DE2129685A1 - Trockenelement - Google Patents

Description

Patentanwälte

Dipl. Ing. C.Wallach _1R . . ,_

Dipl. Ing-G. Koch 15. Junr 1371

Dr. T. Haibach
8 München 2

Kaufingeistr.8,Tel.24O275

MATSUSHITA ELECTRIC INDUSTRIAL CO., LTD, Osaka, Japan

Die Erfindung bezieht sich auf den äußeren Aufbau eines Trockenelements.

Der Außenmantel eines Trockenelements besteht für gewöhnlich aus einem zu einem Zylinder verformten Bleoh, wobei sich die Seitenkanten des Bleches überlappen und nach innen umgefalzt sind. Wegen dieser Überlappung ist der Außenmantel mit dem Zinkbecher nicht konzentrisch und sein Innenraum fällt kleiner aus. Aus diesem Grund ist ein "fugenloser" Außenmantel 4 wie der in den Fig. 4 und 5 gezeigte entwickelt worden, bei dem ein Blech 1 zu einem Zylinder verformt ist, wobei die Seitenkanten 2 und 3 lediglich aneinanderstoßen ohne sich zu überlappen.

Bei einem herkömmlichen Trockenelement mit fugenlosem Außenmantel, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, ist das obere Ende 5 des Außenmantels 4 umgebördelt, so daß es mit dem oberen Ende eines Kunstharzröhrchens 6 unter Zwischenschaltung eines Flansches 8 einer Katodenkappe 7 und eines Isolierrings 9 zum Festklemmen

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der oberen Randkante einer Abschlußplatte 10 zusammenwirkt, während das untere Ende 11 des Außenniantels 4 ebenfalls nach innen umgebördelt ist, so daß hierdurch die untere Randkante des Zinkbechers 15. unter Zwischenschaltung der Bodenplatte 12 und unter Zwischenschaltung von Isolierringen IJ und I4 festgeklemmt wird. Das Trockenelement mit dieser Bauweise hat jedoch den Nachteil, daß sich die aneinanderstoßenden Teile 2 und 3 des Außenmantels 4 infolge des Bestrebens des Außenmantels, wieder seine ursprüngliche Form anzunehmen, nämlich die eines flachen Bleches, infolge des bei der Entladung des Trockenelements entstehenden Gasdrucks und/oder infolge des Drucks der Elektrolytmasse nach außen auszudehnen suchen, so daß sich der Außendurchmesser des Außenmantels 4 über die Standardabmessung hinaus in einem solchen Maß vergrößert, daß eine Entnahme des ψ Trockenelements aus einer Maschine oder Vorrichtung, in der es verwendet wird, nicht mehr möglich ist, oder aber die Auswärtsdehnung des Außenmantels schwächt die festgeklemmten Teile am oberen und unteren Ende des Trockenelements, was leicht ein Austreten der Elektrolytmasse nach sich ziehen kann.

Weiterhin ist es bei dem Trockenelement mit dem obenbeschriebenen Aufbau auch erwünscht, den Plansch 8 der Katodenkappe 7 möglichst weit nach außen zu führen, da hierdurch erreicht werden kann, daß die Schließkraft beim Umbördeln des oberen Endes des Außenmantels 4 gleichmäßig angelegt wird, was dazu beiträgt, einem Austritt der Elektrolytmasse vorzubeugen. Es war jedoch bislang mit Schwierigkeiten verbunden, den Plansch weiter nach außen zu führen, fc da zwischen dem Plansch 8 und dem Außenmantel 4 kein Isolierteil

vorgesehen war.

Der Ausdehnung des Außenmantels 4 nach außen hat man ferner dadurch entgegenzuwirken gesucht, daß an den umgebördelten Teilen am oberen und unteren Hand des Außenmantels 4 ein Isolierring 17 wie der in Pig. 7 gezeigte montiert wurde, der an seinem Umfangsrand einen Vorsprung 16 aufweist. Da die umgebördelten Teile des Außenmantels 4 iⁿ der Weise an dem Ring angreifen, daß sie den Vorsprung 16 umspannen, können sie sich nicht nach außen ausdehnen. Als ungelöstes Problem bleibt jedoch auoh in diesem Fall zu konstatieren, daß zwisohen dem Plansch 8 der Kappe 7 und dem Außenmantel

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4 lein Isolierteil vorhanden ist. Wegen der ungleichartigen Formgebung des Ringes 17 an der Oberseite und an der Unterseite muß er zudem genau senkrecht aufgesetzt werden, was sich im Fertigungsgang als nachteilig erweist.

Durch 'lie Erfindung sollen die obenbezeichneten Mn gel, die bei der. bekannten Trockenelementen in Erscheinung treten, ausgeschaltet werden. Durch die Erfindung wird ein Trockenelement geschaffen, bei dem es nicht zu einem Austritt der Elektrolytmasse koamt und bei den' die Katodenkappe gegen den Außenmantel "vollständig isoliert ist.

Das erfirdungsgemäße Trockenelement weist einen Außenmantel mit aneinanderstoßenden Seitenkanten auf, ferner einen ersten Isolierring ir.it Voreprüngen an der Oberseite und an der Unterseite seines Außenrandes, der katodenseitig auf das dichtende Teil aufmontiert ist, und einen zweiten Isolierring mit einem Vorsprung zumindest an der Unterseite seines Außenrandes, der anodenseitig auf das dichtende Teil aufmontiert ist, wobei das obere Ende des Außenmantels außerhalb eines Zinkbechers über den an der Oberseite des Außenrandes dee errten Isolierringrs vorgesehenen Vorsprung umgebördelt ist, wrihrend das untere Ende des Außenmantels über den an der Unterseite des AiH-«nr and es des zweiten Isolierrings vorgesehenen vVrrrorm::- lu're^ördelt ist, s^ daß die umgebördelten Teile am oberen un3 am unteren Finde des Auf?er.:nantels die Vorsprünge des ersten beziehungsweise des zweiten Isolierrings umspannen^

Die obifren und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergc' er. sich aus dem Zusammenhang der nachfolgenden Beschreibmiir in Verbindung ir.it den beigegebenen Zeichnungen. Darin zeigens

Fig. 1 eine Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt;

Fi pt. 2 eine in einem größeren Maßstab gehaltene Schni ttausiclvt dor e^ n₍-ekle;imten Teile am oberen und sm unteren Ende des Außemnantels bei der in Fig. 1 dargestellten Aucführungsform des Trockenelements}

Fig. 3 einen Isolierring im Längsschnitt}

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BAD OFUGlNAL

Pig. 4 eine perspektivische Ansicht des Außenmantels; Fig. 5 eine Abwicklung des Außenmantels; Fig. 6 ein herkömmliches Trockenelement im Längsschnitt;

Fig. 7 einen in dem herkömmlichen Trockenelement verwendeten Isolierring im Längsschnitt.

In Fig. 1 ist ein Zinkbecher 15 dargestellt, der als katodischen Kollektor einen Kohlestab 18 enthält, ferner eine Katodenmasse 19 mit Mangandioxid als Depolarisationsmasse, einen Separator 20 aus Kraftpapier, das auf der einen Seite mit einer Schicht einer aus Methylcellulosepulver bestehenden Paste überzogen ist, ein Bodenisolierteil 21 und ein oberes Isolierteil 22. Die obere öffnung des Zinkbechers ist durch eine Abschlußplatte 10 aus Polyäthylen abgedichtet. Das obere Ende eines aus einem Kopolymeren von Vinylchlorid und Vinylacetat bestehenden Kunstharzröhrchens 6, das die Außenfläche des Zinkbechers bedeckt und die Eigenschaft der Wärmekontraktion besitzt, ist eng mit der oberen Fläche des Außenrandes der Ab'schlußplatte 10 verbunden, während das untere Ende dieses Kunstharzröhrchens 6 unter Zwischenschaltung eines Dichtungsringes 23 eng gegen den Rand einer Bodenplatte 12 anliegt. Die Bezugszahlen 24 und 24' bezeichnen Isolierringe aus Kunststoff, die an der Oberseite und an der Unterseite ihres Außenrandes Vorsprünge 25 und 26 beziehungsweise 25' und 26' aufweisen. Der obere oder erste Isolierring 24 und der untere 0 jier zweite Isolierring 24' sind katodenseitig und anodenseitig in den abdichtenden Bereichen montiert. Das obere umgebördelte Teil 5 cLes Außenmantels ist außerhalb des Zinkbechers so nach innen geführt, daß es den Vorsprung 25 des Isolierrings 24 umspannt, während das untere umgebördelte Teil 11 ebenfalls nach innen geführt ist, so daß es den Vorsprung 26' des Isolierrings 24' umspannt. Der Flansch 8 der das obere Ende des Kohlestabes 18 bedeckenden Katodenkappe 7 ist als Zwischenlage zwischen den flachen Teil des Isolierrings 24 und das Röhrchen 6 eingefügt, wobei die Randkante des Flansches 8 gegen den Vorsprung 26 anliegt, der an der Unterseite des Randes des Isolierrings 24 vorgesehen ist.

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Wie sich aus dem oben Gesagten ergibt, weist daserfindungsgemäße Trockenelement am abdichtenden Bereich auf der Anodenseite einen Isolierring mit einem Vorsprung an der Oberseite und an der Unterseite seines Randes auf. Bas Trockenelement ist außerdem am oberen und unteren Ende des Außenmantels mit umgebördelten Teilen ausgebildet, welche die an den Rändern der Isolierringe vorgesehenen Vorsprünge 25 und 26' umspannen. Infolgedessen kann sich der Außenmantel 4 nicht nach außen ausdehnen, da die umgebördelten Teile am oberen und unteren Ende des Außenmantels 4 durch das Angreifen an den Vorsprüngen 25 und 26' der Isolierringe 24 und 24' festgelegt sind, so daß die Spannkraft des Außenmantels nicht nachläßt und der Außenmantel gegen ein Austreten der Elektrolytmasse schützt. Der Vorsprung 26 an dem Isolierring 24 isoliert außerdem den Flansch 8 der Kappe 7 gegen den Außenmantel 4» wodurch das Problem eines Kurzschlusses zwischen der Kappe und dem Außenmantel beseitigt wird, das bei dem in Fig. 7 gezeigten herkömmlichen Isolierring 17 des öfteren in Erscheinung trat. Da sich im übrigen die Vorder- und Rückseiten der Isolierringe 24 und 24' nicht voneinander unterscheiden und diese Ringe gegeneinander ausgetauscht werden können, wird bei der Herstellung der Trockenelemente hierdurch auch die Fertigungsrationalität merklich gesteigert.

Wenngleich der am abdichtenden Bereich auf der Anodenseite, also am Unterteil des Trockenelements vorgesehene Isolierring 24' bei der obenbeschriebenen Ausführungsform ebenso wie der Isolierring 24 Vorsprünge an der Oberseite und an der Unterseite seines Randes aufweist, kann der Vorsprung 25' bei dem Ring 24' aber auch fortgelassen werden, wenn man eine gewisse Einbuße in der Einfachheit der Montagearbeiten in Kauf nimmt. Auch in diesem Fall kann das obere und untere Ende des Außenmantels jedenfalls hinlänglich festgeklemmt werden, um dem Auswärtsdehnen des Außenmantels vo r zub eu gen.

In der untenstehenden Tabelle ist das erfindungsgemäße Trockenelement A der Größentype "AA" vergleichsweise einem herkömmlichen Trockenelement B gegenübergestellt, wobei einerseits von 100 Trockenelementen als Probeobjekten jeweils diejenige Anzahl angegeben ist, bei denen sich nach 90tägiger Dauerentladung bei 10 Ohm

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und bei einer Temperatur von 30 C Undichtigkeiten zeigte ._T während andererseits Angaben über den Isolationswiderstand zwischen der Katodenkappe und dem Außenmantel bei einer Temperatur von 20 C und einer Luftfeuchtigkeit von 90 Prozent gemacht sind.

Zahl der Elemente Zahl der Elemente mit einem

Trockenelement mit Undichtigkeiten IsolationsvrLderstand unter

(100 Prüfkörper) 20 Ϊ.Η2/5ΟΟΥ (lOOO Prüfkörper)

A 2 2

B 25 68

Aus der obigen Beschreibung iat zu entnehmen, daß es bei dem erfindungsgemäßen Trockenelement nicht zu einer Auswärtsdehnung des Außenmantels mit seinen aneinanderstoßenden Seitenkanten und auch nicht zum Austreten der Elektrolytmasse oder zum Kurzschluß zwischen dem Ende der Katodenkappe und dem Außenmantel kommt. Das erfindungsgemäße Trockenelement hat außerdem den praktischen Vorteil, daß es leichter zusammenzubauen ist, was die Massenfertigung begünstigt.

Patentansprüche

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Claims (2)

1. — 7 —
   Patentanspruch e

   fl.!Trockenelement mit einem eine Vielzahl von energieliefernden Teilen enthaltenden und am oberen Ende mit einem Dichtungsmaterial verschlossenen Zinkbecher, einer auf einen durch das Dichtungsmaterial nach oben ragenden Kohlestab aufgepaßten Katodenkappe, wobei die Katodenkappe einen oberhalb des Dichtungsmaterials angeordneten Flansch aufweist, einer gegen die Bodenfläche des Zinkbechers anliegenden Anodenanschlußplatte, einem auf den Rand der Katodenkappe aufmontierten ersten Isolierring und einem auf den Rand der Anodenanschlußplatte aufmontierten zweiten Isolierring, wobei der Rand der Katodenkappe unter Zwischenschaltung des ersten Isolierringes durch das obere Ende des Außenmantels festgeklemmt ist, wobei das obere Ende des Außenmantels nach innen umgebördelt ist, wobei der Rand der Anodenanschlußplatte unter Zwischenschaltung des zweiten Isolierringes durch das untere Ende des Außenmantels festgeklemmt ist und wobei .^s untere Ende des Außenmantels nach innen umgebördelt ist, gekennzeichnet durch das Aneinanderstoßen der Seitenkanten des Außenmantels (4), eine Ausbildung des ersten Isolierringes (24) mit Vorspriingen (25, 26) an der Oberseite beziehungsweise an der Unterseite seines Randes und eine Ausbildung des zweiten Isolierringes (24') mit einem Vorsprung (26·) an der Unterseite seines Randes, wobei das obere Ende (5) des Außenmantels (4) nach innen umgebördelt und auf den Vorsprung (25) des ersten Isolierrings (24) aufgefalzt ist und wobei das untere Ende (ll) des Außenmantels (4) ebenfalls nach innen umgebördelt und auf den Vorsprung (26·) des zweiten Isolierrings (24') aufgefalzt ist.
2. 2. Trockenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Rand des zweiten Isolierringes (24·) an der Oberseite ebenso wie an der Unterseite je ein Vorsprung (25', 26') vorgesehen ist.

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