL? mit einem aus tie gezogenen, ao SahΓ bestehenden positiven Stromsammler-46 ausgekleidet.
Ein übliches Gemisch aus Manganchox.d
Bindemittel und Graphit wurde als pos.t>vc EIcMrc.de
50 um den positiven Stromsammler lcTurn fesge
stampft oder sonstwie fest angeordnet und e^ wurde
ein Scheider 49 aus nichtgewebtem Nylon ir
Fig. 2 dargestellten Weise angebracht Emc
. ' °_ ... „;„p<: iih ichen Gels aus
negative Elektrode 51 in den mnerhalb des
daß der Stromsammler in dem die negative Ele
bildenden Gel eingebettet wurde.
luft betätigten Klemmvorri
Stellung und zentriert gegenüber der Treibfläche der Maschine gehalten. Die motorgetriebene Treibfläehe
wurde dann bis zur Berührung mit dem aus Kunststoff bestehenden Deckel 44 abgesenkt und mit einer
Drehzahl von .1450 UpM gedreht. Erfolgreiche Schweifungen wurden bei Drehgeschwindigkeiten
von 2000 "bis 6000 ΓρΜ erzielt, "jedoch ist" dieser Dreh/ahlbereich nicht unbedingt kritisch. Die von
der Treibfläehe gegen den Deckel des Gehäuses ausgeübte senkrechte Knift betrug etwa 45 kg und der
Schweißvorgang dauerte etwa 0.5 see. Durch einen elektronischen Timer bzw. ein elektronisches Zeitsteuerelemcnt
wurde erreicht, daß die Treibfläche, nachdem die Schweißung durchgeführt worden ist.
vom Deckel gelöst wird. Durch eine Druckuntersuchung wurde festgestellt, daß die radiale Schweißnaht
oder Sclnvcißung bei einem Druck von etwa !4kg'cm-. bei dem eine Druckbeanspruchungsorienticrung
im Behälter stattfindet, nicht beschädigt ι oder zerstört wird.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Erläuterungen
und Beispiele beschränkt. Beispielsweise können die Bestandteile der in den beiden Zeichnungsfiguren
dargestellten Elemente direkt in dem aus thermoplastischem Material bestehenden Behälter
aufgebaut werden. Da die meisten Elemente aus Metall bestehende Behälter oder Gehäuse besitzen,
die sowohl als Elektroden oder Stromsammler als auch als Gehäuse dienen, ist es auch möglich, ein
derart zusammengebautes Element in einem thermoplastischen Behälter gemäß der vorliegenden Erfindung
unterzubringen, um ein isoliertes und im wesentlichen lecksichercs Element zu schaffen. Durch
Anwendung der Giundgcdanken der Erfindung wird ein aus thermoplastischem Material bestehender Behälter
durch Spinschweißung abgedichtet, wobei ein Drehkontakt zwischen einem !,.ctallischcn Kontaktclement,
das durch den aus thermoplastischem Material bestehenden Deckel hindurchragt, und cineir
, Anschluß des zusammengesetzten Elements auf rechterhaltcn wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
409 685/3
Claims (2)
1. Verfahren zum Herstellen galvanischer EIe- aufgelöst werden daß der Elektrolyt durch die Gemente
mit einem nach außen abdichtenden Ge- 5 häusewand durchbricht. „„,„„„
häuse, das aus einem becherartigen Behälter aus Es wurden zahlreiche Versuche unternommen,
thermoplastischem Material und einem durch um das Auslecken von Elektrolyt aus galvanischen
Wärmeeinwirkung an diesem befestigten Deckel Elementen zu verhindern. Dabei wurden zahlreiche
aus thermoplastischem Material besteht und zwei Vorschläge zum Verbessern der Abdichtung des GeElektroden
einander entgegengesetzter Polarität, w häuses gemacht. So hat man beispielsweise eine aus
einen zwischen diesen beiden befindlichen Schei- EpoxykunststofT auf Metall bestehende Dichtung,
der und einen Elektrolyten enthält, wobei durch eine aus einer Verbindung zwischen Keramik und
den Behälter und den Deckel jeweils ein mit einer Metall bestehende Dichtung oder eine aus einem
der beiden Elektroden verbundener Polanschluß zwischen dem Gehäuse und dem Deckel angebrachgeführt
ist, dadurch gekennzeichnet, 15 ten Dichtungsring aus hartem Kunststoff bestehende
daß der Deckel des Gehäuses nach dem Zu- Dichtung vorgeschlagen. Auch ist es bekannt wenn
sammensetzen der Bestandteile des Elements mit das Gehäuse und der Deckel des Elements aus Metall
unter Druckanwendung und schneller relativer bestehen, diese Teile aneinanderzuschweißcn. Dabei
Drehbewegung erzeugter Spinschweißung durch muß man jedoch darauf achten, daß die Vhv-eißhitue
Reibungswärme mit dem becherartigen Behälter 20 nicht auf die wärmeempfmdlichen Teile des galvanidauerhaft
dichtend verbunden wird und dabei der sehen Elements einwirken kann.
durch den Deckel geführte Polanschluß (33) Aus thermoplastischem Material bestehende Gerelativ
zu dem ihm zugeordneten fcderelastischen häuse sind für galvanische Elemente in der Praxis
Stromableiter (30) der" pastcnförmigcn mittig an- bisher kaum verwendet worden, da sich die befnedigeordneten
Elektrode (28) bewegt, aber mil die- 25 gende Abdichtung derartiger Gehäuse als schwierig
scm in Verbindung gehalten wircr. erwiesen hat. Beispielsweise hat man auf Lösungs-
2. Verfahren zum Herstellen galvanischer EIe- mittelbasis hergesteJ'-te Klebstoffe zdm Abdichten
mentc mit einem nach außen abdichtenden Ge- derartiger Gehäuse verwendet, jedoch sind solche
häuse, das aus einem becherartigen Behälter aus Klebstoffe schwierig zu handhaben, trocknen langsam
thermoplastisch -m Material und einem durch 30 und besitzen häufig Feststoffeinschlüsse. das heißt
Wärmeeinwirkung an diesem befestigten Deckel Fremdkörper, welche die Dichtung beeinträchtigen
aus thermoplastischem Material besteht und zwei können. Auch besteht bei Verwendung derartiger
Elektroden einander entgegengesetzter Polarität, Klebstoffe die Gefahr, daß sich durch das Vcrflüchtieinen
zwischen diesen beiden bej.ndlichen Schei- gen des Lösungsmittels Blasen oder sonstige Löcher
der und einen Elektrolyten enthält, wobei durch 35 in der Dichtung bilden.
den Behälter und den Deckel jeweils ein mit einer Femer hat man versucht, aus thermoplastischem
der beiden Elektroden verbundener Polanschluß Material bestehende Gehäuse galvanischer Elemente
gerührt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Heißsiegeln oder Schweißen mit Hilfe heißer
Deckel des Gehäuses nach dem Zusammensetzen Platten oder heißer Gase abzudichten. Hierbei hander
Bestandteile des Elements mit unter Druck- 40 delt es sich aber um ein verhältnismäßig langsam
anwendung und schneller relativer Drehbewegung ablaufendes Verfahren, das häufig Handarbeit beerzeugter
Spinschweißung durch Reibungswärme dingt und schwierig durchzuführen ist. Hinzu kommt,
mit dem becherartigen Behälter dauerhaft dich- daß im Dichtungsbereich Feststoffeinschlüsse vorhantend
verbunden wird und dabei der durch den den sein können, welche eine gute Abdichtung verDeckel
geführte Polanschluß (54) zusammen mit 45 hindern.
dem mit ihm starr verbundenen Stromableiter Es hat sich also in der Praxis gezeigt, daß die
(59), der mittig in die pastenförmige Elektrode Anwendung von aus Kunststoff bestehenden Ge-(51)
ragt, bewegt wird. häuscn für galvanische Elemente bisher nicht befrie
digend gelösle Abdichtprobleme mit sich bringt,
50 so daß derartige Gehäuse, trotz des ihnen anhaftenden
Vorteils, daß sie für den Elektrolyt undurchlässig sind, in die Praxis noch nicht richtig Eingang
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her- gefunden haben (deutsche Auslegeschrift 1 061 852,
!teilen galvanischer Elemente mit einem nach außen USA.-Patentschriften 2 505 014. 2 419 589 und
Abdichtenden Gehäuse, das aus einem becherartigen 55 2 411 272).
Behälter aus thermoplastischem Material und einem Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine
(lurch Wärmeeinwirkung an diesem befestigten Möglichkeit zu schaden, galvanische Elemente mit
Deckel aus thermoplastischem Material besteht und einem nach außen dichten Gehäuse aus Kunststoff in
zwei Elektroden einander entgegengesetzter Polari- einfacher Weise und ohne die Gefahr von Schaden
tat, einen zwischen diesen beiden befindlichen Schei- 60 oder Beeinträchtigungen der galvanischen Elemente
der und einen Elektrolyten enthält, wobei durch den selbst herzustellen.
Behälter und den Deckel jeweils ein mit einer der Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Er- '
beiden Elektroden verbundener Polanschluß geführt findung der Deckel des Gehäuses nach dem Zusamist.
mcnsetzen der Bestandteile des galvanischen EIe-
Bei galvanischen Elementen besteht das Problem, 65 mertts mit unter Druckanwendung und schneller reladaß
der Elektrolyt aus dem Gehäuse austreten kann. liver Drehbewegung erzeugter Spinschweißung durch
Alkalischer Elektrolyt neigt dazu, über metallische Reibungswärme mit dem becherartigen Behälter
Oberflächen cntlangzukriechen, so daß er auf Grund dauerhaft dichtend verbunden, wobei nach einer
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US78414768A | 1968-12-16 | 1968-12-16 |
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CA1129946A (en) * | 1977-10-14 | 1982-08-17 | Joannes J.P. Leyen | Method for the manufacture of an electrochemical cell or battery |
FR2634595B1 (fr) * | 1988-07-25 | 1995-07-28 | Cipel | Generateur electrochimique a electrolyte alcalin et a electrode negative de zinc |
US5152806A (en) * | 1989-11-13 | 1992-10-06 | Daniell Battery Mfg. Co., Inc. | Battery heat sealing machine and method |
US4999908A (en) * | 1989-11-13 | 1991-03-19 | Daniell Battery Mfg. Co., Inc. | Battery heat sealing machine and method |
US5197994A (en) * | 1990-11-26 | 1993-03-30 | Daniell Battery Manufacturing Co., Inc. | Method of heat sealing a battery |
GB9407048D0 (en) * | 1994-04-08 | 1994-06-01 | Nat Power Plc | Method for the fabrication of an electrochemical cell |
DE102010043899A1 (de) * | 2010-11-15 | 2012-05-16 | Behr Gmbh & Co. Kg | Batteriegehäuse zur Aufnahme zumindest einer Batteriezelle |
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US3264394A (en) * | 1960-10-21 | 1966-08-02 | Bosch Gmbh Robert | Method of sealing a storage battery casing |
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US3261516A (en) * | 1964-03-02 | 1966-07-19 | Continental Can Co | Plastic closure |
US3468732A (en) * | 1966-08-19 | 1969-09-23 | Uniroyal Inc | Method of butt joining thermoplastic sheet material by a spin welding operation |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |