DE2031714B2 - Gasdicht verschlossenes galvanisches element - Google Patents
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Description
3 4
F i g. 4 zeigt ein erfindungsgemäßes Anwendungs- Sprengmembran 91 beim Zusammensetzen des
beispiel für einen ventillosen, gasdichten Ni-Cd-Ak- Überdruckventils 9 nicht zerstört wird. Das Überkujnulator in zylindrischer Form. Die linke Bild- 5 druckventil ist so ausgelegt daß es auf einem
fläche stellt eine vormontierte Zelle dar, die rechte Block, d. h. auf einem vorberechneten Anschlag zueine geschlossene. Der Elektrodensatz 2 kann den sammengedrückt wird. Die Abschlußkappe 92 ist
Raum bis zum Sickenrand des Zellenbehälters aus- durch drei oder mehr Körnermarken 93 in dem
füllen. Ein Kontaktniet 3 mit außen umlaufenden Kontaktniet 3 arretiert Diese Arretierung kann aber
Dichtungsrillen ist vor dem Umformen des Deckels 10 auch durch entsprechend ausgebildete Zacken in
auf einen, in der Achse des Elektrodensatzes lie- dem Kontaktniet 3 erreicht werden. Der zum Nieten
genden und diesen utwas überragenden Dorn S auf- des Kontaktnietes 3 erforderliche Dorn 5 dient
gelegt. Um den Kontaktniet 3 ist ein Isolier- und praktisch als Amboß und ist in diesem Beispiel aus
Dichtungsring 4 gestülpt. Während des Umformens Kunststoff hergestellt Der Dorn 5 hat Gaszutrittsdes
Deckels stützt der Dorn 5 den Kontaktniet 3, 15 öffnungen Sl, die radial, aber auch axial angeord-
und nach dem Umformen des Deckels dient dieser net sein können.
Dorn5 als Amboß für das Umbördeln des Kon- Fig. 10 stellt ebenfalls ein Anwendungsbeispiel
taktniets3. Zwischen Elektrodensatz2 und Boden einer erfindungsgemäßen Anordnung dar, jeuoch in
des becherförmigen Rohrabschnitts 1 ist ein Isola- vereinfachter Ausführung. Per untere Teil eines ab-
lor 6 eingelegt. 20 gewandelten Kontaktniets 3. der im Gegensatz zu
In Fig. 5 wird im Querschnitt ein weiteres erfin- den Beispielen der vorherigen Figuren langer aus-
dungsgemäßes Anwendungsbeispiel für Primärele- gezogen ist. dient zur Aufnahme eii.es elastischen
mente dargestellt. Dabei ist der Kontaktniet 8 gleich Abschlußstopfens 94, der sich nach Eindrücken in
si» geformt, daß er einmal die Graphit-Elektrode 7 den Kontaktniet 3 spreizt und sich in der unteren
r.rrctiert und das andere Mal als Kontaktkappe den 25 Falzung des Kontaktniets 3 verklammert. Der
positiven Anschluß darstellt. Dorn 5 ist in diesem Beispiel als Rohr ausgebildet,
F i g. 6 gibt im Querschnitt eine weitere Variation das Gasdurchtrittsöffnungen 52 besitzt,
gemäß der Erfindung wieder. Ein allseitig offener Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 10 kann da-
Rahrabschnitt 1 ist im Übergangsbereich zwichen hingehend ergänzt werden, daß der Konuiktniet 3
Mantel und zu formendem Deckel bzw. Boden mit 30 zur besseren Arretierung des Abschlußstopfens 94
je einer Sicke 12 versehen. Nach dem Anrollen noch zusätzlich eine Abschlußkappe ähnlich der
oder Anstauchen des Deckels bzw. des Bodens sind Abschlußkappe 92 in Fi g. 9. jedoch ohne Zacke,
deren öffnungen als Poldurchführungen zu verwen- aufweisen kann. Der elastische Abschlußstopfen 94
den. Je nach Anwe:.dun»sfall können gleichnamige dichtet den tiefer gezogenen Teil des Kontaktniets 3
Pole isoliert durchgeführt werden, wobei dann das 35 bis zu einem vorbestimmten Innendruck ab. Nach
Zellengefäß die Gegenpolarität aufweist. Bei poten- Überschreiten dieses Innendrucks wird der Stopfen
tialfreiem Gehäuse, z. B. in Kunststoffausführung, so komprimiert, daß Gas aus dem Innern der Zelle
können positive und negative Anschlüsse durch entweichen kann. Nach dem Druckausgleich ver-
diese öffnungen geführt werden. schließt der Abschlußstopfen 94 wieder den Kon-
F i g. 7 veranschaulicht ein erfindungsgemäßes 40 laktniet 3. so daß die Zelle wieder gasdicht arbeiten
Anv/endungsbeispiel eines zylindrischen gasdichten kann.
Ni-Cd-Akkumulators mit gewickelten Sinterfolien- Ein weiteres erfindungsgemäßes Anwendungsbeielektroden.
Der Gegenstand entsprechend Fig. 7 spiel ist in Fig. 11 wiedergegeben. Hier handelt es
entspricht demjenigen der F i g. 4, allerdings ist der sich ebenfalls um eine Überdrucksicherung in Ver-Zellenbehälter
nur teilweise aufgeschnitten. Als 45 bindung mit dem Kontaktniet 3. Im Prinzip cnt-Dorn5
ist ein Kunststoff-Amboß vorgesehen; zu- spricht die Anordnung dieser isolierten Poldurchsätzlich
ist eine mit dem Kontaktniet 3 galvanisch führung der der vorher genannten Beispiele, jedoch
verbundene positive Stroinfahne 21 sowie eine mit sind einige Bauelemente neu hinzugekommen, wie
dem Rohrabschnitt 1 galvanisch verbundene por,i- die Stromfahnc 21, die zwischen Isolier- und Dichtive
Stromfahne 22 vorhanden. 50 tungsring4 und dem unteren Flansch des Kontakt-
Fig. 8 zeigt einen Querschnitt durch ein gasdich- niets3 ein^enietet wird. Die Stuimfahne kann z.B.
tes galvanisches Element gemäß der Erfindung, bei einem zylindrischen gasdichten Akkumulator
dessen Zellenbehälter einen angerollten, angedrück- den positiven Anschluß herstellen. Ein Krallenring
ten oder angestauchten Deckel 11 besitzt, in dessen 33 umklammert nach endgültiger Nietung des Konöffnung
eine als Kontaktniet 3 ausgebildete Pol- 55 taktnietes3 eine elastische Sprengmembran 91.
durchführung mit eingebautem Übet druckventil 9 Gleichzeitig kann dieser Krallenring 33 zur Stromangeordnet
ist. führung dienen. Der Dorn 5 mit Gasdurchtrittsöff-
In Fig. 9 ist ein solches Überdruckventil 9 im nungen 52 ist in diesem Aüwendungsbeispiel ein
Schnitt dargestellt. Hier dient es gleichzeitig als aus Kunststoff gespritzter Körper mit einer entspre-
Abschluß des Kontaktnietes 3, über den Strom 60 chenden Flanschausbildung zur besseren Abstüt-
fließt. Der Kontaktniet 3 hat unten am Boden eine zung des Kontaktniets 3 während des Bördelvorgan-
Gasdurchtrittsöffiiung 32, um die ein Dichtring 41 ges. Wird ein zylindrischer gasdichter Akkumulator
aus Kunststoff oder Gummi gelegt ist. Darüber be- ähnlich Fig. 11 gewünscht, der jedoch noch nach
findet sich eine Sprengmembran 91 und eine als nationaler oder internationaler Norm einen soge-
Niederhalter ausgebildete Abschlußkappe 92, die 65 nannten Kontaktknopf aufweisen muß, so besteht
zusätzlich eine Zacke aufweist, um die bei einem die Möglichkeit, dieses zusätzliche Bauelement
bestimmten Innendruck durchgewölkte Sprengmem- ebenfalls mit dem Krallenring 33 an der Poldurch-
bran 91 zu zerstören. Die Abschlußkappe 92 ist so führung zu befestigen.
F i g. 12 zeigt einen Schnitt durch einen gasdicht verschlossenen Akkumulator mit nach oben auftragendem
Überdruckventil 9. Gleichzeitig wird eine Anschlußmöglichkeit der positiven und negativen
Stromfahnen 21, 22 dargestellt; so kann z.B. die negative Stromfahne 22 am Zellenboden und die
positive Stromfahne 21 innen an dem Kontaktniet 3 durch Punktschweißen befestigt sein. Die Bezifferung
entspricht der der F i g. 8 bis 11.
Als Vorteile eines gasdicht verschlossenen galvanischen Elements gemäß der Erfindung sind der geringe
Aufwand bei der Herstellung des Zellenbehälters, die einfache Unterbringung eines Überdruckventils
im Kontaktniet des umgeformten Deckels und die gute Abdichtung gegen Gase und Elektrolyt
infolge der geringen abzudichtenden Fläche zwi sehen Kontaktniet und umgeformten Deckel zu er
wähnen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Gasdicht verschlossenes galvanisches EIe- werden an die Deckelkonstruktion aus isolationsment,
insbesondere gasdichter Akkumulator mit 5 und dichtungstechnischen Gründen erhöhte Anforeinem
zylindrischen Behälter und einem umge- derungen gestellt. Das gilt besonders bei gas- und
bogenen Rand, dadurch gekennzeich- elektrolytdichten Elementen wie beispielsweise bei
net, daß der umgebogene Rand des Zellenbe- gasdichten alkalischen Akkumulatoren.
hälters als Deckel (11) ausgebildet ist und in Aus der USA.-Patentschrift 3 230112 ist ein gas-
diesem Deckel ein Kontaktniet (3, 8) gas- und to dichter alkalischer Akkumulator bekannt, der einen
flüssigkeitsdicht eingelassen ist zylindrischen Behälter mit einem umgebogenen
2. Gasdicht verschlossenes galvanisches EIe- Rand besitzt. Durch diesen umgebogenen Rand
ment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, wird ein als Isolierscheibe ausgebildeter Deckel,
daß in der Achse des Elektrodensatzes (2) ein durch den der mit den Elektroden einer Polarität
den Elektrodensatz (2) überragender Dorn (S) 15 verbundene Ableiter geführt ist, festgeklemmt,
eingelassen ist, auf den der Kontaktniet (3) auf- Eine solche Konstruktion erfordert an den beigesetzt ist. den möglichen Leckstellen, d.h. in der Umgebung
eingelassen ist, auf den der Kontaktniet (3) auf- Eine solche Konstruktion erfordert an den beigesetzt ist. den möglichen Leckstellen, d.h. in der Umgebung
3. Gasd.tht verschlossenes galvanisches EIe- der Durchführung des Ableiters durch den Deckel
ment nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch und in der Nähe des umgebogenen Behälterrandes
gekennzeichnet, daß der Zellenbehälter im 20 eine sorgfältige Abdichtung.
Übergangsbereich zwischen Mantel und Deckel Gasdicht betriebene galvanische Elemente arbei-
mit einer Sicke (12) versehen ist. ten theoretisch mit niedrigen Innendrücken von
4. Gasdicht verschlossenes galvanisches EIe- etwa (),?. bis 0,5 atü. Praktisch werden diese Werte
ment nach einem oder mehreren der An- jedoch meistens überschritten, beispielsweise wenn
sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in 25 die Gasentwicklung in der Zelle so hoch wird, daß
den Kontaktniet (3) ein Überdruckventil eingc- nicht sämtliche sich entwickelnden Gase verzehrt
lassen ist. werden können. Um derartige unzulässige Über-
5. Gasdicht verschlossenes galvanisches Pri- drücke frühzeitig nach außen abzuleiten bzw. um
märelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn- die Gefahr einer explosionsartigen Zerstörung des
zeichnet, daß bei ihm eier Kontaktniet (8) 30 galvanischen Elementes auszuschalten, werden zugleichzeitig
als Kontaktkappe lusgebildet ist, die sätzliche Sicherungsvorrichtungen vorgesehen, die
auf den Graphitstab aufgesetzt ist. nach Überschreiten eines vorher festgelegten zuläs-
6. Verfahren zur Herstellung der Elemente sigen Innendrucks ansprechen. Diese Sicherungsvornach
den Ansprüchen I bis 5, dadurch gekenn- richtungen arbeiten entweder als Ventil oder sie
zeichnet, daß in den Rohrabschnitt (1) als ZeI- 35 sind als Sprengmembran, die mittels einer Sprcnglenbehälter
zusammen mit dem Elektrodensatz nadel zerstört werden kann, ausgebildet. Derartige
(2) ein den Elektrodensatz überragender Dorn Sicherungsvorrichtungen sollen möglichst wenig Vo-(5)
oder Graphitstab (7) eingesetzt und auf die- lumen aufweisen und sich funktionsgerecht der gesen
der Kontaktniet (8) mit aufgestülptein samten Zellenkonstruktion anpassen. Bei einem
Dichtring (4) aufgesetzt wird, wonach der über- 40 Zellenbehälter mit Deckel ist die Sicherungsvorrichstehende
Rand des Rohrabschnittes (1) durch tung im letzteren untergebracht. Dazu muß der
plastische Verformung zum Deckel (11) geformt Deckel eine besondere Ausführungsform aufweisen,
und dann der Kontaktniet (8) umgebördelt und es ergibt sich ein erhöhter Herstellungsaufwird,
wobei der Dorn (5) bzw. der Graphitstab wand.
(7) als Auflage dient. 45 Autgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die
7. Verfahren zur Herstellung der Elemente Nachteile dieser bekannten Ausführungen zu vernach
Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß meiden und ein gasdichtes galvanisches Element zu
vor dem Formen des Deckels im Übergangsbe- entwickeln, bei dem die möglichen Leckstellen verreich
zwischen Mantel und Deckel (11) eine ringen und der Herstellungsaufwand verkleinert
Sicke (12) angebracht wird. 50 sind.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der umgebogene Rand des ZeI-
lenbehälters als Deckel ausgebildet ist und in diesem Deckel ein Kontaktniet gas- und flüssigkeits-55
dicht eingelassen ist.
Die Erfindung betrifft ein gasdicht verschlossenes Der Aufbau und das Herstellungsverfahren eines
galvanisches Element, insbesondere gasdichter Ak- erfindungsgemäßen gasdicht verschlossenen galvani-
kumulator, mit einem zylindrischen Behälter und sehen Elementes ist im folgenden an Hand der
einem umgebogenen Rand. F i g. 1 bis 12 näher erläutert.
Es sind bereits gasdicht verschlossene galvanische 60 Fig. 1 zeigt im Querschnitt einen becherförmigen
Elemente bekannt, deren tiefgezogene, zylindrische Rohrabschnitt 1. Der überstehende Rand des be-Zellengefäße
mit einem gesondert hergestellten cherförmigen Rohrabschnittes ist durch Anrollen,
Deckel verschlossen werden. Diese Zellengefäße Andrücken und/oder Anstauchen zu einem Deckel
und deren Deckel bestehen meistens aus einem 11 umgeformt. In Fig.3 ist ein Querschnitt eines
elektrisch leitendem Material und werden deshalb 65 nach diesem Vorgang hergestellten Zellenbehälters
fast immer zur Stromab- und Stromzuleitung heran- dargestellt. Zur leichteren Durchführung des Umgezogen.
Da sich Zellengefäß und Deckel auf un- formens ist der becherförmige Rohrabschnitt 1, entu'rschiedlichem
Potential befinden, müssen beide sprechend Fig.2, im Übergangsbereich zwischen
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