DE2828412A1 - Durchfuehrung einer leitung durch einen wandteil eines behaelters - Google Patents

Durchfuehrung einer leitung durch einen wandteil eines behaelters

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DE2828412A1 DE19782828412 DE2828412A DE2828412A1 DE 2828412 A1 DE2828412 A1 DE 2828412A1 DE 19782828412 DE19782828412 DE 19782828412 DE 2828412 A DE2828412 A DE 2828412A DE 2828412 A1 DE2828412 A1 DE 2828412A1
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Description

— ο —
Patentanwälte 28284 Djpl.-Ing 12
Dipl-lng. Dipl.-Chem. G. Leiser
E. Prinz Dr. G. Hauser
Frnsbergerstrasse 19
8 München 60
27. Juni 1978
MICHELIIi & CIE
(Compagnie Generale des Etablissements MICHELIN)
CLERMONT - EERRAKD / Frankreich.
Unser Zeiohen: M 1427
Durchführung einer Leitung durch einen Wandteil eines Behälters
Die Erfindung betrifft Torrichtungen mit mindestens einem Raum und mindestens einer Leitung, welche eine Verbindung des Raums mit dem Außenmilieu gestattet. Diese Leitung dient z.B. zur Einführung eines Produkts in den Raum oder zur Abführung eines Produkts aus dem Raum. Sie kann auch unter anderem dazu dienen, einen Elektronenkollektor in diesem Raum anzuordnen, wenn die Vorrichtung eine elektrochemische Vorrichtung ist; diese Leitung ist dann beispielsweise eine elektrische Isolierung. Diese Leitung, die gegebenenfalls verschlossen sein kann, wird in einer Öffnung in der Wandung des Raums angeordnet, wobei ein oder mehrere Verschweißungsmaterialien dazu dienen, die Leitung und die Wandung zu verbinden und gegebenenfalls die Leitung zu verschließen.
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Pr,Ea/Gl
Die Erfahrung zeigt, daß die bekannten Anordnungen, wenn der Raum ein korrodierendes Produkt enthält, rasch an Dichtigkeit und Festigkeit infolge-des Angriffs der Verschweißungsmaterialien durch das korrodierende Produkt an der Verschweißungsstelle der Leitung mit dem Wandteil oder an der Vergußstelle verlieren. Dieser Verlust an Dichtigkeit und Festigkeit stört den Betrieb dieser Torrichtungen und kann infolge heftiger Reaktionen zwischen dem korrodierenden Produkt und der Umgetmngsluft oder anderen in diesen Vorrichtungen enthaltenen Produkten ernsthafte Sicherheitsprobleme mit sich bringen·
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile.
Die erfindungsgemäße Anordnung mit mindestens einem durch eine Wandung begrenzten Raum, der in einem Wandteil mindestens eine außerhalb des Raums befindliche Ausnehmung aufweist, welche mindestens eine Öffnung umgibt, in welcher eine Leitung angeordnet ist, kennzeichnet sich dadurch, daß die Leitung mindestens eine auf dem Boden der Ausnehmung aufsitzende Sohulter aufweist und daß ein mindestens in der Ausnehmung außerhalb der Sohulter angeordnetes Schweißmaterial mit der Wandung und der oder den Leitung(en) einen der Ausnehmung entsprechenden Verband bildet, wobei die Sohulter auf dem Boden der Ausnehmung entweder direkt oder auf ein dazwischen befindliches feines Häutohen aus dem Schweißmaterial aufsitzt. Die Erfindung betrifft auch die zu den erfindungsgemäßen Anordnungen führenden Verfahren.
Die Erfindung wird anhand der Beispiele und der sohematisch dargestellten Figuren der Zeichnung näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigen:
Pig. 1 und 2 Sohnittansichten von zwei bekannten Anordnungen ;
Fig. 3 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung;
Fig. 4 eine Schnittanaicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wobei die Leitung dieser Anordnung aus zwei Hülsen besteht;
Fig. 5 eine Sohnittansicht einer erfindungsgemäßen
Torrichtung mit drei der Anordnung von Fig. 4 analogen Anordnungen;
Fig. 6, 7 und 8 jeweils eine Schnittansioht einer der drei Anordnungen der Vorrichtung von Fig. 5;
Fig. 9 eine Schnittansioht einer anderen erfindungsgemäßen Anordnung mit zwei Leitungen in ein und derselben Ausnehmung;
Fig. 10 eine Draufsioht auf die Anordnung von Fig. 9;
Fig. 11, 12, 13 jeweils eine Sohnittansioht einer anderen erfindungsgemäßen Anordnung und
Fig. 14 eine vergrößerte Sohnittansioht eines Teils der Vorrichtung von Fig. 5.
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— g _
Fig. 1 zeigt eine bekannte Verbindung 100 zwischen der Leitung 3 und der Wandung 2 des Raums 1, wobei die Leitung 3 in der Öffnung 20 der Wandung 2 angeordnet ist. Der Klarheit halber sind in der Zeichnung nur die Teile der Leitung 3 und der Wandung 2 in Nähe der Verbindung 100 dargestellt; das gleiche gilt für die Figuren 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 und 13.
Das Schweißmaterial 4 befindet sich in der Öffnung 20 mit der Wandung 2 und der Leitung 3 in Kontakt. Wenn man die Festigkeit und Dichtigkeit der Verbindung 100 sicherstellen will, muß man eine bedeutende Materialmenge verwenden. Die dem in dem Raum I befindlichen korrodierenden Produkt (nicht dargestellt) ausgesetzte Oberfläche 41 des Materials 4 ist somit groß, was den Angriff dieses Materials 4 durch das korrodierende Produkt hervorruft; dieses Produkt kann z.B. in fester, flüssiger oder gasförmiger Form vorliegen und durch den Angriff erfolgt eine rasche Einbuße an Dichtigkeit und mechanischem Verhalten sowie eine Veränderung der physiko-chemischen Eigenschaften des in dem Raum 1 befindlichen korrodierenden Produkts.
Fig. 2 zeigt eine andere bekannte Verbindung 200. Diese Verbindung 200 unterscheidet 3ich von der Verbindung dadurch, daß der Wandteil 2 eine außerhalb des Raum3 1 befindliche Ausnehmung 21 besitzt.
Der Boden 213 dieser Ausnehmung 21 weist die in den Raum führende Öffnung 210 auf. Die Leitung 3 ist in dieser Öffnung 210 angeordnet.
Das Schweißmaterial 4 befindet sich in der Ausnehmung mit der Wandung 2 und der Leitung 3 in Kontakt. Diese
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Anordnung 200, die wesentlich, fester und dichter ist, als die Anordnung 100, besitzt jedoch den Kachteil, dai3 sie eine Wanderung des korrodierenden Produkts in den Raum 2100 gestattet, der notwendigerweise zwischen der leitung 3 und der Öffnung 210 vorgesehen iat, um die Ausdehnung der Leitung 3 auf Höhe der Öffnung 210 zuzulassen, wenn die Leitung 3 und die Wandung 2 nicht die gleichen Ausdehnungkoeffizienten besitzen. Daraus ergibt sich, ein rascher Angriff in der Masse des Matoriala t Wenn die Leitung 3 und die Wandung 2 den gleichen Ausdehnungskoeffizient besitzen, insbesondere wenn sie aus dem gleichen Material bestehen, kann der Raum 2100 nahezu Null sein, dies geht jedoch dann auf Kosten eines teuren Einschleifens der in Betracht kommenden Flächen.
Außerdem ist die Zentrierung der Leitung 3 in der Öffnung 210 in allen Fällen schwierig, wenn man eine dünne Wandung 2 verwendet, um z.B. deren Kosten und Preis zu verringern. Dadurch werden natürlich die Tiefe dor Ausnehmung 21 und infolgedessen die Menge des Materials 4, sowie die Dicke der Wandung 2 auf Höhe des Bodens 2 13 der Ausnehmung 21 verringert.
Diese 3ohlechte Zentrierung bewirkt auf die Dauer öiiiüii Dichtigkeits- und Festigkeitsverlust.
In der französischen Patentschrift 2 044 515 wird vorgeschlagen, die Öffnung 210 und die Leitung 3 mit einem Gewinde zu versehen,und zwischen die Gänge der Gewinde einen Klebstoff unter einem auf das Produkt durch eine Schulter der Leitung ausgeübten Druck einzuspritzen. Man will so eine Dichtigkeit zwischen den Gewindegängen einerseits und zwischen der Schulter und dem Boden der Ausnehmung
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andererseits infolge einer ziemlichen Dicke an Klebstoff zwischen der Schulter und diesem Boden gewährleisten. Eine solche Verbindungsanordnung ist kostspielig herzustellen und läßt außerdem nicht eine Korrosion des Klebstoffs vermeiden, wenn die Gewindegänge sich mit einem korrodierenden Produkt in Kontakt befinden, woraus sich dann ein Xiichtigkeitsverlust ergibt.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung 300.
Die Leitung 3 dieser Anordnung 300 besitzt eine eingearbeitete Schulter 30. Diese Schulter 30 sitzt auf dem Boden
213 der Ausnehmung 21. Das Schweißmaterial 4 ist in dem freien Raum 212 der Ausnehmung 21 angeordnet, welcher ringförmig zwischen der Leitung 3 und der Seitenwand
214 dieser Ausnehmung 21 verläuft, d.h. außerhalb der Schulter 30. Das Schweißmaterial 4 befindet sich somit mit der Wandung 2 und der Leitung 3 in Kontakt und seine Menge ist so gewählt, daß eine gute Festigkeit und gute Dichtigkeit erzielt wird. Die Anwesenheit der Schulter 30 in Kontakt mit dem Boden 213 ermöglicht eine gute Zentrierung der Leitung 3 in der öffnung 210, welche durch den Boden 213 hindurchgeht.
Andererseits kann das in dem Raum 1 befindliche korrodierende Produkt nur sehr sohwer an die Masse des Materials außerhalb der Schulter 30 gelangen, da der Raum 2101 zwischen der Schulter 30 und dem Boden 213 beliebig klein gemacht werden kann, da dieser Raum 2101 für die Ausdehnung der Leitung 3 und der Wandung 2 nicht nötig ist, wenn die Leitung 3 sich über ihre Enden A und B frei ausdehnen oder zusammenziehen kann. Eine Bearbeitung der Schulter 30 und des Bodens 213 ermöglicht somit einen praktisoh vollkommenen Kontakt zwischen diesen beiden Teilen und garantiert
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infolgedessen eine zufriedenstellende Dichtigkeit und ein zufriedenstellendes mechanisches Verhalten der Verbindung 300 unabhängig von deren Verwendungsdauer, selbst wenn die Dicke der Wandung 2 und die Menge des Materials 4 gering sind. Ein feines Häutchen auB dem Material 4 kann ohne Nachteil in dem Raum 2101 zugegen sein, beispielsweise wenn die Bearbeitung der Schulter und des Bodens 213 nicht perfekt ist, oder wenn während des Schweißens das Material 4 durch die Leitung 3 angesaugt wird; die Schulter 30 sitzt dann auf dem Boden nicht direkt sondern über dieses Häutohen auf.
Die vorstehend beschriebenen Maßnahmen, zur Herstellung der Verbindung 300 ermöglichen eine gute Festigkeit und eine gute Dichtigkeit dieser Verbindung selbst dann, wenn die Öffnung 210 und die leitung 3 kein Gewinde aufweisen.
Die in Fig. 4 gezeigte Anordnung 400 stellt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar. Die Leitung 3 besteht aus einer äußeren Hülse 31 und einer inneren Hülse 32. Die innere Hülse 32 steckt in der äußeren Hülse 31.
Die äußere Hülse 31 sitzt mit einem ihrer Enden auf dem Boden 213 der Ausnehmung 21 auf und bildet so die vorstehend beschriebene Sohulter 30. Beispielsweise besitzen die Hülsen 31 und 32 eine senkrechte Ausrichtung und der Boden 213 befindet sioh unterhalb der äußeren Hülse 31.
Die innere Hülse 32 ist in der Öffnung 210 angeordnet. Diese Anordnung besitzt den Vorteil, daß zur Herstellung der Schulter 30 keine Bearbeitung erforderlich ist, was die Kosten senkt, da eine solche Bearbeitung schwierig
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durchzuführen sein kann. Die Anordnung 4-00 kann auf sehr einfaohe Weise erhalten werden, indem man die innere Hülse 52 in die äußere Hülse 31 bis auf eine Höhe "h" hineinsteckt und dann die innere Hülse 32 in Richtung des Pfeils 1*4 in den Raum 1 eintreten läßt. Man bringt dann das Sohweißmaterial 4 in den ringförmigen freien Raum 212 der Ausnehmung 21, der sich zwischen der äußeren Hülse 31 und der Seitenwand 214 dieser Ausnehmung befindet. Das Schweißmaterial befindet sich somit mit der Wandung und der äußeren Hülse 31 in Kontakt; die Versehweißung erfolgt beispielsweise durch Schmelzen oder Sintern des Materials 4.
Wenn die Hülsen 31 und 32 praktisch den gleichen Ausdehnungskoeffizient besitzen, beispielsweise wenn sie aus dem gleichen Material bestehen, kann man gegebenenfalls den Raum "β" zwischen diesen Hülsen beliebig gering halten.
Unabhängig vom Material dieser Hülsen ist es jedoch vorteilhafter, diese mit einem Schweißmaterial, z.B. dem Material Ί selbst zu verkleben. Das kann beispielsweise so erfolgen, daß man dieses Material 4 während des Schweißens ansaugt. Man erhält so ein dünnes Häutohen aus dem Material 4 in dem Raum 2101, welches die Dichtigkeit und das mechanische Verhalten nioht stört und eine Hülle 42 aus dem Material 4 zwischen den Hülsen 31 und 32 auf einer Höhe "h1" bildet, die geringer oder gleioh der Höhe "h" ist, so daß das Material 4 nicht ins Innere der Hülse 32 eindringt; die Höhe "h"' und die Dicke "e" der Hülle 42 sind so gewählt, daß zwischen den Hülsen 31 und 32 eine gute Versohweißung besteht und daß die Hülle 42 gegenüber dem Angriff des in dem Raum 1 enthaltenen korrodierenden Produkts einen guten Widerstand aufweist. Die Dicke "ef" des Materials 4 in dem freien Raum 212 entspricht dem Abstand,
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welcher die äußere Hülse 31 von der Seitenwand 214 trennt.
Beispielsweise besitzt das Häutchen aus Material 4 in dem Raum 2101 eine Dicke von höchstens 0,05 mm, die Höhe "hll! beträgt mindestens 1 cm, die Dicke "e" beträgt höchstens 0,1 mm, die Dicke "ef" ist mindestens 0,2 mm; diese Werte verstehen sich für einen Innendurchmesser D der äußeren Hülse 51 zwischen 0,5 und 2 cm, wobei die Dicke E der Wandung 2 etwa 0,5 cm beträgt, die Ausnehmung 21 sich etwa über die Hälfte dieser Dicke E erstreckt und die Hülsen 31 und 32 Umdrehungszylinder sind.
Es kann, sein, daß beim Ansaugen eine geringe Menge des Materials 4 in. den Raum 2100 eindringt, wenn ein solcher existiert, ohne daß dies für die Dichtigkeit und das mechanische Verhalten der Anordnung 400 nachteilig wäre.
Natürlich können die leitung 3 in der Anordnung 300 und die innere Hülse 32 in der Anordnung 400 gegebenenfalls aus einem Material mit dem gleichen Ausdehnungskoeffizient wie die Wandung 2 bestehen, was es ermöglicht, den Raum 2100 beliebig klein zu machen.
Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung 5 mit den Durchführungen 51, 52, 53, die im Detail in den Figuren 6 bzw. 7 bzw. 8 dargestellt sind.
Diese Anordnung 5 besteht aus einer Zelle 50 mit einem "Deckel" genannten Oberteil 2 und einem "Körper" genannten Unterteil 54. Der Körper 54 besitzt eine allgemeine Form eines Umdrehungszylinders um die senkrechte Achse XXf in der Ebene der Fig. 5. Dieser Körper 54 besitzt zwei
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zylindrische Wände 540 und 541 sowie einen ebenen Boäen 542; die Wand 541 "befindet sich innerhalb des von der Wand 540 gebildeten Raums. Der Deckel 2 besitzt zwei Wände 240, 241, wobei diese Wände die eines Umdrehungszylinders um die Achse XX1 sind, sowie einen Rücken 242; die Wand 241 befindet sich innerhalb des von der Wand 240 gebildeten Raums. Die Wände 540 und 541 des Körpers 54 sind mit den jeweiligen Wänden 240 bzw. 241 des Deckels 2 durch Schweißstellen 55 mittels eines Schweißmaterials 550 verbunden. Der Körper 54 und der Deckel 2 begrenzen zwei Räume: den zentralen Raum 56 und den ringförmigen Raum 57.
Beispielsweise ist die Vorrichtung 5 eine galvanische Natrium-Schwefelzelle, wobei der Mittelraum 56 den Anodenraum und der ringförmige Raum 57 den Katodenraum bildet. Die aus den Innenzylindern 241 und 541 gebildete Wand 58 trennt somit die Räume 56 und 57 und sie besteht mindestens zum Teil aus einem Natriumionen Na leitenden Material.
Zu diesem Zweok können z.B. der Deckel 2 und der Körper 54 vollständig aus einem solchen Material hergestellt werden, insbesondere aus ß-Natriumaluminat und/oder ß"-Natriumaluminat, das gegebenenfalls noch ein oder mehrere Zusätze, z.B. Magnesium- oder Lithiumoxid enthalten kann.
Natürlich sind andere Lösungen möglich, insbesondere die Verwendung eines solchen Aluminiumoxids ausschließlich für den Zylinder 541, während der Rest des Körpers 54 und der Deckel 2 dann aus einem oder mehreren anderen Materialien, z.B. metallischen oder mineralischen, bestehen.
Der Deckel 2, der somit einen Teil der die Räume 56 und 57 begrenzenden Wandung bildet, ist mit drei erfindungsgemäßen
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Durchführungsn 51, 52, 55 versehen, die analog der in Fig. 4 gezeigten Anordnung gestaltet sind; die Bezugszeichen 2, 4, 21, 210, 212, 213, 214, 2100 besitzen die gleichen Bedeutungen wie in Fig. 4. Die Leitungen 6 (bestehend aus der äußeren Hülse 61 und der inneren Hülse 62), 7 (bestehend aus der äußeren Hülse 71 und der inneren Hülse 72), 8 (bestehend aus der äußeren Hülse 81 und der inneren Hülse 82) spielen jeweils die gleiche Rolle wie der Hülsensatz 31, 32 der Durchführung 400, wobei die Hülsen 61, 62, 711 72, 81, 82 z.B. Umdrehungszylinder sind.
Die innere Hülse 62 der Leitung 6 ist auf ihrer ganzen Länge von einem Kanal 621 mit geringem Innenquerschnitt durchsetzt, der parallel zur (nicht dargestellten) Achse der Hülse 62 verläuft. Ein Draht 63, z.B. aus Molybdän, befindet sich in diesem Kanal 621. Der Draht 63 durchdringt praktisch die ganze Höhe des Katodenraums 57 und stellt somit den Katodenkollektor dar.
Das außerhalb des Katodenraums 57 befindliche Ende des Drahts 63 stellt die positive Klemme P der galvanischen Zelle 5 dar. Durch die ganze Länge der inneren Hülse 72 der Leitung 7 verlaufen zwei Kanäle 723 und 724 mit geringem Innenquerschnitt parallel zu der (nicht dargestellten) Achse der Hülse 71. Diese Kanäle 723 und 724 erlauben die Durchführung von Drähten 73 bzw. 74, die z.B. aus Molybdän bestehen. Der Draht 73 dringt in den Anodenraum 56 ein und stellt somit den Anodenkollektor dar; das Ende 731 dieses Drahts 73, das sich in dem Anodenraum 56 befindet, berührt den Boden 543 dieses Raums 56. Das außerhalb des Anodenraums 56 befindliche Ende dieses Drahts 73 stellt die negative Klemme N der galvanischen Zelle 5 dar. Der Draht dringt nur in den oberen Teil des Anodenraums 56 ein; das
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in dem Anodenraum 56 befindliche Ende 741 dieses Drahts 74 besitzt dabei von Boden 543 dieses Raums einen Abstand L. Die Rolle dieses Drahts 74 wird später erläutert.
In der inneren Hülse 82 der Leitung 8 verläuft über deren Länge ein Kanal 823, dessen Querschnitt wesentlich größer ist als derjenige der Kanäle 621, 723, 724; der Kanal 823 verläuft parallel zu der (nicht dargestellten) Achse der Hülse 81.
Das Verschlußstück 83 paßt in diesen Kanal 823. Die Hülsen jeder Leitung 6, 7, 8 bestehen zweokmäßig aus dem gleichen Material, z.B. einer Keramik,und das Verschlußstück 83 besteht dann vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Hülsen 81 und 82 oder aus einem Material mit praktisch dem gleichen Ausdehnungskoeffizient wie diese Hülsen.
Wie vorstehend gesagt, besitzt diese Lösung den Vorteil, daß der Zwischenraum "e" (in Pig. 5 bis 8 nicht dargestellt) zwischen den Hülsen jeder Leitung oder zwischen den Hülsen 81, 82 einerseits und dem Verschlußstück 83 andererseits wesentlich verringert werden kann.
Die Hülsen 61, 62, 71, 72 können zweckmäßig elektrisch isolierend sein und bestehen dann z.B. aus »-Aluminiumoxid.
Die Montage der Zelle erfolgt z.B. auf folgende Weise:
Man bringt in den ringförmigen Raum zwischen den Wänden 540 und 541 ein elektronenleitendes Material, z.B. einen Graphitfilz (nicht dargestellt) ein, wobei dieser ringförmige Raum später Teil des Katodenraums 57 wird. Man steckt die inneren Hülsen 62, 72, 82 in die äußeren Hülsen 61 bzw0 71 bzw. 81.
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Die drei Leitungen 6, 7, 8 werden in die drei entsprechenden Ausnehmungen 21 des Deckels 2 eingeführt, wobei die äußeren Hülsen 61, 71» 81 sich auf den jeweiligen Boden 213 dieser Ausnehmungen stützen und die Öffnungen 210' die Durchführung der inneren Hülsen 62, 72, 02 duroh den Deckel 2 gestatten.
Man setzt don Deckel 2 und den Körper 54 zusammen, so daß die inneren Hülsen 62 und 82 in den oberen Teil des Kabodenraums 57 hineinragen, während die innere Hülse 72 in den oberen Teil des Anodenraums 56 ragt.
Man bringt das Schweißtnaterial 4 in die drei Freiräume der Ausnehmungen 21, das dabei einmal mit dem Deckel 2 und zum andern mit den äußeren Hülsen 61, 71, 81 Kontakt erhält,
Man schmilzt das Material 4 und erzeugt in den Räumen und 57 durch die äußeren Hülsen 61, 71, 81 Vakuum.
Auf diese Weise bewirkt man duroh Ansaugen die Bildung dünner Häutchen aus Material 4 zwischen jeder äußeren Hülse 61, 71, 81 und dem Boden 213 der Ausnehmung 21, wo sich diese Hülse befindet, sowie die Bildung einer dünnen Muffe aus Material 4 zwischen der äußeren Hülse und der inneren Hülse jeder Leitung 6, 7» 8 analog dazu, wie es vorstehend in bezug auf die Durchführung 400 beschrieben wurde. Der Klarheit halber sind in der Zeichnung diese Häutchen und diese Muffen auf den Figuren 5 bis 8 nicht dargestellt. Die Verschweißungen 55 können gegebenenfalls gleichzeitig wie die Verechweißungen der Hülsen der Leitungen 6, 7, 8 bewirkt werden. Dann führt man die Drähte 73 und 74 in die Kanäle 723 und 724 ein.
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Ein oberhalb der inneren Hülse 72 angeordnetes Vergußmaterial ermöglicht die Erzielung des Verschlußstopfens 4f der Leitung 7, wobei dieses Vergußmaterial in die engen Freiräurae zwischen den Drähten 73 und 74 und der inneren Hülse 72 eindringen kann, was die Dichtigkeit und das mechanische Verhalten noch verbessert.
Dann leitet man durch den Kanal 823 Schwefeldämpfe in den Katodenraum 57. Das Ansaugen dieser Dämpfe erfolgt durch den Kanal 621. Der Schwefel kondensiert sich dabei in und um äem(n) Graphitfilz in dem Katodenraum 57, den man dann auf tiefer Temperatur hält. Dann bildet man über der inneren Hülse 62 nach Einführung in dieselbe des Drahts 63 einen Vergußstopfen 4', der analog wie der Verschlußstopfen 41 der vorstehend beschriebenen Durchführung 52 erhalten werden kann.
Der Verschluß der Durchführung 53 wird mit dem Verschlußstück 83 bewirkt, dessen Körper 831 die Form eines Kegelstumpfs besitzt und dessen Kopf 832 eine zylindrische Form aufweist; die Ausweitung des Kegelstumpfs 831 erfolgt in Richtung auf den Kopf 832. Der Körper 831 wird parallel zur Richtung des Pfeils Έ8 in den Kanal 823 hineingedrückt; Der Kopf 832 befindet sich dann mit dem oberen Teil der inneren Hülse 82 in Kontakt. Diese Anordnung ermöglicht einen guten Kontakt des Verschlußstücks 83 mit den Hülsen 81 und 82.
Die Dichtigkeit und das mechanische Verhalten der Durchführung 53 wird noch dadurch verbessert, daß man über dem Kopf 832 einen Vergußstopfen 4' anbringt, wobei das Material dieses Vergußstopfens zweckmäßig noch in die kleinen Zwischenräume zwischen dem Verschlußstück 83 einerseits und den Hülsen 81, 82 andrerseits eindringt.
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Dig Schweißmaterialien 4 und 550 sowie die Vergußmaterialien 41 können gegebenenfalls gleicher Art 3ein, 7,.B. auf der Basis von Borsilikntgläsern.
Der Raum 56 wird dann durch Elektrolyse eines Natriunsalses, κ.B. von Natriumnitrat, das sich außerhall: der Zelle 5 befindet, mit reinem Natrium gefüllt, wobei der Boden 543 des Raums 56 dann als Festelektrolyt und der den Boden 543 berührende Draht 73 als Elektrode wirkt. Der Draht 74 ermöglicht die Regulierung der maximalen Natriumhöhe in dem Anodenraum 56.
Die Elektrolyse wird mit einer äußeren Stromquelle (nicht dargestellt) durchgeführt. Die Entladung der Zelle 5 in einen elektrischen Stromkreis (nicht dargestellt) zwischen den Klemmen P und IT erfolgt dann in üblicher Weise bei einer Temperatur von etwa 350 bis 400 C. Das das aktive Anodenmaterial bildende flüssige Natrium oxidiert sich unter Abgabe von Natriumionen Na , die aus dem Anodenraum 56 durch die Wand 58 hindurch auf den Katodenraum zuwandern.
Der das aktive Katodenmaterial bildende flüssige Schwefel wird unter Bildung von flüssigen Polysulfiden, die ebenfalls unter Anreicherung an Natrium aktives Katodenmaterial bilden, reduziert.
Die Aufladung erfolgt in bekannter Weise unter Anlegung einer elektrischen Spannung an die Klemmen P und N so, daß die Elektrolyse der in dem Raum 57 enthaltenen Polysulfide vor sich geht, während der Raum 56 dann Natrium aufnimmt. Wenn die freie Oberfläche dieses flüssigen Natriums das Ende 741 des Draht 74, ihr sogenanntes oberes
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Niveau, erreicht hat, wird die Aufladung automatisch vermittels einer elektrischen Ausnchalbvorriohtung (nicht dargestellt) angehalten.
Natürlich könnte das aktive Katodenmaterial direkt in Form von Natriumpolysulfiden in den Raum 57 eingebracht+ werden, während das Natrium dann in den Raum 56 ebenfalls direkt oder durch Elektrolyse dieser Polysulfide eingebracht wird.
Die erfindungsgemäßen Durchführungen 51, 52, 53 erlauben einen wiederholten und lang andauernden Betrieb der Zelle ohne Dichtigkeitsverlust und ohne mechanische Beschädigung, da die korrodierenden Produkte (Natrium und Polysulfide) die Schweißmasse des Materials 4 und des Vergußmaterials 4« nicht angreifen können.
Vorzugsweise werden die Verschweißungen 55 so ausgeführt, daß die Masse des Schweißmaterials 550 sich weder mit dem Natrium noch mit den Polysulfiden in Kontakt befindet. Das erfolgt z.B. wie in Pig. 14 dargestellt, die einen Wandteil 240 des Deckels 2 zeigt, der durch die Verschweißung mit einem Teil der Wand 540 des Körpers 54 verbunden ist; diese Fig. 14 ist eine vergrößerte Darstellung des von einem Kreis in Fig. 5 umgebenen Teils der Zelle 5, wo die Verschweißung zwischen den Wänden 241 und 541 die gleiche ist.
Der Vorsprung 5400 der Wand 540 befindet sich in der Auskehlung 2400 der Wand 240; dieser Vorsprung und diese Auskehlung besitzen z.B. eine zylindrische Form. Der Abstand zwischen den sich gegenüberliegenden senkrechten Flächen der Auskehlung 2400 und des Vor Sprungs 5400 ist praktisch null und. das Schwelßraaterial 550 befindet sich auf dem Grund der Auskehlung 2400.
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Es kommen natürlich auch solche Verschweißungen 550 Ln Betracht, bei denen das ganze obere Ende der Wand 55-10 in der Auskehlung 2ΊΟΟ sitzt oder bei denen die Auskehlung 24-00 sich in der Wand 540 befindest. Auch kann man zwei oder mehr Auskehlungen in der Wand 240 und/oder in der Wand 540 vorsehen. Andere Anordnungen, als wie sie für die Räume 56 und 57 beschrieben wurden, sind ebenfalls möglich, z.B. eine solche Anordnung, bei welcher der Katodenraum 57 sich im Zentrum der Zelle 50 befindet, während der Anodenraum 56 dann den Katodenraum 57 umgibt.
Man kann auch einen galvanischen Stromerzeuger mit mehreren Zellen planen, wobei jede dieser Zellen gegebenenfalls mehrere Anoden- und/oder Katodenräume besitzt.
Die erfindungsgemäßen Anordnungen können mehrere Leitungen in den Öffnungen ein und derselben Ausnehmung enthalten. Fig. 9 und 10 zeigen eine solche Anordnung 9, die z.B. anstelle der Anordnung 52 in dem galvanischen Element 5 verwendet wird. -Diese Anordnung 9 enthält die Ausnehmung 21, deren Umriß 211 (in Fig. 10 gestrichelt dargestellt) etwa die Form von zwei Halbkreisen C und C1 aufweist, welche durch Streckenabschnitte d^ und dg miteinander verbunden sind. Die Ausnehmung 21 besitzt zwei kreiszylindrische Öffnungen 210, 210', deren Achsen (nicht dargestellt) sich in der Ebene P-9 befinden, welche die Symmetrieebene der Anordnung 9 und gleichzeitig die Ebene von Fig. 9 ist. In den Öffnungen 210 und 210! mit z.B. gleichem Durchmesser sind zwei identische Leitungen 91 und 91f angeordnet, die aus den Außenhülsen 911 bzw. 9111 und den Innenhülsen 912 bzw.912' bestehen, wobei diese Hülsen Kreiszylinder sind. Die Innenhülsen 912 und 912· sind von Kanälen 9127 bzw. 9127*
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— C.J —
durchbohrt, welche parallel zu den (nicht dargestellten) Achsen dieser Hülsen verlaufen. Der Anodenkollektor 73 befindet sich in dem Kanal 9127 und der Draht 74 befindet sich in dem Kanal 9127'. Das Schweißmaterial 4 befindet sich in dem freien Raum 212 der Ausnehmung 21 zwischen den äußeren Hülsen 911» 911' und der Seitenwand 214 dieser Ausnehmung. Damit ist die Verschweißung der äußeren Hülsen 911, 911' untereinander und mit der Außenwandung 2 sichergestellt. Das Vergußmaterial 4' gewährleistet die Dichtigkeit am oberen Teil der Innenhülsen 912 und 912', wie bei den Anordnungen 51 und 52.
Eine solche Anordnung 9 kann der Anordnung 52 überlegen sein, da die Innenhülsen 912 und 912' jeweils nur einen Innenkanal besitzen, was leichter herzustellen ist nls die Kanäle 723 und 724 der Innenhülse 72.
Außerdem erlaubt eine solche Anordnung die Verwendung von zwei oder mehr Kollektoren in ein und dem gleichen Raum mit zwei Öffnungen oder mehr in jeder Ausnehmung 21 , was eine Erniedrigung des elektrischen Widerstands des entsprechenden Raums ermöglicht, ohne daß der Durchmesser ,jedes Kollektordrahts vergrößert zu werden braucht; die entsprechende Ausnehmung 21 kann eine beliebige Form, z.B. oval- oder kreisförmige Form aufweisen.
Man kann auch andere erfindungsgemäße Anordnungen planen, wie die folgenden nicht beschränkenden Ausführungsbeispiele zeigen.
Fig. 11 zeigt eine Durchführung 1000, deren Wandteil 2 eine Ausnehmung 21 mit einer Auskehlung 21' aufweist, welche die Schulter 30 der Leitung 3 umgibt. Diese Schulter 30
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sitzt auf dem Boden 213' der Auskehlung 21» auf.
Fig. 12 zeigt eine Durchführung 2000, deren Leitung 3 zwei Schultern 30 und 30« besitzt. Die Schulter 30 sitzt auf dem Boden 213 der Ausnehmung 21 auf, während die Schulter 30' auf dem Boden 213' der Ausnehmung 21· aufsitzt, welche einen Teil der Ausnehmung 21 bildet.
Selbstverständlich kann die Leitung 3 in den Anordnungen 1000 und 2000 aus zwei Hülsen bestehen.
Man kann auch Leitungen mit mehr als zwei Schultern vorsehen., wobei die entsprechende Ausnehmung 21 dann mehr als eine Auskehlung 21' besitzen kann.
Pig. 13 zeigt eine Durchführung 3000, deren Leitung 3 aus zwei durch einen Ring 215 der Wandung 2 getrennten Hülsen 31 und 32 besteht. Die ringförmige Ausnehmung 21 umgibt dann den Ring 215 und die Öffnung 210, in welcher sich die Innenhülse 32 befindet, während die Außenhülse 31 sich auf dem Boden 213 der ringförmigen Ausnehmung 21 aufstützt.
Die Hülsen 31 und 32 müssen dann durch einen Mantel 42 aus Schweißmaterial miteinander verbunden werden.
Die Durchführungen 1000, 2000, 3000 können eine bessere Zentrierung der Leitung 3 zulassen und die Dichtigkeit und das mechanische Verhalten verbessern, sie benötigen jedoch eine feinere Bearbeitung als die anderen vorstehend beschriebenen Durchführungen.
Das Schweißmaterial 4 kann gegebenenfalls die freien Räume 212 in den erfindungsgemäßen Durchführungen füllen
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oder sogar über diese Räume hinausgreLfen, wie dies in den Figuren 3 bis 13 dargestellt ist, was die Festigkeit und Dichtigkeit dieser Durchführungen noch verbessert.
Natürlich int die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels beschränkt, von welchen ausgehend man andere Ausführungsarben und -formen darstellen kann, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
So können beispielsweise die Leitungen der orfindungsgemäßen Durchführungen jeweils mehr als zwo! Lneinandergesteckte Hülsen besitzen, wobei diese Hülsen insbesondere koaxial sind, die Schulter besteht dann aus einem Ende mindestens einer, der sogenannten Außonhülse, während die innerhalb der Leitung angeordneten Hülsen die sogenannten Innenhülsen sind.
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ORIGINAL INSPECTED

Claims (20)

  1. Patentanwälte 9 ß 9 8 Λ 1
    Dipl.-Ing. Dipl-Chem Dipl-Ing.
    E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser
    Er nsberget strasse 19
    8 München 60
    27. Juni 1978
    MICHELIN & GIE
    (Compagnie Genorale des Etablissements MICHELIN)
    CLERMONT - FERRAMI) / Frankreich,
    Unser Zeichen: M 14-27
    Patentansprüche
    •·-*·· -( 1. Durchführung einer Leitung durch einen Wandteil eines Be-
    hälters, wobei sich in dem Wandteil außerhalb des Behälters mindestens eine Aussparung befindet, welche mindestens eine Öffnung umgibt, in welcher eine Leitung angeordnet ist, daduroh gekennzeichnet, daß die Leitung mindestens eine auf dem Boden der Ausnehmung aufsitzende Schulter aufweist und daß ein mindestens in der Ausnehmung außerhalb der Schulter befindliches Sohweißmaterial eine der Ausnehmung entsprechende Verbindung zwischen dem Wandteil und der(n) Leitung(en) bildet, wobei die Sohuiter auf dem Boden der Ausnehmung entweder direkt oder über ein feines Häutohen aus dem Sohweißmaterial aufsitzt.
  2. 2. Durchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung aus mindestens einer Außenhülse und mindestens einer Innenhülse besteht, wobei die Innenhülse über ihre Länge mindestens einen Kanal aufweist und in die Außenhülse
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    Dr.Ha/Gl
    _ 2 —
    eingesteckt ist, deren eines Ende die Schulter bildet, während die Innenhülse in der Öffnung angeordnet ist.
  3. 3. Durchführung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Leitung bildenden Hülsen aus dem gleichen Material oder aus Materialien mit praktisch dem gleichen Ausdehnungskoeffizient bestehen.
  4. 4. Durchführung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kanal ein Metalldraht angeordnet ist und die Hülsen elektrisch isolierend sind.
  5. 5. Durchführung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere der Außenhülse mit einem Verschlußelement verschlossen ist, das einen in dem Kanal der Innenhülse befindlichen Körper und einen außerhalb dieses Kanals befindlichen Kopf aufweist.
  6. 6. Durchführung naoh. Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Körper die Form eines Kegelstumpfs hat, wobei die Ausweitung des Kegelstumpfs auf den Kopf zu gerichtet ist.
  7. 7. Durchführung naoh Anspruch 3 und einem der Ansprüche 5 und 6, daduroh gekennzeichnet, daß das Verschlußelement aus dem gleichen Material wie die Hülsen oder aus einem Material mit praktisoh dem gleichen Ausdehnungskoeffizient besteht.
  8. 8. Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die leitung mit einem Vergußmaterial vergossen ist.
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  9. 9. Durchführung nach Anspruch 2 oder nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die Leitung bildenden Hülsen durch eine Ummantelung aus einem Schweißmaterial verbunden sind.
  10. 10. Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung mindestens eine Auskehlung besitzt, auf deren Boden die oder eine der Schulter(n) der Leitung aufsitzt.
  11. 11. Durchführung nach Anspruch 2 oder nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ring aus dem Wandteil sich zwischen den die Leitung bildenden Hülsen befindet.
  12. 12. Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandteil mindestens zwei durch ein in mindestens einer Auskehlung enthaltenes Schweißmaterial verbundene Teile besitzt, wobei sich die Auskehlung in mindestens einem dieser Teile befindet.
  13. 13. Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung und die Leitung kein Gewinde besitzen.
  14. H. Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein galvanisches Element ist.
  15. 15. Galvanisches Element nach Anspruch 14» dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Anodenmaterial Natrium und das aktive Katoäenmaterial Schwefel und/oder mindestens ein Fatriumpolysulfid ist, wobei jedes dieser aktiven Materialien sich in einem Raum befindet, und daß die Wandung
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    mindestens eines dieser Räume mindestens zum Teil aus ß- und/oder /}"-Natriumaluminat besteht.
  16. 16. Galvanisches Element nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen aus α-Aluminiumoxid bestehen.
  17. 17. Verfahren zur Herstellung einer Durchführung einer Leitung durch einen Wandteil eines Gehäuses, wobei sich in der Außenseite dieses Wandteils mindestens eine Ausnehmung befindet, die mindestens eine Öffnung umgibt, in welcher die leitung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß man. die Leitung mit mindestens einer Schulter so herstellt, daß diese Schulter auf dem Boden der Ausnehmung aufsitzt und daß man mindestens in dieser Ausnehmung an der Außenseite der Schulter ein der Ausnehmung entsprechendes Schweißmaterial zur Verbindung des Wandteils mit der(n) Leitung(en) anbringt, wobei die Schulter entweder direkt oder über ein feines Häutchen aus dem Sohweißmaterial auf dem Boden der Ausnehmung aufsitzt.
  18. 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung aus mindestens einer Außenhülse und mindestens einer Innenhülse besteht, wobei die Innenhülse in der Außenhülse steckt und daß man diese Hülsen durch eine Ummantelung aus Sohweißmaterial miteinander verbindet, welche durch Ansaugen des in der Ausnehmung befindlichen Schweißmaterials erhalten wird, wobei ein Ende der Außenhülse die Sohulter bildet und die Innenhülse in der Öffnung sitzt.
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  19. 19. Verfahren nach, einem der Ansprüohe 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandteil durch. Verschweißen von mindestens zwei !Teilen hergestellt wird, wobei diese Verschweißung durch Einbringung eines Schweißmaterials in mindestens eine Auskehlung in mindestens einem der Teile bewirkt wird.
  20. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung und die Leitung kein Gewinde besitzen.
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