DE2237398C3

DE2237398C3 - Galvanisches Element mit Stahlmantelumhüllung und Dichtungsanordnung an positivem VerschluBdeckel

Info

Publication number: DE2237398C3
Application number: DE2237398A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Christof; Alois Fraenzl; Hermann Dr.-Ing. Dr. Fuellenbach
Original assignee: VARTA Batterie AG
Current assignee: VARTA Batterie AG
Priority date: 1972-07-29
Filing date: 1972-07-29
Publication date: 1975-06-05
Also published as: BE802432A; DE2237398A1; FR2195074A1; NL7310468A; AT325126B; DK132726B; FR2195074B1; JPS5528390B2; DK132726C; BR7305712D0; NL166363B; NL166363C; IT990671B; DE2237398B2; US3953240A; GB1433347A; CA984453A; JPS4958330A; ZA735060B

Description

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Die Erfindung betrifft ein galvanisches Element mit Stahlmantelumhüllung und Dichtungsanordnung an positivem Verschlußdeckel, über den der Stahlmantel und die Papphülse gebördelt ist, welche zwischen der nach innen eingebördelten Oberkante der Bechereicktrode und der Papphülse eingreift.

Galvanische Primärelemente in Pasten- oder Papierfutter-Ausführung sind üblicherweise an der Pluspolseite nach zwei Prinzipien abgedichtet.

Es ist entweder ein elektrisch isolierender Verguß aus einem thermisch verflüssigbaren Stoff, vorzugsweile Bitumen, eine Bitumenwachsmischung oder Wachs, oberhalb der oberen Abdeckscheibe zwischen Kohlenitift und Becherelektrode vorgesehen, oder die Abdichtung erfolgt durch einen aus einem Thermoplasten hergestellten elektrisch isolierenden Formkörper, der oberhalb der oberen Abschlußscheibe durch Aufsitzen •uf der Sicke und Einbördeln des oberen Becherelektrodenrandes formschlüssig zwischen Kohlenstift und Becherelektrode befestigt ist (DT-OS 2 129 685, FR-PS J 389 756).

Diese Abdichtungen haben den Nachteil, daß ein wesentlicher Teil des oberen Bereiches der Becherelektrode für die stromliefernde Reaktion ausfällt. Weiterhin kann bei Verwendung dieser Abdichtsysteme ein unter gewissen Bedingungen im Primärelement entstehender Gasdruck nicht ohne Beschädigung des Elementes abgebaut werden, da der Weg, den das Gas beim Entweichen nimmt, nicht wieder geschlossen wird und somit die Gefahr des Austrocknens besteht.

Bei zylindrischen Primärelementen ist es auch bekannt, zwischen dem umbördelten Rand der Becherelektrode und der oberen Verschlußkappe einen Dichtungsring anzuordnen. Der Verschlußdeckel besitzt dabei eine Ausbuchtung zur Aufnahme des oberen Endes des Kohlestifts (US-PS 2 289 249).

Eine solche Anordnung besitzt den Nachteil, daß bei der Fertigung als gesonderter Arbeitsgang die Dichtung eingelegt werden muß, wobei neben dem erhöhten Arbeitsaufwand auch stets die Gefahr eines falsehen Einlegens der Dichtung besteht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei galvanischen Elementen der eingangs genannten Art eine Dichtungsanordnung zu entwickeln, die einfach herstellbar ist und die insbesondere e;ne weitgehend automatisierte Fertigung erlaubt, wobei gleichzeitig eine hohe Dichtwirkung erzielt werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Dichtungsmaterial mit dem Verschlußdekkel oder mit der Oberkante der Becherelektrode durch Aufspritzen unlösbar verbunden ist

Mit dieser Konstruktion wird der nutzbare Innenraum des galvanischen Primärelementes um die Höhe des bisher üblicherweise benutzten Dichtsystems vergrößert und damit besteht die Möglichkeit den Elementen entweder mehr Kopfraum zu geben oder mehr elektrochemisch aktive Masse einzubringen (Kapazitätsgewinn). Durch das Zusammenwirken des Dichtungselementes mit der umgebördelten federnden Stahlmantelkante entsteht ein federelastisches Kantenventil zum schadfreien Abbau eines im Innern entstehenden hohen Gasdrucks.

Nach einer Ausführungsform wird das Dichtungsmaterial unmittelbar in den zwischen Becherrand und Außenumhüllung bestehenden Zwickel eingespritzt oder eingedüst und anschließend ausgehärtet, wonach mit dem Auflegen der Abdeckscheibe der eigentliche Verschließungsvorgang eingeleitet wird.

Die andere besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, das Dichtungsmaterial bereits vor dem Zusammenbau des Primärelementes durch Aufpritzen auf die untere Außenkante der oberen Abdeckscheibe aufzubringen. Dieser Arbeitsgang kann nämlich parallel zur übrigen Fertigung durchgeführt werden.

Bei bestimmten Primärelement-Typen besteht die Gefahr, daß die zum Innenraum des Elementes weisende Seite der oberen Abdeckscheibe korrodiert. Dem könnte durch die Auswahl eines geeigneten metallischen Materials für diese Scheibe begegnet werden. Einfacher und billiger ist jedoch der erfindungsgemäße Vorschlag, das Material, aus dem die Dichtung besteht, nicht nur als umlaufende Wulst auf die untere Seite der Abdeckscheibe aufzubringen, sondern zusätzlich — unter Aussparung der Polkappe, die den Stromabnehmer der positiven Elektrode aufnimmt — auf den nach innen anschließenden Bereich der \bcSeckscheibe aufzutragen und dergestalt als Korrosionsschutz auszunutzen.

Um die Abdichtung gegenüber der Polkappe zu erhöhen, ist es ferner zweckmäßig, wenn der auf der Abdeckscheibe befindliche Belag zusätzlich eine die Polklappe an ihrem unteren Rand umfassende Wulst bzw. Dichtnase aufweist.

Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung an Hand der Figuren näher erläutert.

F i g. 1 stellt einen Schnitt durch ein galvanisches Primärelement dar. Die Abdichtung 1 ist zwischen dem eingebördelten Rand, der beispielsweise aus Zink hergestellten Becherelektrode 2 und deren aus der Papphülse 4 und dem Stahlmantel 5 bestehenden äußeren Hülle, eingelegt. Der Separator bzw. das Papierfutter 3 trennt die Becherelektrode 2 von der Depolarisatormasse 8, die den meist aus einem Kohlenstift bestehenden Stromableiter 9 umgibt. Mit 7 ist die Bodenscheibe bezeichnet.

Die obere Abdeckscheibe 6 (F i g. 2 bis 4) wird mit ihrer Polkappe 10 auf den Stromableiter 9 aufgesetzt, und anschließend wird der obere Rand der aus Papphülse 4 und Stahlmantel 5 bestehenden Umhüllung in die Nut 12 der Abdeckscheibe 6 eingefalzt. Unter dem

federelastischen Druck des gebördelten Stahlmantels 5 verformt sich das hinreichend elastische, auf dem Becherelektrodenrand angeordnete Dichtungsmaterial 1 derart, daß durch Ringflächenberührung eine ausgezeichnete Abdichtung im Bezug auf den Austritt von Gas oder Elektrolyt entsteht

Das Dichtungsmaterial 1 befindet sich eingespritzt bzw. eingedüst im Ringspalt zwischen der nach innen gebördelten Becherelektrode 2 und der aufgeschobenen Papphülse 4. Das Einbringen des Dichtungsmaterials kann vor dem Verschließen durch das Rohr 11 erfolgen. Die Abdeckscheibe 6 wird auf die so entstandene Dichtungswulst aufgesetzt und durch federelastische Wirkung des Stahlmantelbördels auf letztere niedergedrückt. Wird der Innendruck des Elementes infolge unbeabsichtigt auftretender Gasentwicklung zu hoch, so wirkt dieser Druck der Federspannung des Stahimantelbördels 5 entgegen und hebt die Abdeckscheibe 6 geringfügig von der Dichtungsfläche auf dem Becher 2 ab. Das unter Druck befindliche Gas kann dann 2wischen Becher 2 und Dichtmaterial 1 nach außen hin entweichen, während sich anschließend das System durch die elastische Rückfederung des Stahlmantelbördels wiederum schließt.

Beim Zusammenbau der galvanischen Primärelemente kann man einen ganzen Arbeitstakt einsparen, wenn sich das Dichtungselement bereits auf der Abdeckscheibe, die bei der erfindungsgemäßen Ausführung gleichzeitig die Aufgaben einer sonst zusätzlich benötigten Abschlußkappe übernimmt, befindet. Zur Erläuterung dieser äußerst zweckmäßigen Ausführungsform wird auf die F i g. 1 bis 4 verwiesen.

In Fig.4 befindet sich das Dichtungsmaterial 1 als untere Außenwulst auf der Abdeckscheibe 6, die vor dem Einbördeln der Papp- und Stahlmantelkante auf die Becherelektrode aufgelegt wird.

Man kann nun den Dichtungswerkstoff nicht nur auf die eigentliche Dichtfläche, sondern auch noch in hinreichender Dicke auf die Innenfläche la der Abdeckscheibe 6 zwischen der Dichtfläche und der Polkappe 10 aufbringen, wenn die Eigenschaften dieses Dichtungsmaterials so ausgewählt sind, daß sich nicht nur elektrisch isolierend wirken und elastisch sind, sondern zusätzlich die Innenfläche la der Abdeckscheibe vor korrosivem Angriff durch den Innenelektrolyten oder sich im Innern des Elementes entwickelnde Gase oder Dämpfe schützen (F i g. 5).

Sehr wichtig ist es, das Innere der Polkappe 10 vor Korrosion zu schützen, da sonst der Stromübergang wesentlich erschwert wird. Wie in F i g. 6 angezeigt, kann deshalb das Dichtungsmaterial von der eigentlichen Dichtungswulst 1 über die Innenfläche la sich nicht nur flach bis zum Rand der Polkappe 10 erstrekken, sondern an diesem Rand als Wulst oder Dichtnase Xb ausgebildet sein, die auf Grund ihrer elastischen Eigenschaften den Stromabnehmer unterhalb der Polklappe fest umgreift und damit die sonst einsetzende Korrosion einer ungeschützten elektrisch leitenden Verbindung wirksam verhindert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Galvanisches Element mit Stahlmantelumhüllung und Dichtungsanordnung an positivem Verschlußdeckel, über den der Stahlmanie) und d'w Papphülse gebördelt ist, welche zwischen der nach innen eingebördelten Oberkante der Bechereiektro-

de und der Papphülse eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmaterial (t) mit dem Verschlußdeckel (6) oder mit der Oberkante der Becherelektrode (2) durch Aufspritzen unlösbar verbunden ist

2. Galvanisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmaterial (1) auf den Verschlußdeckel (6) aufgebracht ist und dessen Innenfläche unter Aussparung der Polkappe (10) abdeckt.

3. Galvanisches Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Polkappe (10) eine zusätzliche Dichtnase (Ib) vorgesehen ist.