DE2225140A1

DE2225140A1 - Elastisches gasventil fuer galvanische elemente

Info

Publication number: DE2225140A1
Application number: DE2225140A
Authority: DE
Inventors: Jakob Bauer; Glaister Steward Bell
Original assignee: VARTA Batterie AG
Current assignee: VARTA Batterie AG
Priority date: 1972-05-24
Filing date: 1972-05-24
Publication date: 1973-12-13
Also published as: BR7303358D0; US3923548A; FR2185861B1; GB1425040A; DE2225140B2; DE2225140C3; FR2185861A1

Description

Reg. Nr. PP 168 DT 8. Mai 1972

6 P Fnn/mü

VARTA GESELLSCHAPT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG Ellwangen/Jagst

Elastisches Gasventil für galvanische Elemente

Die Erfindung betrifft ein auf den Gegebenheiten elastischer Materialien beruhendes Gasventil für galvanische Elemente, insbesondere für Primärelemente mit einem Kohlestift als Ableiter.

Bei langlagerfähigen Primärelementen ist ein dichter Elementverschluß erforderlich, um das Austrocknen zu vermeiden. ■ -Nun werden bei verschiedenen Primärelementen Gase entwickelt, z. B. in sehr starkem Maße bei Magnesium/Braunstein-Elementen mit wässrigem Elektrolyten. Die Gasentwicklung beruht bei diesen Magnesium/Braunstein-Elementen darauf, daß Magnesium mit dem wässrigen Elektrolyten unter Bildung von Magnesiumhydroxid und Wasserstoff reagiert. Wie, eigene Untersuchungen zeigten, beträgt die Menge des "parasitären¹¹ Wasserstoffs etwa 200 ml pro Ampdrestunde bei EntladeStromstärken, die oberhalb 2 mA/cm liegen. Bei kleineren Stromdichten ist die elektrochemisch nutzlos entwickelte Wasserstoffmenge pro Amperestunde noch größer. Selbst ohne jegliche äußere Belastung wird in kleiner Menge Wasserstoffgas entwickelt.

Die bisher für gasende Primärelemente vorgeschlagenen Ventile basieren auf einem Loch im Abschlußdeckel, worüber, sich eine lose eingeklemmte dünne Polie befindet. Die

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DT-AS■1 596 290 'beschreibt, ein Verschlußventil, das aus einem porösen Körper besteht, der durch eine hochsieden- ' de Flüssigkeit verschlossen ist. Weitere Ausführungsformen beruhen vor allem darauf, daß durch den sich entwickelnden Gasdruck die Deckelinnenabdichtung so weit aufgedrückt wird, daß das Gas daran vorbeiströmen und anschließend den Elementbehälter verlassen kann. Gegebenenfalls sind eingebaute Filterflächen vorgesehen, die für das Auffangen von Elektrolyt-Tröpfchen bestimmt sind. Auch kann innerhalb des Behälters der Gasstrom ein- oder mehrfach umgelenkt werden.

Diese Maßnahmen sind entweder zu kostspielig oder aber .. _: zu unsicher. ;

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Es stellte sich deshalb die Aufgabe, ein für die Massenfertigung geeignetes sicheres Gasventil zu entwickeln» das das Element gegen Austrocknen schützt, sich aber nach Erreichen eines bestimmten Überdrucks öffnet und dem Gas ein Entweichen gestattet.

Die Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß an der Grenzfläche Dichtungsscheibe/Stromableiter eine aus elastischem Mate- ■ rial bestehende schwache Stelle geschaffen wurde, die sich' von einem bestimmten Druck ab öffnet. Die Dichtungsscheibe oder zumindest ihr innerer Bereich muß daher aus einem Material bestehen, das elastische Eigenschaften aufweist und diese Eigenschaften zusammen mit einer Formstabilitätüber einen weiten Temperaturbereich (-40 ° C bis +80 ° C) ·* behält. Als ein geeignetes Material hat sich z. B. ein Polyolefin erwiesen, dessen Steifigkeit und Härte einem Polyolefin mittlerer bis hoher Dichte und dessen Reißfestigkeit und Verstreckbarkeit nahezu dem Polypropylen entsprechen.

Um die Erfindung zu" verdeutlichen, werden anhand der Pig. 1 bis 3 drei mögliche Ausführungsformen beschrieben.

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Gleichartige Gegenstände sind mit gleichen Bezugsziffern "bezeichnet. .

In allen Fällen ist die Dichtungsscheibe, deren innere Öffnung stramm auf den Stromableiter paßt, auf diesen stets so aufgepreßt, daß sein oberes Ende wieder freiliegt. Sinnvollerweise sollte der Stromableiter, bevorzugt · ein Kohlestift, eine möglichst glatte Oberfläche besitzen, damit ein praktisch gasdichter Sitz erreicht wird. Zur negativen Behälterelektrode, die in den Figuren beispielsweise als Rundbecher eingezeichnet ist, muß der Dichtungsring absolut dicht abschließen. Eür dieses Abdichten sind sämtliche in der Praxis üblichen und bewährten Methoden verwendbar.

Das Gasventil gemäß I¹Ig. 1 besteht aus einer ahgeschwächten Stelle 3 mit einer Wanddicke üblicherweise von 0,05 bis 1,0 mm, bevorzugt 0,1 bis 0,6 mm, und einer den Stromableiter 2 umgreifenden länge von 0,1 bis 10 mm, bevorzugt 0,5 bis 2 mm, je nach dem Material der Dichtungsscheibe Mit 4 ist die konusförmige Nut bezeichnet, die das Abheben des zungenförmigen Gasventils 3 ermöglicht.

Durch die in Form einer Manschette 5 hochgeführte Dichtungsscheibe .2 gemäß Pig. 2 ist das Ventil 3 tür geringere Überdrücke genauer einstellbar, da die Manschette 5 nach außen elastisch etwas nachgeben kann. Aus dieses Grund kann die Dicke der Zunge 3 größer als bei der Ausführung gem. 3?ig. 1 sein; sie kann bis zu 2 mm, vorzugsweise etwa 0,5 stark sein.

Beim Gasventil gemäß Fig. 3 geht der "Weg des entweichenden Gases nicht durch den eigentlichen Dichtungsring bis zum Ventil 3> sondern durch eine Rille 6 an der Oberfläche des Stromabnehmers. Die entsprechend dem Druck zu bemessende dünnwandige, der Dichtungsscheibe 1 beispielsweise angespritzte Manschette 5 wird durch das Gas zur. Seite gedrückt und geht beim Nachlassen des Gasdruckes infolge ihrer Elastizität wieder in die Ausgangslage zurück. Durch den '

Abstand zwischen dem Ende der Gaszuführrille 6 im Stromabnehmer-Kohlestift und dem Dichtventil 3 über diesem ^ Punkt ist ebenfalls eine Druckeinstellung möglich, zusätz lich sogar noch über die Dicke der Manschette,

Tür die Praxis sind mit dieser Gasventiltechnik durch entsprechende Wahl der Wandstärke und der,Fläche des als elastische Zunge wirkenden Ventils beliebige Drucke einstellbar. Die erfindungsgemaßen Ventile sind aufgrund ihrer einfachen Herstellung besonders für die Massenfabri kation geeignet.

- Patentansprüche ~

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Claims

Reg. Nr. PP 168 DT Patentansprüche

1. Sich bei Überdruck öffnendes Gasventil für galvanische Elemente, insbesondere für Primärelemente, dadurch gekennzeichnet, daß eine am oder im Element-Deckel befindliche Dichtungsscheibe dem an dieser Stelle geglätteten Stromableiter praktisch gasdicht anliegt, wobei zumindest ein Bereich der dem Stromableiter anliegenden Dichtungshaube sich unter dem Einfluß eines erhöhten Gasdrucks vom Stromableiter elastisch wegbiegt.

2. Gasventil nach Anspruch 1, dadurch .gekennzeichnet, daß .-der Stromabnehmer als zumindest im Dichtungsbereich geglätteter Kohlestift ausgebildet ist.

3. Gasventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es am Deckel eines Magne'sium/Braunstein-Primärelementes angebracht ist.

Α-, Gasventil nach den Ansprüchen 1 bis 3_f dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung als Scheibe ausgebildet ist, die an ihrem inneren Durchmesser eine von. unten bis kurz vor ihre äußere Oberfläche reichende Nut aufweist,

5. Gasventil nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsscheibe zusätzlich eine _;

■ ?* mittig angebrachte Manschette aufweist, wobei die Schein be und die Manschette dem Stromabnehmer anliegen und eine an ihrem inneren Durchmesser angebrachte, kurz W dem oberen Manschettenende aufhörende Nut besitzen.

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6. Gasventil nach den Ansprüchen .1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer aufgesetzten Manschette versehene Dichtungsscheibe bzw. eine nur als

". Manschette ausgebildete Dichtungsscheibe einen ge- . glätteten Kohlestift umfaßt, der eine kurz vor dem oberen Manschettenende aufhörende, in Richtung auf die Polkappe verlaufende Nut besitzt.

7. Gasventil nach den Ansprüchen 1 und 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut konisch ausgebildet ist, wobei ihr engster Durchmesser in Richtung auf das äußere Ende des Stromableiters weist.

8. Gasventil nach den Ansprüchen 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtscheibe, oder zumindest der der Nut überstehende Teil des Dichtungsringes aus einem Polyolefin, insbesondere Polypropylen, besteht.

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