DE2421187C2 - Abdichtung für Behälter, insbesondere für galvanische Elemente - Google Patents

Description

nach wie vor bei den bekanntgewordenen Verschluß- Die Löcher 6 des Dichtringes 3 besitzen nunmehr arten zu einem Au blühen, d. h, zu einer Kri-itallbil- einen douUicb geringeren Querschnitt, d. b., bei der dung de Elektrolyten und gegebenenfalls zu Kurz- Umpressung sind die gefalteten Masseanteile des schlußbrücken bzw, zu Kriechst«. Dichtringes 3 teilweise in die vor der Pressung masse-

Um dieses möglichst zu vermeiden, hat man be- 5 freien lochartigen Räume 6 gepreßt worden. Die kanntlich zur Verbesserung der Abdichtung des Preß- Kunststoffmasse des Dichtringes 3 ist nunmehr plaaitzcs des Gehäuses, den Dichtring selbst bzw, den stisch verformt, d, h„ sie kann nicht mehr elastisch abdichtenden Teil der Dichtmanschetle mit einem auffedern und rcsistent gegen den bleibenden Schlicßbitumcnnaiugen Lack bestrichen, in der Annahme, druck des Materials des Gehäusepreßrandes arbeiten, daß dieser Lack eventuelle Knechkanäle und Kaver- i» Ein solcher Behälterverschluß ist elektrolyt- und gasnen, die nach der Verpressung derartig vorbcliandel- dichter als die bisher bekannten Ausführungen, ter Bchälterranderund Dichtringe entstehen, ausfül- Die Fig.2, 4 und 6 zeigen eine Dichtung jeweils len kann. Da ciie Lackaufbringung aber in den mci- /or der Pressung, die Fig.3, 5 und 7 die gleiche sten Fallen nicht einheitlich gleichmäßig erfolgt, er- Dichtung nach der Pressung. Die Fig.8 und 9 zeigibt sich auch bei diesem Verfahren keine absolute 15 gen weitere mögliche Ausgestaltungen der Dichtung, Abdichtung m den Irennfugen zwischen dem Be- Fig. iO zeigt eine Draufsicht auf einen Akkumulator filtergehäuse und dem Behälterdeckel. Außerdem mit einer Dichtung gemäß Fig,7, und die Fig, 11 besteht zur Zeit allgemein ein Mißverhältnis zwischen und 12 zeigen ebenfalls den Dichtrand eines Akkuder Dicke des Dichtringes und der aufgebrachten mulators vor bzw. nach dem Verschließen mittels Lackschicht, die viel dünner ist als der Dichtring, a« einer Dichtung.

d, h„ bei den bekanntgewordenen Abdichtungen ist Sind die Löcher 6 des Dichtringes 3 in der Größe der, materiell gesehen, feste Teil, nämlich die Wan- ihres Querschnittes so gewählt, daß sie nach volldung des Dichtringes, viel zu dick für eine gute Ab- zogener Verpressung gerade oie gesamte einzupresdichtung und die Schichtdicke des aufgebrachten Bi- sende Faltmasse des Dichtringes 3 vollständig auftumenlackes viel zu dünn, um eine wirksame elek- 25 nehmen, so ergibt sich das gleiche Bild eines Dichttrolyt- und gasdichte Abdichtung der feinen Preß- ringes wie in Fig. 1. Die vorher vorhandenen Löfugen und Kavernen ergeben zu können. eher 6 sind nunmehr vollständig mit plastischer

Ahnliche Schwierigkeiten treten auf bei Primär- Kunststoffmasse ausgefüllt und als Löcher nicht mehr elementen, die ebenfalls flüssigkeitsdicht verschlos- wahrnehmbar. Ein Außenpreßverschluß mit einem sen werden müssen, sowie auch bei elektrischen 30 bisher üblichen Dichtring unterscheidet sich von Kondensatoren. einem Außenpreßverschluß nach der erfindungs-

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abdichtung gemäßen Idee dadurch, daß die sichtbaren Außenfüi Behälter zu schaffen, bei der die schlechte Ver- ränder des Dichtringes 3 des letzteren gleichmäßig faltbarkeit und schlechte Einpressung des Dichtmate- dichtend am Deckelrand anHegen, während die rials des Dichtringes sowie die mangelhafte Abdicht- 35 Außenränder bei den bisher verwendeten Dichtrinfähigkcit des Bitumenlackes vermieden werden. Es gen ohne Löcher wellig infolge der inneren mehrsoll eine Abdichtung geschaffen werden, die die pla- achsigen Spannungszustände sind, stische Verformung bei jeder Art der Pressung bzw. Besitzt der erfindungsgemäße Behälter einen In-

Umbördelung des Dichtringes begünstigt und durch nenpreßverschluß, beispielsweise mit einer Dichtdie feinsten Kriechkanäle bzw. Kavernen sicher ver- 40 manschette, deren Manschettenteil zum Auffang der mieden werden. axialen Preßkräfte in bekannter Weise auf den Bo-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- den des Gehäuses 1 abgestützt ist, so befinden sich löst, daß die Dichtflächen der Dichtung mit Löchern die massefreien Löcher 6 im umzupressenden Dichtünd/oder Ausaehmungen versehen sind. teil der Dichtmanschette. Im aufzupressenden Dicht-

. Die Löcher, die, wie später noch erläutert wird, 45 teil des Manschettenteiles können Ausnehmungen 7 gegebenenfalls auch Durchstechungen sein können, (Fig.9) eingebracht sein. Bei der Umpressung des oder die Ausnehmungen können beliebige Form be- Gehäuserandes nach innen werden die Löcher und sitzen. Ebenso kann die Dichtung beliebige Form Ausnehmungen mit dem bei der Faltung zwangsläufig haben, beispielsweise die Form einer Manschette, wo- entstehenden Masseanfall aufgefüllt. Es ergibt sich bei die erfindungsgemäßen Löcher stets auf den 50 somit auch r*~i einem Innenpreßverschluß nach der eigentlichen Dichtflächen angeordnet sind. Zumindest Erfindung ein gas- und flüssigkeitsdichter Behälter, ein Teil der Löcher, Durchstechungen oder Ausneh- Grundsätzlich können die beanspruchten Löcher 6 mutigen wird vorzugsweise mit einem Füllmaterial jede Form annehmen; so werden z, B. in schmalen ausgefüllt. Bichtringcn mit geringer Fahrandhöhe keine großen

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der 55 Löcher angeordnet werden können, sondern nur Fig. 1 bis 12 näher erläutert. dünne Durchstriche. Diese Durchstriche werden mit-

F i g. 1 zeigt den Außenpreßverschluß eines allge- tels Nadeln hergestellt. Die Stahlnadeln besitzen einen mein üblichen Behälters, beispielsweise einer Knopf- Durchmesser von 0,25 bis 0,33 mm, so daß sich bei zelle, mit einem Dichtring 3, mit dem Gehäuse 1 und gleichwandigem Zwischenraum von 0,25 bis 0,33 mm dem Deckel 2. An dem umpreßten Dichtring 3 sind 60 zwei Nadelungen/0,25 mm Durchmesser und Zwikeine Löcher wahrnehmbar, schenraum und eine Nadelung/0,33 mm Durchmes-

F i g, 2 zeigt stark vergrößert den in den Preßrand ser und Zwischenraum ergeben. Die Nadelungen erdes Gehäuses 1 eingelegten Dichtring 3, mit dessen folgen in axialer Richtung auf den aufliegerden Preß-Löchern 6 und den eingelegten Deckel 2 vor der rand des Dichtringes 3 und ία radialer Richtung auf Verpressung. Die Löcher 6 besitzen vor der Verpres- 65 den später umzubiegenden Faltrand des Dichtringes, sung einen großen Durchmesser. Größere Löcher 6 werden direkt bei der Spritzung

F i 2.3 schließlich zeigt den in F i g, 2 dargestellten des Dichtringes 3 eingebracht. Der Lcchafcstand von Außenpreßverschluß nach vollzogener Verpressung. Loch zu Loch richtet sich nach der Materialdicke

und nach der Materialfestigkeit des Dichtringes. Bei sich nach den Erfordernissen der Abdichtung und

'einem 32mm-Durchmesser-Polyarnid-Dichtring von jach der Dichtringgröße. Bei, kleinen Dichtringdurch-

0,3 bis 0,4 mm Materialdicke können herstellungs- messern genügt meist eine einfache Eintauchung'der

;ürid verarbeitungssicher Löcher mit 0,8<mm Durch- Dichtränder in das ,flüssige Hüllmaterial und das an- ■"·'-

·; messer und einem Lochabstand von 1,8 mm angeord- ,5 schließende Abtropfen und Abtiocknen lassen. Dazu "

net* werden. Die Anordnung der Löcher zueinander nimmt man meist - Bitumenlack, der sich auf den - ,,

'U kann in Reihe auf gleicher Mittenlinie oder gegen- Wandungen des Dichtringes in einer gleichmäßigen '$_

einander versetzt erfolgen. Ist das Material des Dicht- Schicht und in den Vertiefungen, z. B.- in den Bö- ','

ringes 3 dick genug, z. B. bei großen Zellen muß ein ehern 6, Ausnehmungen 7, Rillen, 10,/Il festsetzt. *"

dickwandiger Dichtring gewählt werden, dann können ίο Um bei großen Dichtringdurchmessern,'wie-es bei

auch statt der durchgehenden Löcher 6 oder statt der grrßen gasdichten Ze'len erforderlich ist, eine be-

·,' Durchstiche mehr oder weniger flache Ausnehmun- sonders gute Flüssigkeitsabdichtung zu erzielen, wer-

gen7 (Fig.9) auf der oder den Oberflächen der den pastose Kunststoffmassen in die Löcher6 bzw.

»Dichtflächen des Dichtringes 3 angeordnet werden. segmentartigen Ausnehmungen als Füllmaterial ein-

Die Erfindung läßt sich bei allen Behälterformen, 15 gestrichen. Anschließend erfolgt dann Jas ein- oder

z. B. bei Behältern mit runden, ellipsenförmigen, mehrmalige Eintauchen der abdichtenden Flächen in

korbbogenförmigen, quadratischen, rechteckigen das Hüllmaterial.

Querschnitten, anwenden. In Weiterbildung der Erfindung wird das Füll-

In weiterer Ausbildung der Erfindung werden die material als Neutralisierungsfüllung gewählt. Bekannt

Löcher 6, Durchstiche und Ausnehmungen 7 mit zum ao ist z. B., daß Kalilauge als Elektrolyt besonders

Umfang des Dichtringes 3 parallel verlaufenden RiI- kriechfreudig ist und es bei gasdichten Zellen immer

len 10 und/oder radial verlaufenden Rillen 11 wieder vorkommt, daß Lauge bzv/. Laugekristalle an

(Fig. 8) untereinander verbunden. Das hat den Vor- Dichträndern austreten. Um diese zu neutralisieren,

teil, daß bei einem großen Faltmasseanteil dieser über werdsn je nach der Zusammensetzung des Elektro-

die Rillen 10, 11 gleichmäßiger auf den Dichtflächen 35 lyten pastierfähige Neutralisieningsfüllungen einge-

des Dichtringes 3 verteilt werden kann. Auch durch strichen; z. B. nimmt man bei einem Elektrolyten, der

diese Maßnahmen wird der öffnungsdruck der sonst aus Kalilauge besteht, etwa bis zu 3 °/o Borsäure, je

elastischen Masse auf den Preßrand wesentlich her- nach dem gewünschten Neutralisationseffekt. Die

abgesetzt. Neutralisation des Elektrolyten geschiebt nach der

Eine Besonderheit in Fortbildung der Erfindung 30 folgenden Reaktion:
zeigen die Fig.6 und 7. Die abdichtenden Schenkelteile dieses in Fig.6 vor, und in Fig.7 nach der 3 KOH + H₃BO₃ ~-K₃BO₃ + 3H₂O
Pressung gezeigten Dichtringes sind nicht mehr symmetrisch wie in den entsprechenden F ig. 4 und 5, Da dabei geringe Mengen Wasser frei werden, kensondern ein Schenkel ist asymmetrisch zum anderen; 35 nen Neutralisieningsfüllungen nur in ein- oder mehrer besitzt nach außen offene, auf der Stirnseite des seitig angebrachten Ausnehmungen 7, die durch Iso-Dichtringes angeordnete Einschnitte 12, Der Zweck lierstoff voneinander getrennt sind, eingebracht werist der vorteilhafte gleichmäßige Überstand, ohne die den, da sonst durch Wassereinwirkung über die sonst bei vollem Rand eines herkömmlichen Dicht- Löcher 6 Kriechströme fließen und Nebenschlüsse ringes übliche Wellenbildung, die deutlich anzeigt, 40 entstehen. Als Neutralisierungsfüllung gegen KaIidaß noch restliche elastische Kräfte vorhanden sind. lauge kann auch 5prozentige Essigsäure verwendet Die Einschnitte 12 des asymmetrischen Dichttcilcs werden, bei einem schwefelsauren Eiekiroiyten nimmt legen sich spannungslos an den Deckel 2 an. man Natriumsalze der Borsäure; ähnliche, wie die Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Er- oben geschilderten Neutralisieningsfüllungen verwenfindung ist das Einbringen von abdichtenden Füll- 45 det man bei den Elektrolyten der Primärelemente, materialien in die bei der Einpressurg entstehenden Die Art und Menge der Neutralisieningsfüllungen feinstkanaligen Kriechwege und Kavernen, die sich richtet sich nach der Zusammensetzung der Ammosonst später mit dem kriechfreudigen Elektrolyten niumchlorid- oder Chlorzink-Elektrolyte bzw. nach unter Kristallbildung vollsaugen wurden. Das Mate- deren Zusätzen.

rial kann in die Löcher 6 und in die Rillen 10,11 der 50 Werden Neutralisieningsfüllungen zur besseren

_Fig. 8 als Füllmaterial eingestrichen werden, odet Flüssigkeitsabdichtung benutzt, so ist die Einbrin-

- aber auch durch einfaches Eintauchen des gesamten gung einer Ausgußmasse 15, z.B. Bitumenmasse,

- -Dichtteiles in eine bitumenhaltige Lacklösung als als abschließende Masse in die freien Räume 17, Hüllmaterial um den ganzen abdichtenden Teil, also Fig. 12, notwendig.

- ."nicht nur allein in die Rillen 10, 11 und in die Lö- 55 Die Herstellung eines Behälters für elektrische Ak-"", eher 6 gelegt werden. Ob man Bitumenlack, Elasto- kuimilatoren kann mit den erfindungsgemäßen Maß-. mere, Duroplaste oder Mischungen aus einem von nahmen mit besserem Erfolg als bisher durchgeführt

diesen Dichtmitteln als Füll- und/oder Hüllmaterial werden, da sich die Faltmassen bereits bei einer

benutzt, ist von der Größe des Dichtteiles sowie von Kaltverformung gut verteilen. Vorteilhafter und siche-

--' der Preßart abhängig. Duroplaste werden auch 60 rer ist es jedoch, zur Herstellung eines elektrolytzweckmäßig als Ausgußmasse 15 gemäß der Fig. 10 dichten Behälters ein erfindunßsgemäßes Verfahren zur Verschlußabdichtung eingebracht oder in den anzuwenden, das als wesentliches Merkmal.das A¹Uf-

- freien ringartigen Raum 17, der zwischen dem über- heizen der Dichtzone, d. h. des und/oder der Behäl-

- stehenden Gehäuserand 9 und dem Deckel 2 und der terränd.er und damit des Dichtteiles mit seinen Füll-" Stirnkante des Dichtleilcs 3, Fi g. 11 und 12, gebildet 65 und Hüllmaterialisn umiaßt. Die Aufheiztemperatur

'wird. Auf diese Weise wird ein Ausblühen des Elek- jmuß jeweils nach dem Inhalt der Teile, die im Be-...

trolyfcn sicher vermieden, !hälterinneren unterzubringen und gegen Heizein- '*

Die Menge der Hüll- und Füllmatcrialien richtet Wirkungen zu schützen sind, gewählt werden. Sie

wird auch, je nach dem verwendeten Dichtringmaterial, wesentlich unter dem Schmelzpunkt'des Kunststoffes liegen, da schon bei der bisher üblichen Kaltverformung durch die Faltmassereibung und Molekülverschiebung ein endothermer Zustand im Dicht-'ring entsteht, dessen' Temperaturkomponentc nur unwesentlich durch die erfindungsgemäße äußere Aufheizung erhöht werden muß, um einen- elektrolytdichtcn Behälter zu erzielen.

Die erfindungsgemäßen Behälter und 'die Verfahren zu deren Herstellung können sowohl bei offenen als auch bei geschlossenen Akkumulatoren sowie bei Primärelementen und Kondensatoren vorteilhaft ver-, wendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen , ,

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Claims (7)

i % des leichten öffnens, möglichst des gesamten Be- Patentansprüche: hiiJterquerschnitts, um die Elektrodeneafze vollständig und gefahrlos für eventuelle Reparaturen und zum

1. Abdichtung für Behälter, insbesondere für Elektrodenaustausch entfernen zu können. Da man galvanische Elemente, bestehend aus einem Ge- 5 bei verschweißten bzw, verklebten Behältern gezwunhäuse, einem Gehäusedeckel sowie aus einer gen ist, den Trennrand zwischen dem Deckel und zwischen dem Gehäuse und dem Gehäusedeckel dem Schaltergehäuse aufzufrUsen, gewinnt die Umangebrachten Dichtung, dadurch gekenn- bördelung bzw, die Umpressung als Verschlußform zeichnet, daß die Dichtflächen der Dichtung fabrikationstechnisch immer mehr an Bedeutung, Bei (3) mit Löchern (6) und/oder Ausnehmungen (7) ίο den bekanntgewordenen Verschlüssen ist der Preßversehen sind, Verschluß der bekannteste und beliebteste, jedoch ist

2. Abdichtung für Behälter nach Anspruch 1, er in all seinen möglichen Ausführungsformen, sodadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (6) und/ wohl bei der axialen Verpressung der Dichtränder oder Ausnehmungen (7) durch Verbindungsrillen als auch bei der radialen Verpressung bzw, Umbörde-(10,11) verbunden sind, 15 lung, mit den bisher bekannten Mitteln nach her-

3. Abdichtung für Behälter nach den Ansprü- kömmlichen Methoden nicht absolut elektrolyt- und chen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gasdicht herzustellen.

Dichtung (3) eine Randzone mit nach außen Dies ist im wesentlichen auf folgendes zurückzuoffenen Einschnitten (12) besitzt, führen. Bei einem kreisförmigen Dichtring, der von

4. Ablichtung für Behälter nach den Ansprü- ao der Pressung rechtwinklig im Querschnitt ist, tritt bei chen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß we- einer begrenzten Vorschließung, d. h. dann, wenn der nigstens ein Teil der Löcher (6) und/oder der Oberrand des Gehäuses auf einen Dichtringschenkel Ausnehmungen (7) mit einem Füllmaterial aus- durch den Preßstempel nur leicht umgedrückt wird, gefüllt sind. ein Überfalten in verschiedenen Rächtungen als Folge

5. Abdichtung für Behälter nach Anspruch 4, as der Rundung des Dichtringes ein. Sieht man beispielsdadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial aus weise in radialer Blickrichtung auf den bei einer soleiner den Elektrolyten neutralisierenden Masse chen Presrung noch begrenzt offenen Dichtring,, so besteht. sieht man sehr deutlich, daß zwischen den gegenläufig

6. Abdichtung für Behälter nach den Ansprü- gerichteten Faltzonen eine schmale neutrale, d, h. chen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dtß der 30 nicht gefaltete Zone übrigbleibt. Bei weiterem Ver-Oberrand des Gehäuses (1) die Dichtung über- schließen bzw. bei endgültigem Verpressen des Geragt und daß der veib'eibeide Raum zwischen häuserandes werden die Falten des Dichtringes im Deckel und Gehäuserand mit einer Ausgußmasse günstigsten Fall ineinandergequetscht, d. h., es erfolgt (15) ausgefüllt ist. im Idealfalle eine plastische Verformung des vorher

7. Abdichtung für Behälter nach einem oder 35 elastischen Materials.

mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn- Trennt man jedoch in je einem Längsschnitt eine

zeichnet, daß die Dichtung mit einem weichblei- Vorpressung und eine Schlußpressung auf und verbenden Hüllmaterial umhüllt ist, gleicht von beiden Längsschnitten die Schliffbilder

miteinander, so stellt man fest, daß der Idealfall in 40 der Wirklichkeit nicht eintritt und neben der Elasti-

zität der Metallpreßzonen ebenfalls noch eine Elastizität, besonders des oberen Schenkelteiles des Dichtringes und/oder der Dichtmanschette, bestehen bleibt.

Die Erfindung betrifft eine Abdichtung für Behäl- Ganz besonders deutlich sichtbar werden die elaier, insbesondere für galvanische Elemente, beste- 45 stischen Kräfte am überstehenden Rand des Dichtnend aus einem Gehäuse, einem Gehäusedeckel so- ringes, der nicht mehr von dem aufpressenden Mef«e aus einer zwischen dem Gehäuse und dem Ge- tallrand des Behältergehäuses erfaßt wird. Es bilden bäusedeckel angebrachten Dichtung. sich hier, infolge des mehrachsigen, nicht mehr rech-

#,. Bekanntlich sind bei elektrischen Akkumulatoren nerisch zu erfassenden, inneren Spannungszustandes jbeckel und Gehäuse wegen der Kriechfreudigkeit des 50 des Dichtringmaterials wellenförmige Randlinien, oft !Elektrolyten entweder verschweißt, verschraubt oder unterschiedlicher Amplitude bzw. Wellenlänge. ijn der Deckel/Gehäusezone verpreßt, um möglichst Die zurückbleibende elastische Kraft ist grund-Jjfeden Elektrolytaustritt und nachfolgendes Ausblü- sätzlich dort am geringsten, wo die Überfaltung eben-Jjien von Elektrolyikrisiallen zu vermeiden. Kunst- falls am geringsten bleibt, d. h. im Biegungsbereich Stoffbehälter besitzen dagegen eine mehr oder weni- 55 des Dichtringes, und nimmt radial zur Achse des Getier dichte Gehäuse/Deckelverschweißung, Verschrau- häusebehälters gesehen zu. Die elastischen Kräfte 'wag bzw. Verklebung. werden ferner in radialer Richtung zur Gehäuseachse

Die vorgenannten Verschlußarten führen wegen größer, je kleiner der Durchmesser des Behälters ist, . der ungenügenden Flüssigkeitsdichtigkeit und bei Ebenso verhalten sich die zu verquetschenden Massegeschlossenen Akkumulatorenbehältern zusätzlich 60 anteile, d. h., bei einem großen Ringdurchmesser ist wegen der ungenügenden Gasdichtigkeit zu vielen nur wenig Dichtringmasse einzupressen, während Problemen, insbesondere, wenn beispielsweise gas- dagegen bei einem kleinen Ringdurchmesser viel dichte Akkumulatoren in gegen Elektrolytaustritt Dichtringmassen, sowohl radial a's auch auf den Um- bzw. in gegen Gasaustritt hochempfindlichen Geräten fang bezogen, eingepreßt werden müssen. Die un- und/oder in explosionsgefährdeten Räumen unterge- 65 gleichmäßige, nicht vorauszubestimmende Verpresbracht werden müssen. sung sowie die Elastizität des Dichtringmaterials er-

Eine TTvitsrc Anforderung, die in der Praxis oft geben feinstkanalige Kriechwege, Preßfugen und fühan einen Akkumulatorenbehälter gestellt wird, ist die ren neben der Kriechfreudigkeit des Eiekiroiyten