DE2225140B2

DE2225140B2 - Galvanisches Element mit elastischem Gasventil

Info

Publication number: DE2225140B2
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: 1974-03-21
Also published as: DE2225140C3; GB1425040A; DE2225140A1; US3923548A; FR2185861B1; BR7303358D0; FR2185861A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein auf den Gegebenheiten elastischer Materialien beruhendes Gasventil für galvanische Elemente, insbesondere für Primärelemente mit einem Kohlestift a!: 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 eigens Untersuchungen zeigten, beträgt die Menge des »parasitärer.« Wasserstoffs etwa 200 ml pro Amperestunde bei Entladestromstärken, die oberhalb 2mA/cm^a liegen. Bei kleineren Stromdichten ist die elektrochemisch nutzlos entwickelte Wasseretoffmenge 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 Folie befindet. Die deutsche Auslegeschrift 1 596 290 beschreibt ein Verschlußventil, das aus einem porösen Körper besteht, der durch eine hochsiedende 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.

Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung ist es daher, 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 Dichtungsscheibe oder zumindest ihr innerer Bereich muß für diesen Zweck aus einem Material bestehen, das elastische Eigenschaften aufweist und diese Eigenschaften zusammen mit einer Formstabilität über einen weiten Temperaturbereich (-4O⁰C bis + 80° C) behält. Geeignetes Material ist in den Ansprüchen 7 und 8 angegeben.

Um die Erfindung zu verdeutlichen, werden an Hand der F i g. 1 bis 3 drei mögliche Ausführungsformen beschrieben.

In allen Fällen ist die Dichtungsscheibe, deren innere öffnung stramm auf den Stromableiter 2 paßt, auf diesen stets so aufgepreßt, daß sein oberes Ende wieder frei liegt. Sinnvollerweise sollte der Stromableiter 2, 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. Für dieses Abdichten sind sämtliche in der Praxis üblichen und bewährten Methoden verwendbar.

Das Gasventil gemäß F i g. 1 besteht aus einem dünnwandigen, am Stromleiter anliegenden Bereich 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 1. 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 F i g. 2 ist das Ventil für geringere Überdrücke genauer einstellbar, da die Manschette S nach außen elastisch etwas nachge-

ben lawn, Aus diesem Grund kann die Picke der Zunge größer als bei der Ausführung gemäß Fig. 1 sein; sie kann bis zu 2 mm, vorzugsweise etwa 0,5 mm stark sein.

Beim Gasventil gemäß Fig.3 geht der Weg des entweichenden Gases nicht durch den eigentlichen Dichtungsring bis zum Ventil, sondern durch eine Rille 6 an der Oberfläche des Stromabnehmers. Die entsprechend dem Druck zu bemessende dünnwandige, der Dichtungsscheibe 1 beispielsweise angespritzte Manschette5 wird durch das Gas zur Seite gedruckt und geht beim Nachlassen des Gasdruckes infoige ihrer Elastizität wieder in die Ausgangslage zurück. Durch den Abstand zwischen dem Ende der Gaszuführrille 6 im Stromabnehmer-Kohlestift und dem Dichtventil über diesem Punkt ist ebenfalls eine Druckeinstellung möglich, zusätzlich sogar noch über die Dicke der Manschette. .,,_·.

Für äi» Praxis sind mit dieser Gasventiltechnik durch entsprechende Wahl der Wandstärke und der Fläche des als ehstische Zunge wirkenden Ventils beliebige Drücke einstellbar. Die erfindungsgemäGen Ventile sind auf Grund ihrer einfachen Herstellung besonders für die Massenfabrikation geeignet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Galvanisches Element, insbesondere Primärelement mit sich bei Überdruck öffnendem Gasventil, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf einem Stromableiter (2) aufgebrachte aus elastischem Material bestehende Dichtungsscheibe (1) das Element abschließt, daß die Dichtungsscheibe (1) einen am Stromableiter (2) an- xo liegenden Bereich (3) besitzt, der dünnwandig ist und sich unter dem Einfluß eines erhöhten Gasdruckes im Inneren der Zelle vom Stromableiter (2) elastisch wegbiegt, und daß der Stromableiter (2) im Bereich der Dichtungsscheibe (1) geglättet ist.

2. Galvanisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Magnesium/ Braunstein-Primäreiement ist.

3. Galvu-iisches Element nach den Ansprü- ao chenl und 2, dadurch gekennzeichnet, d.iß die Dichtungsscheibe (1) an ihrem inneren Durchmesser eine von unten bis kurz vor ihre äußere Oberfläche reichende Nut (4) aufweist.

4. Galvanisches Element nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsscheibe (1) eine mittig angebracht" Manschette (5) aufweist, wobei die Dichtungsscheibe (1) und die Manschette (5) am Stromableiter (2) anliegen und eine an ihrem inneren Durchmesser angebrachte, kurz vor dem oberen Manschettenende aufhörend. Nut (4) besitzen.

5. Galvanisches Eleiient nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, d;iß die Dichtungsscheibe (1) den geglätteten Stromableiter (2) umfaßt, der eine kurz vor dem oberen Manschettenende aufhörende, in Richtung auf die Polkappe verlaufende Nut (6) besitzt.

6. Galvanisches Element nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (4, 6) konisch ausgebildet ist und ihr engster Durchmesser in Richtung auf das äußere Ende des Stromableiters (2) weist.

7. Galvanisches Element nach den Ansprüchen 1 bis 6,, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsscheibe (1) aus Polyolefin besteht.

8. Galvanisches Element nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsscheibe (1) aus Polypropylen besteht.