DE2042417C3 - Überdruckventil mit einer elastisch zusammendrückbaren Dichtungskugel als Verschlußstück - Google Patents

Überdruckventil mit einer elastisch zusammendrückbaren Dichtungskugel als Verschlußstück

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DE2042417C3
DE2042417C3 DE2042417A DE2042417A DE2042417C3 DE 2042417 C3 DE2042417 C3 DE 2042417C3 DE 2042417 A DE2042417 A DE 2042417A DE 2042417 A DE2042417 A DE 2042417A DE 2042417 C3 DE2042417 C3 DE 2042417C3
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Description

Die Erfindung betrifft ein Überdruckventil. Insbesondere betnfft die Erfindung ein Überdruckventil
5c 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 spezielle Ausführungsform betrifft die Erfindung solche Überdruckventile, die in geschlossenen galvanischen Zellen, insbesondere alkalischen galvanischen Zellen angeordnet sind, um den Aufbau eines hohen inneren Gasdruckes innerhalb des Zellenbehälters zu vermeiden.
Aus der britischen Patentschrift 986 277 ist ein Ventil bekannt, bei dem ein elastischer Gummikörper 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.
Ferner ist ein Schmiernippel bekannt, bei dem die
Durchtrittsöffnung für das Schmiermitlei durch einen elastischen Gumnu'Uörper abgedichtet werden kann.
Besondere Probleme ergeben sich bei der Ausgestaltung von Überdruckventilen für galvanische Zellen. Besonders beim Gebrauch von alkalischen galvanischen Zellen können unter bestimmten Bedingungen große Gasraengen entstehen, und da diese Zellen beständig flössigkeitsdicht 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 Zelien 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 Kautschukscheibe die dichtend über eine Ablaßöffnuv.g gespannt ist. etwa durch eine Schraubenfeder, die bei sinem 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.-Patentschrift 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 Zillen eingebaut werden, insbesondere in Zellen mit sehr kleinen Abmessungen.
Aufgabe der Erfindung ist ein Überdruckventil für einen flüssigkeitsdicht verschlossenen Behälter, insbesondere für eine alkalische galvanische Zelle mit einer doppelten Wirkungsweise, nämlich erstmalig Druck bei verhältnismäßig hohem Innendruck aus dem Behälter abzulassen und daran 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 Dichtungskugel ist, angeordnet ist, daß der Ventilsitz durch das auslaßscitige Ende der Enllüftungsbohrung 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 ersten Ventilbetätigung, d. h. nach dem Herausdrücken ;ius der Entlüftungsbohrung, unter elastischer Verformung gegen den Ventilsitz gedruckt wird.
Das Überdruckventil mit der verformbaren Dichtungskugel zwischen den Seitcinvandungen der Entlüftungsöffnung bleibt so lange geschlossen, bis die Kugel durch einen besonders hohen Ciasdruck im Inneren des Uchältcrs aus der Entlüftungsöffnung herausgedrückt wird. Bei dem Herausdrücken aus der Entlüftungsöffnung entweicht einiges Gas mis dem Inneren des Behälters. Anschließend wird die Kugel durch die Haltei'ing in abgeflachtem Zustand ülvi dem Mundstück der Entlüftungsöffnung festgehalten und bildet einen flüssigkeitsdichten Verschluß zwischen der Kugel und dem Ventilsite.
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 Druckablaßventil 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 Dichtungskugel aus einem elastomeren Material mit einer Durometer-Härte von etwa 60 bis 70.
Weitere bevorzugte Auführungsformen ergeben sich aus der Beschreibung und/oder in Verbindung mit den Zeichnungen. Z.U. Beschreibung der Ausgestaltung und der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Überdruckventils und besonders bevorzugter Ausführungsformen 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 Ze!!e 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
Bodenteil einer Zelle, ähnlich der Zelle nach Fig. 1;
F i g. 4 zeigt einen Schnitt durch den oberen Teil
einer Zelle mit sehr kleinen Aomcssungen und einem dafür 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 Fig. 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 metallischen becherförmigen Behälter 10 mit einem äußeren Metallmantel 11. 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 IC befinden sich eine rohrförmige Anode 14, eine rohrförmige Kathode 15 und ein alkalischer Elektrolyi 16, vorzugsweise eine wäßrige Lösung von Kaliumhydroxyd oder Natriumhydroxyd. Die Kathode If heiindct sich in Berührung mit den Seitenwandunger des Behälters 10, ist aber von der Anode 14 durch einen für Flüssigkeiten und Gase durchlässigen, der Elektrolyt enthaltenden Scheider 18 getrennt. Dei Scheider 18 kann aus zwei Schichten eines scheiden den Materials bestehen, die zwischen der Anode l<s
i>5 und der Kathode 15 angeordnet sind.
Der Verschluß für diese Zelle kann von der Ar sein, wie er in der USA.-Patentschrift 3 042 734 lic schrieben ist. Dieser Verschiuß enthält einen im all
gemeinen U-förmigen Dichtungsring 20 zum Abdichten des unten offenen Endes des polarisierten becherförmigen Behälters 10, einen unpolarisicrten starren metallischen Deckel 21, der auf dem U-förmigen Dichtungsring 20 aufliegt und ein entgegengesetzt polarisiertes mittig angeordnetes endständigcs 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 flüssigkeitsdichtc 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 das Druckablaßventil verschlossen, und die elastische, in Längsrichtung zusammengedrückte Dichtungskugel 39 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 Vorsprunges 25 und der Oberkante der Entlüftungsöffnung 32 kleiner ist als der Durchmesser der elastischen Dichtungskugel 30 in kugelförmigem Zustande, bevor sie in die Entlüftungsöffnung 32 hineingepreßt wurde. Nach dem Ausstoßen aus der Entlüftungsöffnung 32 kommt die Dichtungskugel 38 in Berührung mit dem flachen Wandungsteil des Vorspninges 25, der die Kugel 30 in zusammengepreßtem knd verformten! Zustande flach auf die Entlüftungsöffnung 32 aufdrückt. Das ist durch gestrichelte Linien in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Beim ersten Ausstoßen aus der Entlüftungsöffnung 32 wird die elastische Dichtungsku|;el 30 so zusammengedrückt und verformt, daß durch den außcrgcwohnlich 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 iius dem Inneren der Zelle schafft. Das Gas entweicht durch die Entlüftungsöffnung 32 um die Kugel 30 herum und durch das Loch 26 in der Deckelplaittc 24. Wenn der außergewöhnlich hohe innere Gasdruck nachläßt, bringt die Elastizität der abgeflachtem Kugel 30 diese in eine flüssigkeitsdichte Abdichtung mit den Außen-
»5 kanten 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. Ein Entlüften in geringen Zeitabständen ist nicht vorteilhaft, weil es den Verlust von Flüssigkeit oder Wasserdampf mit sich bringt und dadurch zu oinem Austrocknen der Zelle führen kann. Bei der oben beschriebenen Arbeitsweise des erfindungsgemäßer
Überdruckventils öffnet sich das Ventil während dei Lagerung noch nicht bei verhältnismäßig niedriger Drücken und bleibt so lange geschlossen, bis eir übermäßig hoher innerer Gasdruck erreicht ist, dei abgelassen wird, um ein Zerspringen der Zelle zi
verhüten.
Die F i g. 3 zeigt eine andere Ausfühningsform de; erfindungsgemäßen Überdruckventils mit Doppelwir kung. Das Ventil befindet sich im Bodenverschlui der Zelle. Die elastische Dichtungskugel 3f 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 Aushöhking 34 zur Auf nähme der elastischen Kugel 30, wi:nn diese aus de
Entlüftungsöffnung 32 herausgedrückt ist Eini scheibenförmige Feder 35 steht in Berührung mi dem Kopf des Niets und begrenzt die kreisförmigi Aushöhlung 34 unter elastischer Spannung, wöbe
(β
der äußere Umfang elastisch in Berührung steht mit einer Bodenplatte 28, die eine Austrittsöffnung 37 aufweist. Die kreisförmige Aushöhlung 34 ist so tief, daß die elastische Dichtungskugel 30 nach dem Herausdrücken aus der Enllüftungsbohriing 32 durch die Feder 35 in abgeflachter Form gehalten und gegen (ias Mundstück der Entlüftungsbohrung 32 gedruckt wird, wie das die gestrichelten Linien in Fig. 3 zeigen. Dadurch wird an den Außenkanten der Entlüftungsbohrung 32 eine flüssigkeitsdichte Abdichtung gebildet.
Die F i g. 4 zeigt eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überdruckventils, welches besonders gut in Zellen mit sehr geringen Abmessungen eingebaut werden kann. Die Zelle enthält einen metallischen Behälter 10, dessen oberes offenes Ende abgedichtet ist durch einen L-förmigen Dichtungsring 20, zweckmäßigerweise aus einem verhältnismäßig harten isolierenden Kunststoff. Ein polarisierter Metalldeckel 21 liegt auf dem Dichtungsring 20 auf mit einem nach unten reichenden Abschnitt 44, der in die Öffnung des Dichtungsringes 20 hineinpaßt. Ein elektrisch leitender Metallstift 29 ist mit diesem mittigen Abschnitt 44 verschweißt oder andersartig befestigt und stellt eine elektrische Verbindung mit einer der Elektroden der Zelle her. Eine metallische Endkappe 24 mit einem Entlüftungsloch 26 befindet sich über dem Metalldeckel 21. Ihre Unterkanten werden durch einen Umfangsflansch 43 um die Außenkanten des Metalldeckels 21 festgehalten. Der Dichtungsring 20 wird radial zusammengedrückt zwischen dem Metalldeckel 21, dem Behälter 10 und den Außenkanten des Behälters 10. die über eine Dichtungsmasse 17 vorzugsweise aus einem verhältnismäßig weichen elastischen Kunststoff, umgebördelt sind.
Bei diesem erfindungsgemäßen Überdruckventil mit Doppclwirkung befindet sich die elastische Dichtungskugel 30 anfangs eingepreßt in die tiefe Entliiftungsbohrung 32 innerhalb des mittigen Abschnitts 44 des Metaildcckcls 21. Die elastische Dichtungskugel 30 ist zylindrisch zusammengedrückt, solange sie in die Entlüftungsbohrung 32 eingepreßt ist, und bildet eine Dichtung, die erst bei hohem Druck anspricht. Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überdruckventils ist die Außenkante 38 der Entlüftungsbohrung 32 als scharfe rechteckige Schulter ausgebildet, welche den Ventilsitz für die aus der Entlüftungsbohrung 32 ausgestoßene Dichtungskugel 30 bildet. Der Zwischenraum zwischen der Metallkappe 24 und der Außenkante 38 der Entlüftungsbohrung 32 ist derart, daß die Dichtungskugel 30 in abgeflachter Form gehalten wird, wenn sie aus der Entlüftungsbohrung 32 herausgedrückt ist. Diese Stellung ist in Fig.4 mit gestrichelten Linien dargestellt.
Die Ausführungsform nach Fig. 5 entspricht im wesentlichen dem erfindungsgemäßcn Überdruckventil nach F i g. 4. Abweichend davon weist die Entlüftungsbohrung 32 einen kegelförmigen Ventilsitz 39 an Ihrer Außenkante auf. Nach dem Herausstoßen der elastischen Dichttingskugel 30 aus der Entlüftungsbohrung 32 wird diese von der metallischen Endkpappc 24 und in abgeflachter Kegclform gegen die kegelförmigen Oberflächen 39 um die öffnung der Entlüftungsbohriing 32 gedrückt, wie dies mit gestrichelten Linien dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform wird die elastische DichHingskugcl 39 nicht so weit verformt wie beim Abflachen nach den vorigen Ausführungsformen; das Ventil entläßt daher schon bei erheblich niedrigeren Innendrücken Gas aus dem Innenraum eines Behiilters. beispielsweise aus dem Inneren einer galvanischen Zelle. Die F i g. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überdruckventils mit Doppelwirkung. Dieses Überdruckventil kann ebenfalls in eine galvanische Zelle eingebaut sein, beispielsweise in eine Zelle, wie sie in den Fi g. 3 und 4 dargestellt ist.
»o Die Zelle enthält einen polarisierten metallischen becherförmigen Behälter 10 mit einem äußeren Metallmantel 11, der von dem Behälter 10 durch eine isolierende Auskleidung 12 getrennt ist, die vorzugsweise aus Papier oder einem anderen Faserstoff besteht. Das offene Ende des Behälter 10 ist abgedichtet durch einen starren ringförmigen isolierenden Dichtungsring 20, vorzugsweise aus einem verhältnismäßig harten Kunststoff. Die Außenkante des ringförmigen isolierenden Dichtungsringes 20 stößt gegen
ao die Seitenwandungen des Behälters 10, die radial nach einwärts zusammengepreßt sind, so daß eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen dem Dichtungsring 20 und dem Behälter 10 gebildet wird. Die unteren Außenkanten des Behälters 10 sind umgebördelt über einen peripheralen Flansch 19, der aus einem Stück mit den Außenkanten des isolierenden Dichtungsringes 20 besteht. Der Metallmantel 11 und die isolierende Auskleidung 12 erstrecken sich über die Unterkanten des Behälters 10 und sind in ähnlicher Art umgebördelt über die Außenkanten einer metallischen Bodenplatte 28, die als negatives Endstück der Zelle dient.
Dieses erfindungsgemäße Überdruckventil enthält einen umgekehrt angeordneten Metallbecher 31, der innerhalb einer engen kreisförmigen Aussparung des ringförmigen isolierenden Dichtungsringes 20 iiegt. Der Becher 31 hat einen mittigen sich nach oben erstreckenden zylindrischen Fortsatz 33, eier flüssigkeitsdicht in der öffnung des isolierenden Ringes 20
steckt und eine ziemlich tiefe längliche Entlüftungsbohrung 32 für das Ventil bildet. Eine elastische Dichtungskugcl 30 ist in die Entlüftungsbohrung 32 hineingepreßt, und hierbei, wie dargestellt verformt wodurch die Entlüftungsbohrung 32 gegen einen hohen Innendruck abgedichtet wird. Innerhalb des Metallbechers 31 befindet sich eine ringförmige Einlage 40. deren öffnung 41 ausgerichtet ist mit der öffnung des Fortsatzes 33. Bei dieser Ausführungsforrr des erfindungsgemäßen Überdruckventils kann di< Öffnung 41 in der Einlage 40 verwendet werden, urr den Anfangsdruck zu erhöhen, bei welchem die ela stische Dichtungskugel 30 aus der Entlüftungsboh rung 32 herausgestoßen wird. Die öffnung 41 in de ringförmigen Einlage 40 kann daher einen etwa kleineren Durchmesser aufweisen als der innen Durchmesser des Fortsatzes 33. Dadurch wird ein nach auswärts gerichtete Bewegung der elastische] Dichtungskugel 30 anfangs weiter beschränkt, und e kann ein höherer Gasdruck im Inneren des Behäl ters, beispielsweise in einer galvanischen Zelle, eni stehen.
Nach dem Ausstoßen der elastischen Dichtungsku gel 30 aus der Entlüftungsbohrung 32 und durch di Öffnung 41 in der Einlage 40, wird die Dichtungskt
gel 30 über der öffnung 41 festgehalten; sie wir hierbei zusammengedrückt und flach verformt, wi dies mit gestrichelten Linien angedeutet ist. Zui Festhalten dient die metallische Kappe 42, welche il
409634/1:
rerseits durch die unteren Außenkanten des Metallbechers 31, die über die Außenkanten der Kappe 42 reichen, festgehalten wird. Ein elektrischer Leiter 29 ist mit dem Fortsatz 33 des Metallbechers 31 verbunden und dient zur elektrischen Verbindung mit einer Elektrode tier Zelle. Eine elastische Feder 36, die aus der Kappe 42 ausgestanzt sein kann, befindet sich in Berührung mit der metallischen Bodenplatte 28, die als negatives Endstück der Zelle dient.
Eine wichtige Eigenschaft der erfindungsgemäßen Überdruckventile besteht üarin, daß die Ventile sich wieder schließen, wenn der im Inneren des Behälters, beispielsweise in einer galvanischen Zelle entstandene Gasdruck abgelassen ist. Bei allen dargestellten Ausführungsformen hat die elastische abgeflachte Dichtungskugel 30 aus elastomerem Material eine elastische Spannung, welche die Kraft gibt, um die Kugel zurück in ihre abdichtende Stellung gegen die Außenkante 38, 39 der Entlüftungsbohrung 32 zu bringen. Beim weiteren Ansteigen des inneren Gasdruckes kann die Kugel erneut zeitweilig verformt werden. Wenn die Dichtungskugel 30 erst einmal aus der Entlüftungsbohrung 32 herausgedrückt worden ist, darf sie diese nicht erneut verstopfen und dadurch einen weiteren Gasaustriit aus dem Inneren des Behälters verhindern. Ein Festsetzen der elastischen Kugel in der Entlüftungsbohrung 32 kann durch Zusatz von aktivem Material verhindert werden, das aus dem Inneren des Behälters an den Ventilsitz gelangt. Bei allen Ausführungsiormen des erfindungsgemäßen Überdruckventils kann die elastische Dichtungskugel 30 aus einem beliebigen elastischen clastomeren Material bestehen. Wird das erfindungsgemäße Überdruckventil in Verbindung mit alkalischen galvanischen Zellen verwendet, so sollte die elastische Dichtungskugel 30 aus einem elastischen elastomeren Material bestehen, das chemisch gegenüber dem alkalischen Elektrolyten in einer solchen Zelle beständig ist. Ein geeignetes, chemisch beständiges elastomeres Materie! für die elastische Dichtungskugel 30 ist ein Copolymer aus Äthylen und Propylen. Die elastische Dichtungskugel 30 sollte vorzugsweise eine Durometer-Härte von 60 bis 70 aufweisen. Die Kugel sollte ihre Elastizität während langer Zeit auch bei starker Verformung beibehalten, beispielsweise kann die in die Entlüftungsbohrung 32 hineingepreSie Dichtungskugel nur noch einen Durchmesser von 50 bis 70°, ο des ursprünglichen Durchmessers der Dichtungskugel aufweisen.
Die Außenkanten 38, 39 der Entlüftungsbohrung 32 dienen als Ventilsitz für die elastische Dichtungskugel 30. Ferner kann der Ventilsitz für die elastische Dichtungskugel 30 auch aus einem zusätzlichen Teil bestehen, das über der Entlüftungsbohrung 32 liegt, beispielsweise aus dem Ring 40. Abgesehen von der in F i g-5 dargestellten Ausführungsform, sollten die Außenkanten 38 der Entlüftungsbohrung 32 eine Schulter von etwa 90° C bilden, damit diese scharfen Kanten die elastische Kugel nur minimal berühren und zu einer flüssigkeitsdichten Abdichtung führen.
Die elastische Dichtungskugel 30 soll anfänglich kugelförmig sein, bevor sie in die Entlüftungsbohrung 32 hineingepreßt wird, auch sind andere Formen möglich, z. B. eine zylindrische oder eine sphäroide Form; die Kugelform wird jedoch bevorzugt.
In einigen Fällen kann es erwünscht sein, einen Zusatz zu verwenden, um die Oberfläche der elastisehen Dichtungskugel 30 zu schmieren, wodurch das Hineindrücken der Kugel in die Entlüftungsbohrung 32 erleichtert wird. Ferner wird dadurch sichergestellt, daß die Dichtungskugel 30 bei ausreichendem Überdruck in dem Behälter auch aus der Entlüftungsbohrung 32 richtig herausgestoßen wird. Das Schmittmittel dichtet auch kleine Unregelmäßigkeiten des Ventilsitzes oder der Kugeloberfläche ab und verhindert beispielsweise das Festsetzen von Salz aus dem flüssigen Elektrolyt, der mit dem Ventil in Be-
»o rührung kommen kann. Geeignete Zusätze sind etwa Schmiermittel aus Silikonen, Seife und Wachs.
Die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Überdruckventils wurde unter anderem an verschiedenen Zellen von verschiedener Größe, nämlich D, AA, AAA, geprüft; die Zellen bestanden aus Zink, enthielten Mangandioxid und einen alkalischen Elektrolyten. Die elastische verformbare Dichtungskugel in den Überdruckventilen war kugelig und bestand aus einem Copolymer aus Äthylen und Propylen; die
Durchmesser der Kugeln lagen zwischen 2,4 und 4.8 mm und waren an die Abmessungen der Zellen angepaßt. Der Ablaßdruck der Überdruckventile war durch Parameter, wie Elastizität der Kugel, Unterschied zwischen Kugeldurchmcsser und des Durchmcssers der Entlüftungsbohrung 32, und andere Parameter gegeben und lag im Bereich zwischen 0,35 und 35 kg/cm2. Die Überdruckventile wirkten zufriedenstellend, und das Ablassen von Gas erfolgte in vorhersehbarer und wiederholbat er Art für die verschiedenen Drücke.
Die Erfindung schafft ein neues und verbessertes Überdruckventil zum Ablassen von hohen inneren Gasdrücken aus flüssigkeitsdicht geschlossenen Behältern. Es ist insbesondere für alkalische galvani-
sehe Zellen gut geeignet, da das erfindungsgemäße Überdruckventil hervorragend an die unterschiedlichen Bedingungen hinsichtlich Gasauslaß beim Lagern bzw. Gebrauch solcher Zellen angepaßt ist. Das erfindungsgemäße Überdruckventil zeichnet sich aus durch einfache und kompakte Bauweise, wodurch es leicht auch in Zellen mit sehr kleinen Abmessungen eingebaut werden kann. Das erfindungsgemäße Überdruckventil besteht lediglich aus einer sehr geringen Anzahl von Teilen, wobei die elastische Dichtungskugel der einzige bewegliche Teil ist. Das Ventil kann in einfacher Weise ohne νιε! Arbeit zusammengestellt werden; kritische Toleranzen treten beim Zusammenbau nicht auf; somit ist seine Herstellung verhältnismäßig billig.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:
1. Überdruckventil für einen flüssigkeitsdicht verschlossene« Behalter 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, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicbtungskugel (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 c:nem 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 Ventilsitz gedruckt wird.
2. Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz eine scharfe rechteckige Schulterkante (38) aufweist (Fig.4).
3. Überdruckventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz eine kegelförmige Oberfläche (39) aufweist (F i g. 5).
4. Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die D: ,htungskugel (30) aus einem elastomeren Material mit einer Durometer-Härte von etwa 60 bis 70 ,«steht.
5. Überdruckventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (24, 25, 42), welche die Dichtungskugei (30) unter elastischer Verformung gegen den Ventilsitz drückt, Bestandteil einer galvanischen Zelle ist.
6. Überdruckventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die galvanische Zelle 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) verläuft, 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 Entlüftungsbohrung (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 (Fig. 6).
9. überdruckventil nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Enllüftungsbohrung (32) durch einen nach außen gerichteten, rohrförmigen Abschnitt der p.eschlosscnen 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 des Behälters )10) hineinpaßt, daß ein starrer Metalldeckel (21) innerhalb des Dichtungsringes (20) angeordnet ist, und daß ein Endniet (22) durch die raittige öffnung des Dichtungsringes (20) hindurchführt, wobei der Dichtungsring (20) flüssigkeitsdicht mit dem Metalldcckel (21), dem Endniet (22) und dem Behälter (1») abschließt, und daß die Entlüftungsbohrung (32) durch den Endniet (22) hindurchführt (Fig. 3).
11. Überdruckventil nach Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Endniets (22) eine kreisförmige Aushöhlung (34) aufweist, die mit der Entlüftungsbobrung (32) in Verbindung steht, wobei die Tiefe dieser kreisförmigen Aushöhlung (34) kleiner ist als der Durchmesser der Dichtungskugel i3ü) in ihrem ursprünglichen Zustand, und wobei die Dichtungskugel (30) durch eine elastische, scheibenförmige Feder (35) in die kreisförmige Aushöhlung (34) gedrückt 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 (10) 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 Metallbecher (31) angeordnet ist, von dem ein mittiger, zylindrischer Fortsatz (33) durch die öffnung in dem isolierenden Deckel (20) reicht, durch der, die Entlüftungsbohrung (32) fuhrt und innerhalb des Metallbechers (31) ein ringförmiger Einsatz (40) angeordnet ist, dessen öffnung (41) mit der Entlüftungsbohrung (32) ausgerichtet ist (F i g. 6).
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