DE2129685B2 - Zylindrisches trockenelement mit einem zinkbecher und einem metallischen aussenmantel - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein zylindrisches Trockenelement mit einem am oberen Ende mit einem Dichtungsmaterial verschlossenen Zinkbecher, einer auf den durch das Dichtungsmaterial nach oben ragenden Kohlestab aufgepaßten Metallkappe mit einem oberhalb des Dichtungsmaterials angeordneten Flansch, einer gegen die Bodenfläche des Zinkbechers anliegenden Anschlußplatte, mit Isolierringen auf den Rändern des Kappenflansches und der Bodenanschlußplatte, die durch Umbördelung der beiden Enden eines metallischen Außenmantels festgeklemmt sind und einem Kunstharzrohr zwischen dem Zinkbecher und dem Außenmantel.

Der Außenmantel eines Trockenelements besteht für gewöhnlich aus einem zu einem Zylinder verformten Blech, 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 der französischen Patentschrift 033 ist es weiterhin bekannt, nahtlose, verschweißte, gefalzte oder geklebte Außenmäntel bei Trockenelementen zu verwenden.

Bei einem herkömmlichen Trockenelement mit fugenlosem Außenmantel, wie es in F i g. 6 dargestelt 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 positiven Kappe 7 und eines Isolierrings 9 zum Festklemmen der oberen Randkante einer Abschlußplatte 10 zusammenwirkt, während das untere Ende 11 des Außenmantels 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 13 und 14 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 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 oben beschriebenen Aufbau auch erwünscht, den Flansch 8 der Kappe 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 Flansch weiter nach außen zu führen, da zwischen dem Flansch 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 Rand des Außenmantels 4 ein Isolierring 17 wie der in F i g. 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 auch in diesem Fall zu konstatieren, daß zwischen dem Flansch 8 der Kappe 7 und dem Außenmantel 4 kein Isolierteil vorhanden ist. Wegen der ungleichartigen Formgebung des Eingangs 17. an der Oberseite und an der Unterseite muß er zudem genau senkrecht aufgesetzt werden, was sich im Fertigungsgang als nachteilig erweist.

Durch die Erfindung sollen die oben bezeichneten Mängel, die bei den bekannten Trockenelementen in Erscheinung treten, ausgeschaltet werden. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Trockenelement zu schaffen, bei dem es nicht zu einem Austritt der Elektrolytmasse kommt, die positive Kappe gegen den Außenmantel vollständig isoliert ist und darüber hinaus einfach herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein zylindrisches Trockenelement der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Außenmantel aneinanderstoßende Kanten aufweist, der obere Isolierring mit Vorsprüngen an der Oberseite bzw. an der Unterseite seines Randes und der zweite Isolierring mit einem Vorsprung an der Unterseite seines Randes versehen sind, das obere Ende des Außen-

mantels nach innen umgebördelt und auf den Vorsprung des Isolierrings aufgefalzt ist und das untere Ende des Außenmantels ebenfalls nach innen umgebördelt und auf den Vorsprung des zweiten Isolierrings aufgefalzt ist.

Im folgenden werden an Hand der Fig. 1 bis 5 Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und dem Stand der Technik entsprechenden Beispielen, wie sie die F i g. 6 und 7 zeigen, gegenübergestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt,

F i g. 2 eine in einem größeren Maßstab gehaltene Schnittansicht der eingeklemmten Teile am oberen und am unteren Ende des Außenmantels bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform des Trockenelements,

F i g. 3 einen Isolierring im Längsschnitt,

F i g. 4 eine perspektivische Ansicht des Außenmantels,

F i g. 5 eine Abwicklung des Außenmantels,

F i g. 6 ein herkömmliches Trockenelement im Längsschnitt und

F i g. 7 einen in dem herkömmlichen Trockenelement verwendeten Isolierring im Längsschnitt.

In F i g. 1 ist ein Zinkbecher 15 dargestellt, der als positiven Kollektor einen Kohlestab 18 enthält, ferner eine positive Masse 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 Abschlußplatte 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 bzw. 25' und 26' aufweisen. Das obere umgebördelte Teil 5 des 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.

Wie sich aus dem oben Gesagten ergibt, weist das erfindungsgemäße Trockenelement am abdichtenden Bereich auf der Seite der negativen Elektrode einen Isolierring mit einem Vorsprung an der Oberseite und an der Unterseite seines Randes auf. Das Trokkenelement 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

ίο 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 F i g. 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 Seite der negativen Elektrode, also am Unterteil des Trockenelements vorgesehene Isolierring 24' bei der oben beschriebenen 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 vorzubeugen.

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 und bei einer Temperatur von 30° C Undichtigkeiten zeigten, während andererseits Angaben über den Isolationswiderstand zwischen der positiven Kappe und dem Außenmantel bei einer Temperatur von 20° C und einer Luftfeuchtigkeit von 90 Prozent gemacht sind.

J0 Trockenelement	Zahl der Elemente mit Undichtigkeiten (100 Prüfkörper)	Zahl der Elemente mit einem Isolationswiderstand unter 20 ΜΩ/500 V (1000 Prüfkörper)
A	2 25	2 68
55 B

Aus der obigen Beschreibung ist 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 praktisehen Vorteil, daß es leichter zusammenzubauen ist, was die Massenfertigung begünstigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Zylindrisches Trockenelement mit einem am oberen Ende mit einem Dichtungsmaterial verschlossenen Zinkbecher, einer auf den durch das Dichtungsmaterial nach oben ragenden Kohlestab aufgepaßten Metallkappe mit einem oberhalb des Dichtungsmaterials angeordneten Flansch, einer gegen die Bodenfläche des Zinkbechers anliegenden Anschlußplatte, mit Isolierringen auf den Rändern des Kappenflansches und der Bodenanschlußplatte, die durch Umbördelung der beiden Enden eines metallischen Außenmantels festgeklemmt sind und einem Kunstharzrohr zwischen dem Zinkbecher und dem Außenmantel, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (4) aneinanderstoßende Kanten (2, 3) aufweist, der obere fsolierring (24) mit Vorsprünge'n (25, 26) an der Oberseite bzw. an der Unterseite seines Randes und der zweite Isolierring (24') mit einem Vorsprung (26') an der Unterseite seines Randes versehen sind, das obere Ende (5) des Außenmantels (4) nach innen umgebördelt und auf den Vorsprung (25) des Isolierrings (24) aufgefalzt ist und das untere Ende (11) des Außenmantels (4) ebenfalls nach innen umgebördelt und auf den Vorsprung (26') des zweiten Isolierrings (24') aufgefalzt ist.

2. Trockenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Rand des zweiten Isolierringes (24') an den Oberseite ein Vorsprung (25') vorgesehen ist.