DE3436415C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine zylindrische versiegelte galvanische Zelle nach
dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 2, wie primäre alka
lische Zellen und andere. Insbesondere betrifft die Erfin
dung ein Versiegelungs- und Isolierbauteil, im folgenden
Versiegelung genannt, für derartige Zellen.
Der allgemeine Aufbau einer versiegelten zylindrischen Zelle
besteht darin, daß die grundlegenden Bauteile in einem Zellen
becher montiert werden und dann wird der Zellenbecher durch
eine Versiegelung verschlossen, die auf dem offenen Ende
des Zellenbechers angeordnet wird. Die Versiegelung soll
ausschließen, daß der Elektrolyt aus der Zelle austritt und
stellt eine elektrische Isolation der Elektrodenkontakte von
einander dar.
Es ist wünschenswert, daß eine derartige Versiegelung durch
lässig für Wasserstoffgas aus der Zelle ist, um Druckaufbau
innerhalb der Zelle in Grenzen zu halten, wobei sie je
doch Eintritt oder Verlust von Flüssigkeit und das Ein
dringen von Sauerstoff oder Kohlendioxyd in die Zelle ver
hindern soll. Weiterhin wird eine Versiegelung für gewöhn
lich mit einer eingespritzten Membrane oder einem relativ
dünnen Abschnitt hergestellt, um sicherzustellen, daß
die Zelle unter gewissen Betriebsbedingungen, bei denen
hoher Gasdruck innerhalb der Zelle aufgebaut werden kann,
abbläst, um somit auszuschließen, daß die Zelle zerreißt.
Die vorliegende Erfindung betrifft Versiegelungen, die
mittels Schnappsitz auf dem Zellbecher montiert werden,
wobei sichergestellt sein muß, daß sie an Ort und Stelle
verbleiben, auch dann, wenn dieses Einschnappen in einer
schnellaufenden automatischen Fertigung vor sich geht.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung Versiegelun
gen, die durch eine Metallscheibe verstärkt werden, um
eine stärkere Struktur zu erhalten, und die leicht und
kostengünstig herstellbar sind und Platz für größere
Mengen von aktivem Material in der Zelle schaffen, so daß
diese eine längere Lagerbeständigkeit und/oder Lebensdauer
hat.
Aus der US-PS 30 68 312 vom 11. Dezember 1962 ist eine
versiegelte Zelle bekannt, die eine leitfähige Behälter
abdeckung aufweist, die aus Metall sein kann und in ein
Versiegelungsbauteil eingesetzt ist, das eine Membran auf
weist, durch welche ein Stromsammler tritt, und mit der
Unterseite der leitfähigen Abdeckung in Kontakt tritt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Versiege
lung für Zellen nach dem Oberbegriff des Anspruches
1 bzw. 2 zu schaffen, insbesondere aus einem thermo
plastischen Material wie Polypropylen, die es ermöglicht,
daß Wasserstoffgas aus der Zelle austritt, selbst dann,
wenn die Zelle mit dem Oberteil nach unten steht, das
heißt, wenn die Versiegelung auf einer Unterlage aufliegt.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnen
den Merkmale des Anspruches 1 bzw. 2.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung zum Inhalt.
Insbesondere ist es ein Vorteil der vorliegenden Erfindung,
daß eine Versiegelung geschaffen wird, die eine gute Druck
kraft des Versiegelungsbauteils gegen die Innenwand des
Zellenbechers sicherstellt, so daß besser sichergestellt
ist, daß die Zelle an der abschließenden Bördelnaht sicher
versiegelt ist.
Auch Sicherheitsaspekte spielen eine Rolle bei der er
findungsgemäßen Versiegelung, indem Sicherheit gegen eine
nach außen gerichtete Explosion von aktivem Material im
Falle eines abrupten Zellenbruches geschaffen ist und
weiterhin Sicherheit gegen Eindringen von Fremdkörpern
geschaffen ist, die für die Zelle schädlich sein können.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegen
den Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei
bung mehrerer Ausführungsformen anhand der Zeichnung.
Es zeigt:
Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht von
unten eine typische Versiegelung gemäß
der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Draufsicht von oben auf eine typische
Versiegelung, die in größeren Zellen ver
wendet wird, wobei weiterführende Merkmale
in punktierten oder gestrichelten Linien
dargestellt sind;
Fig. 3 eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt,
des Aufbaues der Versiegelung gemäß Fig. 2;
Fig. 4 und 5 Ansichten ähnlich den Fig. 2 und 3,
jedoch vom Aufbau einer Versiegelung,
die in kleineren Zellen zur Anwendung
kommt; und
Fig. 6 eine Querschnittsansicht des oberen Be
reiches einer zusammengebauten Zelle ge
mäß der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung betrifft zylindrische versiegel
te Zellen, bei denen eine Anode, eine Kathode, Trennmittel,
ein Elektrolyt, etc. in einem Zellenbecher eingebaut werden,
wobei üblicherweise der Zellenbecher die Kathode bildet,
wenn eine alkalische Zelle aufgebaut wird. Der Zellenbecher
hat ein geschlossenes Ende und ein offenes Ende, wobei das
offene Ende entweder abgestuft sein kann oder einen Rand
wulst aufweist.
Wenn der Zellenbecher an seinem offenen Ende abgestuft ist,
ist der Durchmesser des Zellenbechers über der Abstufung
größer als darunter. Wenn der Zellenbecher einen Randwulst
aufweist, so erstreckt sich der Randwulst nach innen, so
daß an dem Randwulst der Durchmesser des Zellenbechers ge
ringer ist als unterhalb. Die Versiegelung kann mittels
Schnappsitz in das offene Ende des Zellenbechers einge
setzt werden, gleichgültig ob er abgestuft ist oder einen
Randwulst aufweist.
Eine typische Ansicht einer erfindungsgemäßen Versiege
lung ist in Fig. 1 dargestellt, wobei mit dem Bezugs
zeichen 10 ein Bauteil bezeichnet ist, das einen oberen
Abschnitt 12 und einen unteren Abschnitt 14 aufweist.
Im allgemeinen hat der obere Abschnitt 12 einen Durch
messer, der im wesentlichen dem des größeren Durchmessers
des Zellenbechers entspricht. In dem Versiegelungsbauteil
10 ist eine Schulter an der äußeren Umfangsfläche des
Bauteiles 10 ausgebildet und die Schulter ist nach innen
gerichtet, so daß sie einen Durchmesser aufweist, der ge
ringer ist als der des größeren Durchmessers des Zellen
bechers, in den das Bauteil 10 eingesetzt werden soll.
Um einen sicheren Schnappsitz des Bauteiles 10 in dem
Zellenbecher sicherzustellen, ist der untere Abschnitt 14
als eine sich nach unten und außen erstreckende Schürze
ausgebildet, wobei der maximale Durchmesser, oder der
maximal erreichbare Durchmesser der Schürze, bzw. des
unteren Abschnittes 14 im wesentlichen an ihrem äußersten
Ende vorliegt. Besagter Durchmesser ist im wesentlichen ge
nauso groß wie der des großen Durchmessers des Zellen
bechers, in den das Bauteil eingesetzt werden soll.
Wie später noch genauer beschrieben werden soll ist gemäß
der vorliegenden Erfindung der untere Abschnitt oder die
Schürze mit einer Mehrzahl von sich nach unten erstrecken
den beinartigen Vorsprüngen versehen, die in Fig. 1 mit
der Bezugsnummer 18 bezeichnet sind. Bei einer vorzugs
weisen Ausführungsform ist die Anzahl der Vorsprünge 18
3, es können jedoch auch mehr sein. Das Einschnappen des
Bauteils in den Zellenbecher, egal ob dieser abgestuft
ist oder einen Randwulst aufweist, wird durch die nach
unten und außen ragende Schürze in dem unteren Abschnitt 14
oder durch die Vorsprünge 18 unter der Schulter 16 er
zwungen. Die Versiegelungen können jedoch auch ohne die
nach unten ragende Schürze gebildet werden, ohne von den
anderen, im folgenden erläuterten Einzelheiten Abstand
nehmen zu müssen.
Das Versiegelungsbauteil 10 kann aus Materialien wie
Polypropylen, Polyäthylen, Nylon und Co-Polymerisaten
dieser Stoffe gebildet werden.
Wie insbesondere in den Fig. 2-6 dargestellt, weist
die obere Oberfläche einer jeden Ausführungsform des
Bauteiles 10 eine mittig angeordnete,sich nach oben er
streckende Nagelverstärkung auf, sowie eine sich nach
oben erstreckende Schürze, die an der äußeren Kante der
äußeren Oberfläche ausgebildet ist. Eine Metallscheibe
mit einer zentralen Öffnung wird über die mittig ange
ordnete Nagelverstärkung gesetzt, sowie über die obere
Oberfläche des Versiegelungsbauteiles 10, so daß eine
mittig angeordnete Öffnung in der Metallscheibe im wesent
lichen mit der Außenseite oder einem wesentlichen Bereich
der äußeren Umfangsoberfläche der Nagelverstärkung Preß
sitz hat. Die äußere Umfangsoberfläche der Scheibe ist nicht
in Preßsitz mit der Innenseite der sich nach oben er
streckenden Schürze nahe dem untersten Bereich dieser
Schürze.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 wird nun eine
Ausführungsform eines Versiegelungsbauteiles beschrieben,
das insbesondere zur Verwendung in alkalischen Zellen der
Größe D gedacht ist. Dieses Bauteil 20 weist 3 sich nach
unten erstreckende Beine 22 unter einer Schulter 24 auf,
sowie eine sich nach oben erstreckende Schürze 26 entlang
der äußeren Umfangsfläche des Bauteiles über seiner oberen
Oberfläche. Eine mittig angeordnete Nagelverstärkung 28
ist in der oberen Oberfläche ausgebildet und dient zur Auf
nahme und zum Tragen des Anodennagels, wenn dieser in die
Zelle eingeführt wird. Eine Metallscheibe 30 ist über der
oberen Oberfläche eines im Spritzgußverfahren hergestellten
Bereiches 32 des Bauteiles 20 angeordnet, so daß eine
Öffnung 34 in der Scheibe 30 mit der Verstärkung 28 Preß
sitz hat.
Bei einer vorzugsweisen Ausführungsform des Versiegelungs
bauteiles weist die mittige Öffnung 34 eine Mehrzahl von
zahnartigen Vorsprüngen 37 auf, und zwar nicht nur um
sicherzustellen, daß die Scheibe einen griffigen Halt an
der Verstärkung 28 hat, sondern auch um einen größeren
Abblasbereich für den Austritt von Wasserstoffgas aus der
Zelle zu schaffen, wie im folgenden noch beschrieben wird.
Die gezahnte Öffnung stellt weiterhin sicher, daß die
Scheibe auf dem Kunststoffbauteil eine bessere Aufschnapp-
Spannung hat.
In der Ausführungsform gemäß den Fig. 4 und 5 ist eine
Versiegelung 36 dargestellt, die einen im Spritzgußver
fahren hergestellten Kunststoffabschnitt 38 und eine
Metallscheibe 40 aufweist, die über einer Nagelverstärkung
42 angeordnet ist. Im unteren Abschnitt der Versiegelung 36
sind unter einer Schulter 46 Beine 44 ausgebildet. Eine
sich nach oben erstreckende Schürze 48 ist auf der oberen
Oberfläche des Kunststoffabschnittes 38 an der äußeren
Umfangsoberfläche der Versiegelung 36 ausgebildet. Sowohl
in der Ausführungsform gemäß den Fig. 2 und 3 als auch
in der Ausführungsform gemäß den Fig. 4 und 5 sind die
nach oben gerichteten Schürzen 26 bzw. 48, wie dargestellt,
leicht nach oben und außen geneigt. Eine Neigung der nach
oben gerichteten Schürzen schafft einen Freiraum zum
leichteren mechanischen Einsetzen der scheibenförmigen Ab
deckung über die Nagelverstärkung zur Einschnapp-Befesti
gung damit.
Weiterhin sind, wie dargestellt, die äußeren Umfangsober
flächen der Metallscheiben 30 bzw. 40 so ausgebildet, daß
sie einen nach unten gerichteten Rand 50 bzw. 52 aufweisen.
Der nach unten gerichtete Rand an der äußeren Umfangskante
der Metallscheiben stellt insbesondere sicher, daß, wenn
die Versiegelung in einer gebördelten Zelle eingesetzt ist,
die Kunststoffdichtung, die durch die nach oben gerichtete
Schürze an der äußeren Umfangsoberfläche des Kunststoff
abschnittes der Abdichtung nicht durch die äußere Umfangs
kante der Metallscheibe eingeschnitten wird.
Falls gewünscht, kann die untere Oberfläche der Scheiben 30
oder 40 gegenüber der oberen Oberfläche der Kunststoff
körper 32 und 38 durch wenigstens eine oder eine Vielzahl
von unterbrochenen Verstärkungen oder Abstützungen ge
tragen werden, wie zum Beispiel durch solche, die mit 54
oder 56 in den Fig. 2 und 3 bezeichnet sind. Die Ab
stützungen sind auf der oberen Oberfläche der entsprechen
den Kunststoffteile ausgebildet und von den mittigen Nagel
verstärkungen und von den sich nach oben erstreckenden
Schürzen im Abstand angeordnet.
Weiterhin sind die nach unten gerichteten Ränder 50 bzw. 52
im allgemeinen in Vertiefungen gehalten, die in der oberen
Oberfläche der Kunststoffkörper 32 bzw. 38 ausgebildet
sind, und zwar an der Basis der sich nach oben erstrecken
den Schürze 26 bzw. 48.
Bei jeder der Versiegelungen ist für gewöhnlich an einer
Stelle außerhalb des Zentrums bzw. der äußeren Umfangs
fläche eine Membran ausgebildet, die dafür vorgesehen ist,
bei einem fest bestimmten Wert des Gasdrucks innerhalb
der versiegelten Zelle aufzubrechen. Die Membranen sind
in dem Bauteil 10 mit 11, in dem Bauteil 20 mit 58 und
in dem Bauteil 36 mit 60 bezeichnet.
In Fig. 6 ist ein typischer Aufbau einer alkalischen Zelle
dargestellt, wo ein Kathodenmaterial 62 und ein Anoden
material 64 in einem kathodischen Zellbecher 66 eingefüllt
sind. Nahe dem oberen Endbereich des Zellbechers 66 ist
ein sich nach innen erstreckender Wulst 68 ausgeformt.
Der Becher kann auch einen gestuften Abschnitt nahe
seinem oberen offenen Ende aufweisen. Ein Versiegeln des
Bechers durch Bördeln gegen das Versiegelungsbauteil wird
durch die dargestellte Art und Weise sichergestellt.
Ein Versiegelungsteil 70 weist einen Kunststoffkörper 72
und eine Metallscheibe 74 auf. Ein äußerer Bereich 76 der
Scheibe 74 weist einen nach unten gerichteten Rand 78 auf,
der in einer Vertiefung zu liegen kommt, die in dem Kunst
stoffkörper 72 ausgeformt ist. Der Zusammenbau gemäß
Fig. 6 zeigt einen Außenmantel 79, zu dem ein Isolierteil 80
gehört, einen Anodennagel 82, der durch eine Nagelverstär
kung 84 getrieben ist, sowie eine Anodenkappe 86, die
über dem gesamten Aufbau angeordnet ist.
In einem Bereich 88 oberhalb des Wulstes 68 ist eine
Bördelnaht ausgeführt, und zwar im allgemeinen in der Art,
daß die Bördelkräfte das Kunststoffmaterial über die
Elastizitätsgrenze des Materials hinaus belasten, im
wesentlichen in einem 1. Bereich, der für gewöhnlich
direkt an der Bördelnaht anliegt, und so, daß wenigstens
ein 2. Bereich, für gewöhnlich unterhalb der Bördelnaht,
derart belastet wird, daß die Belastung unterhalb der
Elastizitätsgrenze des Materials liegt.
Wie bereits erwähnt wurde, und wie insbesondere aus Fig. 6
ersichtlich, bildet die Metallscheibe 74, insbesondere
wenn sie im Bereich 76 den Rand 78 aufweist, eine stabile
Stütze, gegen die der nach oben stehende Schürzenbereich des
Versiegelungsbauteiles gedrückt werden kann, so daß während
des Bördelvorganges der Zelle eine Versiegelung gebildet
wird. Weiterhin wird insbesondere dann, wenn die Scheibe
zahnartige Vorsprünge, wie in Fig. 2 dargestellt, aufweist,
ein Formschluß oder eine griffige Anlage der Scheibe zu
der Nagelspitze sichergestellt.
Wie aus Fig. 6 hervorgeht, sind im unteren Bereich des
Versiegelungsbauteils 70 Beine 90 ausgebildet, die
sicherstellen, daß das Versiegelungsbauteil in dem Zellen
becher 66 leicht eingeschnappt werden kann.
Die Formgebung der Metallscheibe 74 ist derart, daß sie
in ihrem Mittenbereich höher liegt als an ihrer Umfangs
fläche, wie bei den Metallscheiben der Ausführungsformen
gemäß den Fig. 2 und 3 oder 4 und 5, so daß, wenn die
Bördelkraft gegen die obere Kante des offenen Kathoden-
Zellenbechers wirkt, sichergestellt ist, daß das Ver
siegelungs- und Isolierbauteil nicht nach unten ausweicht.
Weiterhin ist die Formgebung aller Metallscheiben derart,
daß eine gewisse Federkraft in ihnen liegt, die es er
möglicht, daß die Außenkante der Metallscheibe eine nach
außen gerichtete Druckkraft gegen die Innenoberfläche der
nach oben gerichteten Schürze ausübt, nachdem die nach
innen gerichteten Bördelkräfte, die während des Bördel
vorgangs erzeugt werden, zurückgenommen werden, nachdem die
zugebördelte Zelle aus dem Bördelwerkzeug entfernt wird.
Aufgrund der metallischen Trägerscheibe ist es möglich,
den Querschnitt des Kunststoffkörpers der Versiegelung
mit einer minimalen praktischen Dicke zu fertigen, die
gerade noch mit der Größe der Zelle vereinbar ist, in die
das Versiegelungsbauteil eingesetzt werden soll. Wenn der
Kunststoffkörper beispielsweise aus Polypropylen gefertigt
ist, ist der Austritt von Wasserstoffgas nicht nur durch
die zerbrechbare Membrane möglich, sondern durch den ge
samten Körper, so daß Wasserstoffaustritt in jeder Lage,
in der die Zelle während ihrer Anwendung oder Lagerung ge
halten wird, auch bei fehlerhafter Verwendung, so groß wie
möglich ist; insbesondere wenn das Bauteil mit einem re
lativ dünnen radialen Vorsprung 92 um die Nagelverstärkung
84 versehen ist, wie in Fig. 6 dargestellt. Selbst dann,
wenn die Zelle mit ihrer Oberseite nach unten gelagert
wird und wenn der Elektrolyt in der Zelle aus dem Katho
den- oder Anodenmaterial austritt, wird er in der Zelle ge
halten, denn die Oberseite des Plastikkörpers ist so ausge
bildet, daß ein Vorsprung oder wenigstens ein Teil des
Plastikkörpers über den flüssigen Elektrolyten bleibt.
Eine derartige Ausbildung erlaubt nebenbei eine uneinge
schränkte Diffusion und Austreten von Wasserstoff aus der
Zelle, ungeachtet der Lage, in der die Zelle angeordnet
wird. Die Anwesenheit der metallischen Trägerscheibe in
jeder Ausführungsform gemäß der Erfindung macht es möglich,
sehr dünnes thermoplastisches Material, insbesondere
Polypropylen zu verwenden, wodurch die mögliche Wasser
stoffdiffusionscharakteristik der Zelle stark verbessert
wird und ein größeres Innenvolumen zur Verfügung gestellt
wird, ohne Kompromisse bezüglich der Stärke des Ver
schlusses für die Zelle und die Stärke der Bördelnaht
sowie der Widerstandsfähigkeit der Versiegelung, die durch
die Bördelnaht gebildet wird, machen zu müssen.
(Dies spricht gegen die technische Lehre der
US-PS 32 18 197 vom 16. November 1965, in der festgehalten
wird, daß eine Kunststoffabdeckung für eine Zelle einen
hohlen Vorsprung hat, bei der Wasserstoffgas nur durch eine
eingegossene dünne Membrane in der Kunststoffabdeckung aus
treten kann).
Wie aus Fig. 6 und auch aus den Fig. 3 und 5 zu erkennen
ist, dient die Metallscheibe als Sicherheitsschild über
der Ventilmembrane. Dies ist natürlich ein wichtiger
Faktor wenn überlegt wird, daß gelegentlich ein fremdes
Objekt von außen in den Bereich der Ventilmembrane ein
dringen kann, wobei dann das Risiko besteht, daß aktives
Material durch die Ventilmembrane explosionsartig austritt.
Außerdem erlaubt der Freiraum oder das Volumen zwischen
der oberen Oberfläche des Kunststoffkörpers bei allen Ver
siegelungen gemäß der vorliegenden Erfindung und der Metall
scheibe, daß eine Gasexpansion im Falle des Öffnens der
Zelle rasch stattfinden kann, so daß das Gas nicht mit
hoher Geschwindigkeit aus dem oberen Bereich der Zelle aus
tritt. In der Metallscheibe ist eine Durchtrittsmöglichkeit
vorgesehen, um Druckausgleich zwischen dem Innenraum und
der Außenseite der Zelle zu ermöglichen; insbesondere wenn
die zahnartigen Vorsprünge in der mittigen Öffnung der
Scheibe um die Verstärkung des Kunststoffkörpers vorgesehen
sind, ist eine Vielzahl von Austrittsmöglichkeiten ge
schaffen.
Insbesondere dann, wenn der Kunststoffkörper ein Thermo
plast ist, so beispielsweise Polypropylen, kann ein ge
ringer Kopfraum über der Membrane geschaffen werden, so
daß die Gesamtstärke des Versiegelungs-Isolierbauteiles
reduziert ist. Dies erlaubt zusammen mit der Anordnung
der beinartigen Vorsprünge an der Schürze des Kunststoff
körpers bzw. dem Weglassen dieser Vorsprünge in gewissen
Fällen, ein größeres inneres Volumen der Zelle, so daß
eine größere Menge von aktivem Material in die Zelle einge
bracht werden kann. Dies verschafft der Zelle eine
längere Lager- und/oder Lebensdauer und/oder ermöglicht
ein größeres Gasausdehnungsvolumen innerhalb der Zelle
bei Entladevorgängen mit hohem Strom.
Die Versiegelungen der vorliegenden Erfindung können ge
tempert sein. Bei
kleinen Zellen, die für allgemeine Anwendungen gedacht
sind, muß der Kunststoffkörper nicht getempert werden.
Claims (13)
1. Zylindrische, versiegelte galvanische Zelle mit einer
Anode, einer Kathode und einem im wesentlichen zy
lindrischen Zellbecher, in dem die prinzipiellen
Komponenten der Zelle angeordnet sind, wobei der Zell
becher ein geschlossenes Ende und ein offenes Ende auf
weist; mit einem Versiegelungs- und Isolierbauteil am
offenen Ende des Zellbechers, wobei das Versiegelungs
bauteil in einer versiegelnden Lage bezüglich des
Zellenbechers durch eine Bördelnaht gehalten wird, die
an der Oberkante des Zellenbechers ausgebildet ist, da
durch gekennzeichnet,
daß das Versiegelungs- und Isolierbauteil einen ge gossenen thermoplastischen Körperteil und einen Teil aus einer metallischen Scheibe über dem thermoplasti schen Körperteil aufweist, wobei ein Zwischenraum zwischen der Scheibe und dem thermoplastischen Körper besteht;
daß der gegossene thermoplastische Körperteil eine nach innen gerichtete Schulter an seiner Umfangskante auf weist, der ein nach unten und außen gerichteter unter brochener Schürzenbereich gegenüberliegt, der als eine Mehrzahl voneinander getrennter, beinartiger Vor sprünge ausgebildet ist, und
daß die Metallscheibe eine mittige Öffnung aufweist und mit Preßsitz über eine mittig angeordnete,sich nach oben erstreckende Verstärkung in der oberen Ober fläche des thermoplastischen Körperteiles gesetzt ist, wobei die Metallscheibe wenigstens eine Öffnung auf weist, um einen Durchlaß für Druckausgleich zwischen der Außenseite der Zelle und dem Raum zwischen der Metallscheibe und dem gegossenen thermoplastischen Kör per zu schaffen.
daß das Versiegelungs- und Isolierbauteil einen ge gossenen thermoplastischen Körperteil und einen Teil aus einer metallischen Scheibe über dem thermoplasti schen Körperteil aufweist, wobei ein Zwischenraum zwischen der Scheibe und dem thermoplastischen Körper besteht;
daß der gegossene thermoplastische Körperteil eine nach innen gerichtete Schulter an seiner Umfangskante auf weist, der ein nach unten und außen gerichteter unter brochener Schürzenbereich gegenüberliegt, der als eine Mehrzahl voneinander getrennter, beinartiger Vor sprünge ausgebildet ist, und
daß die Metallscheibe eine mittige Öffnung aufweist und mit Preßsitz über eine mittig angeordnete,sich nach oben erstreckende Verstärkung in der oberen Ober fläche des thermoplastischen Körperteiles gesetzt ist, wobei die Metallscheibe wenigstens eine Öffnung auf weist, um einen Durchlaß für Druckausgleich zwischen der Außenseite der Zelle und dem Raum zwischen der Metallscheibe und dem gegossenen thermoplastischen Kör per zu schaffen.
2. Zylindrische versiegelte galvanische Zelle mit einer
Anode, einer Kathode und einem im wesentlichen zy
lindrischen Zellbecher, in dem die prinzipiellen
Komponenten der Zelle angeordnet sind, wobei der Zell
becher ein geschlossenes Ende und ein offenes Ende auf
weist; mit einem Versiegelungs- und Isolierbauteil am
offenen Ende des Zellbechers, wobei das Versiegelungs
bauteil in einer versiegelnden Lage bezüglich des
Zellenbechers durch eine Bördelnaht gehalten wird, die
an der Oberkante des Zellenbechers ausgebildet ist, da
durch gekennzeichnet,
daß das Versiegelungs- und Isolierbauteil einen ge gossenen thermoplastischen Körperteil und einen Teil aus einer metallischen Scheibe über dem thermoplastischen Körperteil aufweist, wobei ein Zwischenraum zwischen der Scheibe umd dem thermoplastischen Körper besteht und
daß die Metallscheibe eine mittige Öffnung mit einer Mehrzahl von voneinander getrennten, sich radial nach innen erstreckenden Vorsprüngen aufweist, wobei sich die Metallscheibe mit der mittigen Öffnung der Vorsprünge in Preßsitz über einer mittig angeordneten, sich nach oben erstreckende Verstärkung auf der oberen Ober fläche des thermoplastischen Körperteiles befindet und die Öffnungen zwischen den Vorsprüngen einen Durchlaß für Druckausgleich zwischen der Außenseite der Zelle und dem Zwischenraum zwischen der Metallscheibe und dem gegossenen thermoplastischen Körper schaffen.
daß das Versiegelungs- und Isolierbauteil einen ge gossenen thermoplastischen Körperteil und einen Teil aus einer metallischen Scheibe über dem thermoplastischen Körperteil aufweist, wobei ein Zwischenraum zwischen der Scheibe umd dem thermoplastischen Körper besteht und
daß die Metallscheibe eine mittige Öffnung mit einer Mehrzahl von voneinander getrennten, sich radial nach innen erstreckenden Vorsprüngen aufweist, wobei sich die Metallscheibe mit der mittigen Öffnung der Vorsprünge in Preßsitz über einer mittig angeordneten, sich nach oben erstreckende Verstärkung auf der oberen Ober fläche des thermoplastischen Körperteiles befindet und die Öffnungen zwischen den Vorsprüngen einen Durchlaß für Druckausgleich zwischen der Außenseite der Zelle und dem Zwischenraum zwischen der Metallscheibe und dem gegossenen thermoplastischen Körper schaffen.
3. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Zellbecher nahe seines offenen Endes einen abgestuften
Bereich aufweist, wobei der Durchmesser des Zellbechers
über dem abgestuften Bereich größer als darunter ist.
4. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Zellenbecher nahe seines offenen Endes einen nach innen
vorragenden Wulst aufweist.
5. Zelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Mittenbereich der Scheibe relativ höher liegt
als seine Umfangskante.
6. Zelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
eine sich nach oben erstreckende Schürze entlang der
äußeren Kante der oberen Oberfläche des gegossenen
thermoplastischen Körpers vorgesehen ist.
7. Zelle nach Anspruch 1, 2 und 6, dadurch gekennzeichnet
daß wenigstens ein Teilbereich des gegossenen thermo
plastischen Körpers zwischen seiner Mitte und der
äußeren Umfangskante eine Dicke aufweist, die geringer
ist, als die des umgebenden Materials, um einen zer
brechbaren Ventilbereich in dem gegossenen thermo
plastischen Körper zu schaffen, für den Fall, daß
der Druck innerhalb der versiegelten galvanischen
Zelle einen vorgegebenen Wert übersteigt.
8. Zelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Metallscheibe eine Federkraft aufweist, so daß
nach dem Wegnehmen der nach innen gerichteten Bördel
kräfte, die die Bördelnaht bilden, sich eine nach
außen gerichtete Druckkraft entlang der Umfangskante
der Scheibe gegen die innere Oberfläche der sich nach
oben erstreckenden Schürze ergibt.
9. Zelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
äußere Umfangskante des gegossenen thermoplastischen
Körpers sich an der Außenseite der nach oben erstrecken
den Schürze leicht nach oben und außen neigt.
10. Zelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
äußere Umfangskante der Metallscheibe einen nach unten
gerichteten Rand aufweist.
11. Zelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
der nach unten gerichtete Rand der Metallscheibe in
einer Vertiefung aufgenommen wird, die in der oberen
Oberfläche des gegossenen thermoplastischen Bauteiles
an der Basis der sich nach oben erstreckenden Schürze
ausgebildet ist.
12. Zelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
Material, aus dem der gegossene thermoplastische Kör
per gebildet wird, aus der Materialgruppe von Polypropylen,
Polyäthylen, Nylon und Co-Polymerisaten dieser Kunst
stoffe besteht.
13. Zelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens ein Vorsprung an der Unterseite des ge
gossenen thermoplastischem Bauteiles ausgebildet ist,
der sich radial von einer sich nach unten erstrecken
den Ausdehnung der mittigen Verstärkung aus erstreckt
und eine Dicke aufweist, die größer ist als die des
zerbrechbaren Ventilbereiches.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/548,740 US4537841A (en) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | Metal-supported seals for galvanic cells |
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