DE2042417B2 - Überdruckventil mit einer elastisch zusammendrückbaren Dichtungskugel als Verschlußstück - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Überdruckventil. Insbesondere betrifft die Erfindung ein überdruckventil für einen flüssigkeitsdicht verschlossenen Behälter mit einer Entlüftungsöffnung zum Ablassen von Gas aus dem Behälter, mit einer elastisch zusammendrückbaren Dichtungskugel als Verschlußstück, die mit einem Ventilsitz zusammenarbeitet und einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der des Ventilsitzes. Als spezieile Ausführungsform betrifft die Erfindung solche Überdruckventile, die in geschlossenen galvanischen Zellen, insbesondere alkalischen galvanischen Zellen angeordnet sind, um den

ßo Aufbau eines hohen inneren Gasdruckes innerhalb des Zellenbehälters zu vermeiden.

Aus der britischen Patentschrift 986 277 ist ein Ventil bekannt, bei dem ein elastischer Gunimikörpcr sich einerseits gegen eine Halterung abstützt und andererseits eine Metalldichtung gegen den Ventilsitz drückt. Der Gummikörper dient praktisch als Feder, um das Ventil gegen den Ventilsitz zu drücken.
Feiner ist ein Schmiernippel bekannt, bei dem dir

Durchtrittsöffnung l'ür uns Schmiermittel durch einen elastischen Gtimmikörper abgedichtet werden kann.

Besondere Probleme ergeben sich bei der Ausgestaltung von überdruckventil für galvanische Zellen. Besonders beim Gebrauch von alkalischen galvanischen Zellen können unter bestimmten Bedingungen große Gasmengen entstehen, und da diese Zellen beständig flüfsigkeiisdicht verschlossen sein müssen, um Verluste an Elektrolyt durch Lecken oder Verdampfung zu vermeiden, können hohe innere Gasdrücke auftreten, die zum Lecken. Ausbeulen oder gegebenenfalls auch zum Platzen der Zellen führen können. Besonders bei sekundären oder wieder aufladbaren Zellen muß die Entlüftungsöffnung wieder verschließbar sein, um ein Austrocknen des Elektrolyten während der üblicherweise langen Lebensdauer solcher Zellen zu verhindern, und um den Eintritt von Sauerstoff und Kohlendioxyd zu vermeiden.

Bekannte Überdruckventile in Verbindung mit alkalischen galvanischen Zellen bestehen im wesentlichen aus einer flachen Kauischukscheibf die dichtend über eine Ablaßöffnung gespannt ist, etwa durch eine Schraubenfeder, die bei einem bestimmten inneren Gasdruck zeitweilig nachgibt, die Dichtung öffnet und das Gas durch die Entlüftungsöffnung entweichen läßt.

Eine weitere Ausführungsform eines wieder verschließbaren Druckablaßventils ist in der USA.-Patentschrilt 3 293 081 beschrieben. Dieses Ventil enthält einen ringförmigen Dichtungsring, z. B. einen O-Ring, der mittels eines bogenförmigen elastischen Teiles oder einer Feder in dichtender Stellung um das Mundstück der Entlüftungsöffnung gehalten wird.

Die zuletzt genannten Überdruckventile sind zumeist sperrig und können daher nur schwierig in galvanische Zellen eingebaut werden, insbesondere in Zellen mit sehr kleinen Abmessungen.

Aufgabe der Erfindung ist ein Überdruckventil für einen flüssigkeilsdicht verschlossenen Behälter, insbesondere für eine alkalische galvanische Zelle mit einer doppelten Wirkungsweise, nämlich erstmalig Druck bei verhältnismäßig hohem Innendruck aus dem Behälter abzulassen und daian anschließend bereits bei niedrigerem Druck anzusprechen.

Die erfindungsgemäße Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einem überdruckventil der oben bezeichneten Art die Dichtungskugel vor der ersten Ventilbetätigung im zusammengedrückten Zustand innerhalb einer zylindrischen Entlüftungsbohrung, deren Durchmesser kleiner als der der Diehtungskugel ist. angeordnet ist, daß der Ventilsitz durch das auslaßscitige Ende der Entlüftungsbohrung oder darum gebildet wird und daß eine Halterung zum Festhalten der Kugel in einem solchen Abstand vom Ventilsitz angeordnet ist, daß die Kugel nach der ernten Ventilbetätigung, d.h. nach dem Herausdrücken aus der Entlüftungsbohrung, unter elastischer Verformung gegen den Ventilsitz gedrückt wird.

Das Überdruckventil mit der verformbaren Dichtungskugel zwischen den Seitenwandungen der Entlüftungsöffnung bleibt so lange geschlossen, bis die Kugel durch einen besonders hohen Gasdruck im Inneren des Behälters rus der Entlüftungsöffnung herausgedrückt wird. Bei dem Herausdrücken aus der Entlüftungsöffnung entweicht einiges Gas aus dein Inneren des Behälters. Anschließend wird die Kugel durch die Halterung in abgeflachtem Zustand über dem Mundstück der Entlüftungsöffnung festgehalten und bildet einen flüssigkeilsdichten Verschluß zwischen der Kugel und dem Ventilsitz.

Dieses Überdruckventil kann in Verbindung mit einer galvanischen Zelle während der Herstellung der Zelle auf einen erheblich höheren Druck eingestellt werden als der verhältnismäßig niedrige Druck, bei welchem die Zelle in der zweiten Stellung arbeitet und bei dem Gas während der üblichen Verwendung ίο der Zelle austreten kann. Während der Lagerung der Zelle öffnet sich das Druckablaßvenlil nur dann, wenn ein ungewöhnlich hoher innerer Gasdruck aufgebaut wird. Die Zelle ist daher geschützt gegen den Verlust von Feuchtigkeit oder Wasserdampf, der zu einem Austrocknen führen kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Diehtungskugel aus einem elastomeren Material mit einer Durometer-Härte von etwa 60 bis 70.

=0 Weitere bevorzugte Auführ ngsformen ergeben sich aus der Beschreibung und/oder in Verbindung mit den Zeichnungen. Zur Beschreibung der Ausgestaltung und der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Überdruckventils und besonders bevorzugter as Ausfuhrungsformen erfolgt die Erläuterung in Verbindung mit galvanischen Zellen, obwohl der Einsatz des erfindungsgemäßen Überdruckventils nicht auf diesen Verwendungszweck beschränkt ist.

Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch eine typische alkalische galvanischen Zelle mit einem erfindungsgemäßen Überdruckventil;

F i g. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab den oberen Teil der Zelle nach F i g. 1 mit dem erfindungsgemäßen Überdruckventil;

F i g. 3 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch den 3odcn!eil einer Zelle, ähnlich der Zelle nach Fig. 1: F i g. 4 zeigt einen Schnitt durch den oberen Teil einer Zelle mit sehr kleinen Abmessungen und einem Jafür geeigneten erfindungsgemäßen Überdruckventil;

F i g. 5 zeigt einen Schnitt durch den oberen Teil einer ähnlichen Zelle mit einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überdruckventils; F i g. 6 zeigt einen Schnitt durch den unteren Teil einer Zelle ähnlich derjenigen nach F i g. 1 mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

In den F i g. 1 und 2 ist eine typische alkalische galvanische Zelle dargestellt mit einem erfindungsgemäßen Überdruckventil. Die Zelle enthält einen metailischen becherförmigen Behälter 10 mit einem äußcen Metallmantel II. Dieser Mantel und der Behälter 10 sind getrennt durch eine isolierende Auskleidung 12, die aus Papier oder einem anderen Faserstoff bestehen kann. Innerhalb des Behälters befinden sich eine rohrförmige Anode 54, eine rohrförmige Katlodc 15 und ein alkalischer Elektrolyt !6, vorzugsweise eine wäßrige Lösung von Kalitnnhydro;<yd oder Na'riumhydroxyd. Die Kathode befindet sich in Berührung mit den Scitenwandungen des Behälters !0, ist aber von der Anode !4 durch einen für Flüssigkeiten und Gase durchlässigen, den Elektrolyt enthaltenden Scheider 18 getrennt. Der Scheider 18 kann aus zwei Schichten eines scheidenden Materials bestehen, die zwischen der Anode 65 und der Kathode 15 angeordnet sind.

Der Verschluß für diese Zelle kann von der Art sein, wie er in der L'SA.-Patentschrift 3 042 734 beschrieben ist. Dieser Verschluß enthält einen im all-

gemeinen U-förmigen Dichtungsring 20 zum Abdichten des unten offenen Endes des polarisierten becherförmigen Behälters 10, einen unpolarisierten starren metallischen Deckel 21, der auf dem U-förmigen Dichtungsring 20 aufliegt und ein entgegengesetzt polarisiertes mittig angeordnetes endständiges Niet 22, das in Berührung mit dem anodischen Stromabnehmer 23 steht. Der Dichtungsring 20 besteht vorzugsweise aus einem verhältnismäßig harten in der Kälte nicht fließenden Kunststoff wie Nylon und ist radial zusammengedrückt zwischen dem endständigen Niet 22, dem metallischen Deckel 21, und zwischen dem Deckel 21 und den unteren Umfangskanten des Behälters 10. Der flüssigkeitsdichte Verschluß der Zelle ist daher sehr beständig gegen Lekken.

Eine metallische obere Deckelplatte 24 für die Zelle hat einen mittigen Vorsprung 25, der als positives Endstück der Zelle dient. In der Deckelplatte 24 befindet sich ein Entlüftungsloch 26. Sie hat ferner am Umfang ein Ringteil 27, das dicht um die oberen Kanten des Behälters 10 faßt und radial einwärts zusammengepreßt ist, so daß eine glatte Verbindung zwischen dem Ringteil 27 und den Seitenwandungen des Behälters 10 besteht. Der äußere Metallmantel 11 ist verschlossen um die oberen und unteren Enden der Zelle durch Umbördeln seiner Außenkanten um die Außenkanten der Deckelplatte 24 und durch Umbördeln seiner unteren Kanten um die Außenkanten der metallischen Bodenplatte 28. Die Bodenplatte 28 steht in elektrischem Kontakt mit dem Niet 22 und dient als negatives Endstück der Zelle.

Bei dem erfindungsgemäßen Überdruckventil mit Doppelwirkung in Verbindung mit einer galvanischen Zelle nach den F i g. 1 und 2 ist eine elastische Dichtungskugel 30 hineingepreßt in die Entlüftungsöffnung 32, die einen kleineren Durchmesser aufweist als die Dichtungskugel 30. Die Entlüftungsöffnung 32 liegt gerade unter dem mittigen Vorsprung 25 der Deckelplatte 24. Die zylindrischen Seitenwandungen der Entlüftungsöffnung sind so lang, daß sie ein ziemlich tiefes Loch für die Aufnahme der in Längsrichtung zusammengepreßten Kugel 30 bilden. Die Kugel 30 ist unter elastischer Spannung in die Entlüftungsöffnung 32 eingepreßt und übt daher eine sehr starke Dichtungskraft gegen die Seitenwandungen der Entlüftungsöffnung 32 aus, so daß die Entlüftungsöffnung 32 gegen Durchtritt von Gas verschlossen ist.

Während der Lagerung der Zelle bleibt dasDruckablaßventil verschlossen, und die elastische, in Längsrichtung zusammengedrückte Dichtungskugel 30 verbleibt innerhalb der Entlüftungsöffnung 32. Wenn im Inneren der Zelle ein außergewöhnlich hoher innerer Gasdruck entsteht, wird die Kugel 30 aus der Entlüftungsöffnung 32 herausgedrückt. Die Dekkelplatte 24 und ihr mittiger Vorsprung 25 sind so ausgeführt, daß der Zwischenraum zwischen der Wandung des Voisprunges Λ5 und der Oberkante der Entlüftungsöffnung 32 kbiner ist als der Durch messer der elastischen Dichtungskugel 30 in kugel förmigem Zustande, bevor sie in die Entlüftungsöff nung 32 hineingepreßt wurde. Nach dem Ausstoßen aus der Entlüftungsöffnung 32 kommt die Dichtungskugel 30 in Berührung mit dem flachen Wandungsteil des Vorsprunges 25, der die Kugel 30 in zusammengepreßtem und verformten! Zustande flach auf die Enüüftungsöfftiung 32 aufdrückt. Das ist durch.

gestrichelte Linien in den Fig. 1 und2 dargestellt. Beim ersten Ausstoßen aus der Entlüftungsöffnung 32 wird die elastische Dichtungskugel 30 so zusammengedrückt und verformt, daß durch den außergewohnlich hohen Gasdruck im Inneren der Zelle die Kugel 30 nicht sofort auf den Außenkanten der Entlüftungsöffnung 32 aufsitzt und daher einen Durchlaß um die Kugel 30 für das Gas aus dem Inneren der Zelle schafft. Das Gas entweicht durch die Entlüftungsöffnung 32 um die Kugel 30 herum und durch das Loch 26 in der Deckelplatte 24. Wenn der außergewöhnlich hohe innere Gasdruck nachläßt, bringt die Elastizität der abgeflachten Kugel 30 diese in eine flüssigkeitsdichte Abdichtung mit den Außenkanten der Entlüftungsöffnung 32, welche den Ventilsitz bilden. Das Ventil schließt also die Entlüftungsöffnung 32, bis der innere Gasdruck während der Verwendung oder der Entladung der Zelle wieder so weit ansteigt, daß bei einem bestimmten Wert,

ao der unterhalb des Wertes für das Ausstoßen der Kugel aus dem Mundstück der Entlüftungsöffnung liegt, eine zeitweilige Verformung der Kugel 30 stattfinden kann, wobei die Dichtung an der Umfangskante der Entlüftungsöffnung 32 aufgehoben wird und Gas aus dem Inneren der Zelle in derselben Art, wie oben beschrieben, entweichen kann. Das Ventil bleibt geöffnet, bis die durch den inneren Gasdruck auf die Kugel 30 ausgeübte Kraft kleiner ist als die Dichtungskraft durch die elastische Spannung der Kugel 30.

Hierauf sitzt die Kugel wieder gegen die Außenkante der Entlüftungsöffnung 32 auf und schließt das Ventil.

Diese Doppelwirkung der erfindungsgemäßen Überdruckventile bringt den Vorteil mit sich, daß die Zelle während der Lagerung hermetisch dicht verschlossen bleibt, was die Lebensdauer der Zelle verlängert. Es sei bemerkt, daß während der Verwendung oder der Entladung der Zelle der innere Gasdruck innerhalb der Zelle sich schnell aufbaut, und daß es sehr vorteilhaft ist, daß Gas sobald wie möglich bei ziemlich niedrigen Drücken abzulassen Während der Lagerung erhöht sich der innere Gasdruck langsamer, und ein häufiges Ablassen des Gases bei geringerem Druck ist nicht erforderlich. Eir

♦5 Entlüften in geringen Zeitabständen ist nicht vorteilhaft, weil es den Verlust von Flüssigkeit oder Wasserdampf mit sich bringt und dadurch zu einem Austrocknen der Zelle führen kann. Bei der oben be schriebenen Arbeitsweise des erfindungsgemäßei

Überdruckventils öffnet sich das Ventil während de: Lagerung noch nicht bei verhältnismäßig niedriget Drücken und bleibt so lange geschlossen, bis eh übermäßig hoher innerer Gasdruck erreicht ist, de abgelassen wird, um ein Zerspringen der Zelle zi

verhüten.

Die F i g. 3 zeigt eine andere Ausfuhrungsform de erfindungsgemäßen Überdruckventils mit Doppelwir kung. Das Ventil befindet sich im BodenverschluJ der Zelle. Die elastische Dichtungskugel 30 ist einge

preßt in eine verhältnismäßig tiefe kreisförmige Ent lüftungsöffnung 32 innerhalb des endständigen Niet 22. Der Kopfteil des endständigen Niets 22 hat ein vergrößerte kreisförmige Aushöhlung 34 zur Auf nähme der elastischen Kugel 30, wenn diese aus de

EntlüSungsöffnung 32 herausgedrückt ist Ein --*—*·"""¹· "^Weder 35 steht in Berührung πή ^lS^^3aMzpeo2t die kreisförmig

wöbe

7 8

der äußere Umfang elastisch in Berührung steht mit vorigen Ausführungsformen; das Ventil entläßt daeiner Bodenplatte 28, die eine Austrittsöffnung 37 her schon bei erheblich niedrigeren Innendrücken aufweist. Die kreisförmige Aushöhlung 34 ist so tief, Gas aus dem Innenraum eines Behälters, beispielsdaß die elastische Dichtungükugel 30 nach dem Her- weise aus dem Inneren einer galvanischen Zelle,
ausdrücken aus der Entlüftungsbohrung 32 durch die 5 Die Fi g. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Fede> 35 in abgeflachter Form gehalten und gegen erfindungsgemäßen Überdruckventils mit Doppelwirdas Mundstück der Entlüftutigsbohrung 32 gedrückt kung. Dieses Überdruckventil kann ebenfalls in eine wird, wie das die gestrichelten Linien in F i g. 3 zei- galvanische Zelle eingebaut sein, beispielsweise in gen. Dadurch wird an den Außenkanten der Entlüf- eine Zelle, wie sie in den Fi g. 3 und 4 dargestellt ist. tungsbohrung 32 eine flüss.igkeitsdichte Abdichtung io Die Zelle enthält einen polarisierten metallischen begebildet, cherförmigen Behälter 10 mit einem äußeren Metall-

Die F i g. 4 zeigt eine andere Ausführungsform des mantel 11, der von dem Behälter 10 durch eine isoerfindungsgemäßen Überdruckventils, welches be- lierende Auskleidung 12 getrennt ist, die vorzugssonders gut in Zellen mit sehr geringen Abmessun- weise aus Papier oder einem anderen Faserstoff begen eingebaut werden kann. Die Zelle enthält einen 15 steht. Das offene Ende des Behälter 10 ist abgedichmetallischen Behälter 10, dessen oberes offenes Ende tet durch einen starren ringförmigen isolierenden abgedichtet ist durch einen L-förmigen Dichtungsring Dichtungsring 20, vorzugsweise aus einem verhältnis-20, zweckmäßigerweise aus einem verhältnismäßig mäßig harten Kunststoff. Die Außenkante des ringharten isolierenden Kunststoff. Ein polarisierter Me- förmigen isolierenden Dichtungsringes 20 stößt gegen talldeckel 21 liegt auf dem Dichtungsring 20 auf mit ao die Seitenwandungen des Behälters 10, die radial einem nach unten reichenden Abschnitt 44, der in die nach einwärts zusammengepreßt sind, so daß eine Öffnung des Dichtungsringes 20 hineinpaßt. Ein elek- flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen dem Dichtrisch leitender Metallstift 29 ist mit diesem mittigen tungsring 20 und dem Behälter 10 gebildet wird. Abschnitt 44 verschweißt oder andersartig befestigt Die unteren Außenkanten des Behälters 10 sind um- und stellt eine elektrische Verbindung mit einer der as gebördelt über einen peripheralen Flansch 19, der Elektroden der Zelle her. Eine metallische Endkappe aus einem Stück mit den Außenkanten des isolie-24 mit einem Entlüftungslocld 26 befindet sich über renden Dichtungsringes 20 besteht. Der Metalldem Metalldeckel 21. Ihre Unterkanten werden mantel 11 und die isolierende Auskleidung 12 erdurch einen Umfangsflansch 43 um die Außenkanten strecken sich über die Unterkanten des Behälters des Metalldeckels 21 festgehalten. Der Dichtungsring 30 10 und sind in ähnlicher Art umgebördelt über die 20 wird radial zusammengedrückt zwischen dem Me- Außenkanten einer metallischen Bodenplatte 28, die talldeckel 21, dem Behälter 10 und den Außenkan- als negatives Endstück der Zelle dient,
ten des Behälters 10, die über eine Dichtungsmasse Dieses erfindungsgemäße Überdruckventil enthält 17 vorzugsweise aus einem verhältnismäßig weichen einen umgekehrt angeordneten Metallbecher 31, der elastischen Kunststoff, umgebördelt sind. 35 innerhalb einer engen kreisförmigen Aussparung des

Bei diesem erfindungsgemäßen Überdruckventil ringförmigen isolierenden Dichtungsringes 20 liegt, mit Doppelwirkung befindet sich die elastische Dich- Der Becher 31 hat einen mittigen sich nach oben ertungskugel 30 anfangs eingepreßt in die tiefe Entlüf- streckenden zylindrischen Fortsatz 33, der flüssigtungsbohrung 32 innerhalb des mittigen Abschnitts keitsdicht in der Öffnung des isolierenden Ringes 20 44 des Metalldeckels 21. Die elastische Dichtungsku- 40 steckt und eine ziemlich tiefe längliche Entlüftungsgel 30 ist zylindrisch zusammengedrückt, solange sie bohrung 32 für das Ventil bildet. Eine elastische in die Entlüftungsbohrung 32 eingepreßt ist, und bil- Dichtungskugel 30 ist in die Entlüftungsbohrung 32 det eine Dichtung, die erst bei hohem Druck an- hineingepreßt, und hierbei, wie dargestellt verformt, spricht. Bei dieser Ausführungsform des erfindungs- wodurch die Entlüftungsbohrung 32 gegen einen hogemäßen Überdruckventils ist die Außenkante 38 der 45 hen Innendruck abgedichtet wird. Innerhalb des Me-Entlüftungsbohrung 32 als scharfe rechteckige Schul- tallbechers 31 befindet sich eine ringförmige Einlage ter ausgebildet, welche den Ventilsitz für die aus der 40, deren öffnung 41 ausgerichtet ist mit der öff-Entlüftungsbohrung 32 ausgestoßene Dichtungskugel nung des Fortsatzes 33. Bei dieser Ausführungsform 30 bildet. Der Zwischenraum zwischen der Metall- des erfindungsgemäßen Überdruckventils kann die kappe 24 und der Außenkante 38 der Entlüftungs- 50 Öffnung 41 in der Einlage 40 verwendet werden, um bohrung 32 ist derart, daß die Dichtungskugel 30 in den Anfangsdnick zu erhöhen, bei welchem die elaabgeflachter Form gehalten wird, wenn sie aus der stische Dichtungskugel 30 aus der Entlüftungsboh-Entlüftungsbohrung 32 herausgedrückt ist. Diese rung 32 herausgestoßen wird. Die öffnung 41 in dei Stellung ist in F i g. 4 mit gestrichelten Linien darge- ringförmigen Einlage 40 kann daher einen etwas stellt. 55 kleineren Durchmesser aufweisen als der innere

Die Ausführungsform nach F i g. 5 entspricht im Durchmesser des Fortsatzes 33. Dadurch wird eine

wesentlichen dem erfindungsgemäßen Uberdruckven- nach auswärts gerichtete Bewegung der elastischen

til nach F i g. 4. Abweichend davon weist die Entlüf- Dichtungskugel 30 anfangs weiter beschränkt, und es

tungsbohrung 32 einen kegelförmigen Ventilsitz 39 kann ein höherer Gasdruck im Inneren des Behäl-

an ihrer Außenkante auf. Nach dem Heraussroßen 60 ters, beispielsweise in einer galvanischen Zelle, ent-

der elastischen Dichtungskugel 30 aus der Entlüf- stehen.

tungsbohrung 32 wird diese von der metallischen Nach dem Ausstoßen der elastischen Dichtungsku· Endkpappe 24 und in abgeflachter Kegelform gegen gel 30 aus der Entlüftungsbohrung 32 und durch di« die kegelförmigen Oberflächen 39 um die Öffnung Öffnung 41 in der Einlage 40, wird die Dichtungsku-

der Entlüftungsbohrung 32 gedrückt, wie dies mit ge- 65 gel 30 über der Öffnung 41 festgehalten; sie wire

strichelten Linien dargestellt ist Bei dieser Ausfüh- hierbei zusammengedrückt und flach verformt, wi(

rungsform wird die elastische Dichtungskugel 39 dies mit gestrichelten Linien angedeutet ist Zun

nicht so weit verformt wie beim Abflachen nach den Festhalten dient die metallische Kappe 42, welche ih

rerseits durch die unteren Außenkanten des Metall- berühren und zu einer flüssigkeitsdichten Abdich-

bechers 3A, die über die Außenkanten der Kappe 42 tung führen.

reichen, festgehalten wird. Ein elektrischer Leiter 29 Die elastische Dichtungskugel 30 soll anfänglich

ist mit dem Fortsatz 33 des Metallbechers 31 verbun- kugelförmig sein, bevor sie in die Entlüftungsboh-

dcn und dient zur elektrischen Verbindung mit einer 5 rung 32 hineingepreßt wird, auch sind andere For-

Elektrode der Zelle. Eine elastische Feder 36, die men möglich, z. B. eine zylindrische oder eine sphä-

aus der Kappe 42 ausgestanzt sein kann, befindet roide Form; die Kugelform wird jedoch bevorzugt,

sich in Berührung mit der metallischen Bodenplatte In einigen Fällen kann es erwünscht sein, einen

28. die als negatives Endstück der Zelle dient. Zusatz zu verwenden, um die Oberfläche der elasti-

Eine wichtige Eigenschaft der erfindungsgemäßen io sehen Dichtungskugel 30 zu schmieren, wodurch das Überdruckventile besteht darin, daß die Ventile sich Hineindrücken der Kugel in die Entlüftungsbohrung wieder schließen, wenn der iim Inneren des Behälters, 32 erleichtert wird. Ferner wird dadurch sichergebeispielsweise in einer galvanischen Zelle entstan- stellt, daß die Dichtungskugel 30 bei ausreichendem dene Gasdruck abgelassen ist. Bei allen dargestellten Überdruck in dem Behälter auch aus der E.".tlüf-Ausführungsformen hat die elastische abgeflachte «5 tungsbohrung 32 richtig herausgestoßen wird. Das Dichtungskugel 30 aus elastomerem Material eine Schmittmittel dichtet auch kleine Unregelmäßigkeielastische Spannung, welche die Kraft gibt, um die ten des Ventilsitzes oder der Kugeloberfläche ab und Kugel zurück in ihre abdichtende Stellung gegen die verhindert beispielsweise das Festsetzen von Salz aus Außenkante 38, 39 der Entlüftungsbohrung 32 zu dem flüssigen Elektrolyt, der mit dem Ventil in Bebringen. Beim weiteren Ansteigen des inneren Gas- 20 running kommen kann. Geeignete Zusätze sind etwa druckes kann die Kugel erneut zeitweilig verformt Schmiermittel aus Silikonen, Seife und Wachs, werden. Wenn die Dichtungskugel 30 erst einmal aus Die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Überder Entlüftungsbohrung 32 herausgedrückt worden druckventil wurde unter anderem an verschiedenen ist. darf sie diese nicht erneut verstopfen und da- Zellen von verschiedener Größe, nämlich D, AA, durch einen weiteren Gasaustritt aus dem Inneren 25 AAA, geprüft; die Zellen bestanden aus Zink, entdes Behälters verhindern. Ein Festsetzen der elasti- hielten Mangandioxid und einen alkalischen Elektroschen Kugel in der Entlüftungsbohrung 32 kann durch lyten. Die elastische verformbare Dichtungskugel in Zusatz von aktivem Material verhindert werden, das den Überdruckventilen war kugelig und bestand aus aus dem Inneren des Behälters an den Ventilsitz ge- einem Copolymer aus Äthylen und Propylen; die langt. Bei allen Ausführungsformen des erfindungs- 30 Durchmesser der Kugeln lagen zwischen 2,4 und gemäßen Überdruckventils kann die elastische Dich- 4,8 mm und waren an die Abmessungen der Zellen tungskugel 30 aus einem beliebigen elastischen ela- angepaßt. Der Ablaßdruck der Überdruckventile war stomeren Material bestehen. Wird das erfindungsge- durch Parameter, wie Elastizität der Kugel, Untermaße Überdruckventil in Verbindung mit alkalischen schied zwischen Kugeldurchmesser und des Durchgalvanischen Zellen verwendet, so sollte die elasti- 35 messers der Entlüftungsbohrung 32, und andere Pasche Dichtungskugel 30 aus einem elastischen elasto- rameter gegeben und lag im Bereich zwischen 0,35 meren Material bestehen, das chemisch gegenüber und 35 kg/cm². Die Überdruckventile wirkten zufriedem alkalischen Elektrolyten in einer solchen Zelle denstellend, und das Ablassen von oas erfolgte in beständig ist. Ein geeignetes, chemisch beständiges vorhersehbarer und wiederholbarer Art für die verelastomeres Material für die elastische Dichtungsku- 40 schiedenen Drücke.

gel 30 ist ein Copolymer aus Äthylen und Propylen. Die Erfindung schafft ein neues und verbessertes Die elastische Dichtungskugel 30 sollte vorzugsweise Überdruckventil zum Ablassen von hohen inneren eine Durometer-Härte von 60 bis 70 aufweisen. Die Gasdrücken aus flüssigkeitsdicht geschlossenen BeKugel sollte ihre Elastizität während langer Zeit auch hältern. Es ist insbesondere für alkalische galvanibei starker Verformung beibehalten, beispielsweise 45 sehe Zellen gut geeignet, da das erfindungsgemäße kann die in die Entlüftungsbohrung 32 hineinge- Überdruckventil hervorragend an die unterschiedlipreßte Dichtungskugel nur noch einen Durchmesser chen Bedingungen hinsichtlich Gasauslaß beim Lavon 50 bis 70 °/o des ursprünglichen Durchmessers gern bzw. Gebrauch solcher Zellen angepaßt ist. Das der Dichtungskugel aufweisen. erfindungsgemäße Überdruckventil zeichnet sich aus

Die Außenkanten 38, 39 der Entlüftungsbohrung 50 durch einfache und kompakte Bauweise, wodurch es 32 dienen als Ventilsitz für die elastische Dichtungs- leicht auch in Zellen mit sehr kleinen Abmessungen kugel 30. Femer kann der Ventilsitz für die elasti- eingebaut werden kann. Das erfindungsgemäße sclie Dichtungskugel 30 auch aus einem zusätzlichen Überdruckventil besteht lediglich aus einer sehr geTeil bestehen, das über der Entlüftungsbohrung 32 ringen Anzahl von Teilen, wobei die elastische Dichliegt, beispielsweise aus dem Ring 40. Abgesehen 55 tungskugel der einzige bewegliche Teil ist. Das Ventil von der in F i g. 5 dargestellten Ausführungsform, kann in einfacher Weise ohne viel Arbeit zusammensollten die Außenkanten 38 der Entlüftungsbohrung gestellt werden; kritische Toleranzen treten beim Zu-32 eine Schulter von etwa 90° C bilden, damit diese sammenbau nicht auf; somit ist seine Herstellung scharfen Kanten die elastische Kugel nur minimal verhältnismäßig billig.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Überdruckventil für einen flüssigkeitsdicht verschlossenen Behälter mit einer Entlüftungsöffnung zum Ablassen von Gas aus dem Behälter, mit einer elastisch zur.ammendrückbaren Dichtungskugel als Verschlußstück, die mit einem Ventilsitz zusammenarbeitet und einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der des Ventilsitzes, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungskugel (30) vor der ersten Ventilbetätigung im zusammengedrückten Zustand innerhalb einer zylindrischen Entlüftungsbohrung (32). deren Durchmesser kleiner als der der Dichtungskugel ist, angeordnet ist, daß der Ventilsitz durch das auslaßseitige Ende der Entlüftungsbohrung oder darum gebildet wird, und daß eine Halterung (24, 25, 42) zum Festhalten der Kugel in einem solchen Abstand vom Ventilsitz angeordnet ist, daß die Kugel nach der ersten Ventilbetätigung, d. h. nach dem Herausdrücken aus der Entlüftungsbohrung, unter elastischer Verformung gegen den Venülsitz gedruckt wird.

2. Überdruckventil nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz eine scharfe rechteckige Schulterkantc (38) aufweist (F i g. 4).

3. Übei '.ruckventil nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz eine kegelförmige Oberfläche (3V) aufweist (F i g. 5).

4. Überdruckventil lisch \nspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dici.lungskugel (30) aus einem elastomeren Material mit einer Durometer-Härtc von etwa 60 bis 70 besteht.

5. überdruckventil nach den Ansprüchen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (24. 25, 42), welche die Dichtungskugel (30) un~- ter elastischer Verformung gegen den Ventilsitz drückt. Bestandteil einer galvanischen Zelle isi.

6. Überdruckventil nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die galvanische Zeiic eine alkalische galvanische Zelle ist.

7. überdruckventil nach Anspruch 5 oder 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsbohrung (32) durch einen metallischen Deckel (21, 31) mit in das Behälterinnere gerichteten Abschnitten (33. 44) verlauft, welcher flüssigkeitsdicht in einen Dichtungsring (20) eingebettet ist, der ein Ende des Behälters (10) dicht abschließt (F ig. 4, 5,6).

8. Überdruckventil nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung zum Festhalten der Dichtungskugel (30) durch eine Metallkappe (42) und eine ringförmige Einlage (40) gebildet wird, mit einer öffnung (41) in der ringförmigen Einlage (42), die kleiner ist als der Durchmesser der Entlüftungsbcihrung (32), und daß die Metallkappe (42) über die Feder (36) in elektrischem Kontakt mit der metallischen Bodenplatte (28) steht, die mit dem äußeren Metallmantel (11) der Zelle verbunden ist (F i g. 6).

9. Überdruckventil nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsbohrung (32) durch einen nach außen gerichteten, rohrförmigen Abschnitt der geschlossenen Wandung des Behälters (10) gebildet wird (Fig. 1,2).

10. überdruckventil nach Anspruch 6. dadurch

gekennzeichnet, daß ein Ende des Behälters (10) durch einen im Querschnitt U-förmigen Dichtungsring (20) abgedichtet ist, der in das Ende der, Behälters )10) hineinpaßt, daß ein starrer Metalldeckel (21) innerhalb des Dichtungsringes (20) angeordnet ist, und daß ein Endniet (22) durch die mittige öffnung des Dichtungsringes (20) hindurchführt, wobei der Dichtungsring (20) flüssigkeitsdicht mit dem Metalldeckel (21), dem Endniet (22) und dem Behälter (10) abschließt, und daß die Entlüftungsbohrung (32) durch den Endniet (22) hindurchführt (F i g. 3).

11. Überdruckventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Endniets (22) eine kreisförmige Aushöhlung (34) aufweist, die mit der Entlüftungsbohnmg (32) in Verbindung steht, wobei die Tiefe dieser kreisförmigen Aushöhlung (34) kleiner ist als der Durchmesser dei iJichtungskugel (30) in ihrem ursprünglichen Zustand, und wobei die Dichtungskugel (30) durch eine elastische, scheibenförmige Feder (35) in die kreisförmige Aushöhlung (34) gedruckt wird, und die elastische Feder (35) einen elektrischen Kontakt zu der metallischen Bodenplatte (28) herstellt (F i g. 3).

12. Überdruckventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Behälters (10) durch einen Verschluß aus einem starren isolierenden ringförmigen Deckel (20) geschlossen ist, der in das Ende des Behälters (i0) hineinpaßt, wobei die Außenkanten des ringförmigen Deckels (20) flüssigkeitsdicht an die Kanten des Behälters (10) anstoßen, und in einer flachen Aussparung des isolierenden Deckels (20) ein Metallbccher (31) angeordnet ist. von dem ein mittiger, zylindrischer Fortsatz (33) durch die Öffnung in dem isolierenden Deckel (20) reicht, durch den die Entlüftungsbohrung (32) führt und innerhalb des Metallbechcrs (31) ein ringförmiger Einsatz (40) angeordnet ist, dessen Öffnung (41) mit der Entlüftungsbohrung (32) ausgerichtet ist (F i g. 6).