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Lagerfähiges Trockenelement Zusatz zum Patent 436823
Im Hauptpatent
436 823 ist ein lagerfähiges Trockenelement beschrieben, in dessen Elementgefäß
der Elektrolytenraum durch eine unmittelbar an die Gefäßwand anschließende Scheidewand
abgetrennt ist, welch letztere von außen durch besondere Vorrichtungen oder aber
dadurch deformiert oder zerstört werden kann, daß man die Kohle (oder den sonst
vorgesehenen Ableiter) allein für sich oder aber zusammen mit der Puppe auf den
Boden des Bechers hin vortreibt.
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Diese Zwischenwand kann aus beliebigem flüssigkeitsdichtem Stoff bestehen
und entweder unmittelbar flüssigkeitsdicht, nach ihrer Beschaffenheit, an die Becherwand
anschließen oder aber durch .eine besondere Dichtung, wie einen Paraffinausguß,
erst flüssigkeitsdicht an die Becherwand angeschlossen werden. Der Paraffinausguß
selbst kann gleichfalls die Zwischenwand ergeben.
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Gegenstand der Erfindung ist zunächst eine Weiterbildung und Verbesserung
der durch das Hauptpatent geschützten. Erfindung und besteht in der besonderen Auswahl
des Stoffes zur Herstellung der Scheidewand.
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Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Herstellung des Elementes bzw.
der Zelle sowie seine Haltbarkeit auf dem Transport und bei roher Behandlung .durch
den Verkäufer oder Gebraucher dadurch in überraschender Weise erhöht werden kann,
däß man die Scheidewand aus einem Stoff größter Festigkeit herstellt, der aber trotzdem
dehnbar und elastisch ist und außerdem eine hohe Klebkraft an seinen Rändern besitzt,
so d'aß er unmittelbar und dauernd an der Becherwand haftet.
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Die große mechanische Festigkeit ist erforderlich angesichts der unvermneidlichen
mechanischen Einwirkungen während des Transportes und der sonstigen Handhabung.
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Große Dehnbarkeit und Elastizität ist erforderlich, nicht nur mit
Rücksicht auf solche mechanische Einwirkungen, sondern auch auf mögliche Gestaltsveränderungen
dies Bechers und Volumensveränderungen dies Elektrolyten bei sich ändernden Temperaturen.
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Hohe Klebkraft ist erforderlich, damit die Scheidewand auch bei vorkommenden
starken mechanischen Erschütterungen nicht unbeabsichtigt von der Becherwand abgelöst
wird und ein vorzeitiges übertreten des Elektrolyten in die Puppe zuläßt. Diese
Fordierung bleibt bestehen auch dann, wenn durch hohe Elastizität und Dehnbarkeit
der Scheidewand gleichsam eine Dämpfung derartiger mechanischer Einwirkungen geschaffen
ist.
Andererseits muß aber die Scheidewand selbstverständlich ohne
übermäßige Kraftanstrengung bei Ingebrauchnahme des Elements zerstörbar sein. Insbesondere
darf ihr Widerstand nicht so groß sein, ,dhß bei, Zerstörung der Scheidewand durch
Vortreiben der Kohle eher diese letztere bricht, als die Scheidewand durchgerissen
wird.
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Als ein derart geeigneter Stoff für eine Scheidewand wurde nun eine
plastische oder flüssige Lösung gefunden, die nach .dem Eindringen mindestens .einen
Teil. des Lösungsmittels abgibt und alsbald erstarrt. Die Lösung kann hierbei warm
oder kalt eingebracht werden.
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Besonders vorteilhaft hat sich .eine Lösung gezeigt, welche aus Harzen,,
Zellstoff oder Nitrozellstoff, ferner mineralischen oder vegetabilen ölen und schließlich
Äther besteht.
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Eine Schutzhaut, die aus fein verteiltem Kolophonium, Rizinusöl und
Äther zusammengesetzt ist, hat sich im Betrieib;e bewährt. Insbesondere hat sich
eine Lösung, der q. bis i o % Rizinusöl und 40/0 Collo dium hinzugefügt ist, als
günstig erwiesen; weiterhin haben sich auch Gellulos;eIacke mit Harzzusatz in der
Praxis bewährt. Wird in den Elementbecher zunächst der Elektrolyt eingegossen und
auf diesen wenige Tropfen der erwähnten Lösung auffallen gelassen, so verteilt sich
diese sofort m einer dünnen Haut auf dem Elektrolyten, deckt diesien ganz ab und
berührt vollkommen die Becherwand-. Nach rascher Verflüchtigung des Äthers verbleibt
eine dünne Haut auf dem Elektrolyten, die mit außerordentlich großer Klebkraft lükkealos
an der Bec'herwand haftet und größte Elastizität und Dehnbarkeit besitzt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung seien an Hand des Ausführungsbeispiels
der Zeichnung näher erläutert, in der in Abb. i eine Einzelzelle teilweise im Schnitt
und in Abb. z eine beispielsweise dreizellige Batterie im- Schema dargestellt ist,
während Abb.3 eine Draufsicht zeigt.
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In Abb. i ist -b der Elementbecher, beispielsweise aus Zink, in -dem
.eitle Kohlenelekurode h mit Puppe p angeordnet ist. In dem Raum y, der im Elementbecher
b unterhalb der Puppe p und Kohle k ausgespart ist, befindet sich der Elektrolyt
und über diesem die Scheidewand s aus einem Stoff gemäß der Erfindung. -Soll die
Zelle in Gebrauch genommen werden, so wird .die Kohle k und mit ihr die Puppe p
nach unten vorgestoßen, durchbricht hierbei: die Scheidewands oder reißt diese von
der Becherwand ab und verdrängt den Elektrolyten. Dieser tritt somit in,
die Puppe ein, und wird vors dieser vollständig aufgesogen. Der Raumy, in dem sich
früher der Elektrolyt befand, wird somit von einem Teil der Puppe und .der Kohlenelektrade
ausgefüllt, während ein entsprechender Raum am oberen Ende der Zelle, der nunmehr
von der Puppe verlassen ist, ummittelbar den auch sonst erforderlichen Entgasungsraun
ergibt.
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Es ist nun dafür Sorge zu tragen, daß nicht etwa der Elektrolyt oben
aus dem Becher herausgespritzt wird, wenn die Kohle mit der Puppe nach unten gedrückt
wird. Zu diesem Zweck wird oberhalb der Puppe nach Einbringer. in die Zelle ein
Abs!chlußring r aus beliebigem Stoff, beispielsweise Pappe, aufgelegt und über ihn
und die Kohlenelektrode ein. metallischer Kontakten geschoben, der aus einem unteren
ringförmigen Teil mit aufgebördeltem Rand bestimmter Höhe besteht und somit eine
Art öse darstellt. Der aufgebürdelte Rand des Kontaktstückes wird: federnd oder
elastisch ausgebildet, derart, daß er dauernd und möglichst fest an der Kohle anliegt,
so daß, elektrische ausgeschaltet sind. Ferner ist dieser aufgebördelte Rand; so
hoch gewählt, daß, der übliche Aufguß a, der mit Vorteil. auch hier angewendet wird,
wohl einen dichten Abschluß, des Ringes oder der sonstigen Zwischenlager gegen die
Biecherwand' und ferner des Kontaktes m selbst ergibt, jedoch nicht auch die Kohlenelektrode
h selbst berühren kann. Würde nämlich letzteres geschehen, so Würde das Einstoßen
der Kohle erschwert -oder gar verhindert werden.
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Natürlich ist es nicht ausgeschlossen, daß man an Stelle dieser Bauart
auch, eine andere mit feststehender Puppe- wählt, gegenüber der die Kohle allein
vorgetrieben wird oder aber auch Puppe und Kohle feststellend anordnet und in der
letzteren einen Hohlraum ausspart, durch den ein Stoßorgan gemäß dem Hauptpatent
vorgetrieben werden kann, das bei Ingebrauchnahme der Zelle die Scheidewand s zerstört.
Jede andere Maßnahme zur Zerstörung der Scheidewand und somit gleichsam AktG,erung
der Zelle kann an Stelle der beschriebenen angewend,2t werden.
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Wird aber die Ausführung gemäß Abb. i gewählt, so wird es sich ferner
.empfehlen, den aus -der -Zelle herausstehenden Teil der Kohle k mit einer dünnsten
und, leicht abnehmbaren Isolierschicht, beispielsweise aus Paraffin, zu bedecken.
Wird die Kohle dann nach innen vorgetrieben, so nimmt der dicht anliegende Rand
des Kontaktes m selbsttätig auch diese Schicht ab, so. daß also der Kontaktrand
stets ummittelbar mit der Kohle in stromführungsbereiter Berührung bleibt. Die auf
der äußeren Stirnfläche der Kohle k .v erbleibende
Isolierschicht
ist von besonderem Nutzen, worauf später zurückgekommen werden soll.
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Man wird ferner zur Verhinderung des Eindringens der Vergußmasse in
den Raum zwischen dem unteren ringförnägen Teil des Kontaktes in und des BeiIagstückes
r zwischen diesen beiden bei c.- eine Dichtung einführen, die gleichfalls aus Paraffin
bestehen kann.
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Um eine Beschädigung der Puppe beim Einstoren zu vermeiden und das
Durchstoßen der zwar außerordentlich dünnen, trotzdem aber erstaunlich festen Scheidewand
s gemäß der Erfindung zu sichern., wird man auch mit Vorteil am unteren Ende der
Puppe eine Verstärkung vorsehen, bestehend :etwa in einem sternförmigen Stück aus
Pappe o. dgl. e I Abb. ia,. Glas unten, wie gestrichelt in Abb. i angedeutet. an
die Puppe angelegt und! mit dieser etwa durch den Faden verbunden ist, der üblicherweise
zum Zusammenhalten der Puppe um diese gewickelt wird; es ist also vor dem Aufwickeln
des Fadens dieses Pappsternchen angelegt und dann erst der Faden herumgewickelt.
Die Zacken des Sternes stehen nun seitlich von der Puppe vor; wird sie nun in den
Becher .eingeführt, so werden die Zacken seitlich nach oben gebogen, etwa um die
gestrichelt in Abb. ia eingezeichneten Bogen st abgebogen, und hierdurch wird einerseits
der allseitige richtige abstand der Puppe von der Becherwand gewährleistet und anderseits
werden hierdurch feste Seitenkanten gebildet, welche die Scheidewand mit Sicherheit
durchreißen bei weiterer Einw#.ärtsbewegung der Puppe, wenn das Element in Gebrauch
genommen werden soll.
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Mit dem Kontakt m sind die gewünschten Stromableitungen irgendwelcher
Art zu verbinden, regelmäßig natürlich vor Eingießen der Vergußmasse und Aufsetzen
dies Kontaktes auf die hohle.
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Da somit die Kohle vollständig in den Zinkbecher eingestoßen werden
kann, bis ihre obere Stirnfläche in gleicher Ebene liegt wie die Außenfläche der
Vergußmassea, wird die Länge der Kohlenelektrode das mögliche Mindestmaß erreichen.
Bei früheren Vorschlägen ähnlicher Art war die Kohlenelektrod@e mit einer Metallkappe
versehen, und es maßte also diese letztere stets aus, dem Becher über die Vergutmasse
herausragen; uni ein gl°:iches Stück war aber die Kohlen elektrod!e auch länger
und sie stand auch weiter aus der Zelle heraus vor Ingebrauchnahme der letzteren.
Somit wird hierdurch eine erhebliche Raumersparnis erzielt.
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Soll eine derartige Zelle in :einer Taschenlanlpenbatterie verwendet
werden, so werden gewöhnlich drei derartige Zellen nebeneinandergelegt und geeignet
vereinigt. Es kann dies beispielsweise ausschließlich durch eine Vergußmasse oder
aber unter Mitbenutzung eines ;äußeren Pappgeh.äusies geschehen.
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In Abb. a ist nunc angenommen, da.ß drei Zellen z1, z2, z3, gehörig
voneinander isoliert, in einem Pappgehäusen, eingebaut sind. Es ist angenommen,
daß die Zellen noch nicht in Gebrauch genommen werden sollen und dementsprechend
die Kohleneiektroden aus ihnen herausragen. Die Isolierung der Zellen untereinander
und deren Zusammenhalt im Gehäuse möge durch einen gemeinsamen Ausguß a erfolgen;
,aus diesem ragen die oberen Ränder der Kontakte m uni geringes heraus.
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Die Zellen sind hintereinandergeschaltet (nicht gezeichnet); mit dem
Kontaktur einer .ltlenzelle ist durch Löten oder Stanzen in einem Stück der übliche
federnde Metallstreifen (Stromabnehmer) o und an der Innenseite der anderen Audie@nzlle
z-' der zweite Stromabnehmer o1, gleichfalls durch Löten, Stanzen in einem Stück
oder sonst geeignete Weise, verbunden.
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Dadurch, daß. der Stromabnehmer o1 an der Innenseite der Zelle z3
und nicht, wie bisher üblich, an deren Außenseite befestigt ist, werden verschiedene
Vorteile erreicht. Einmal kann dieser Streifen sehr kurz ausgeführt werden, da er
nach Ingebrauchnahme des Elements in die gestrichelte Lage über das mittlere Element
abgebogen werden muß, oberhalb dessen sich der Fußkontakt der Lampe befindet. Infolge
dieser kurzen Ausführung wird er stets hinreichende Fiederung behalten und dauernde
Berührung mit dem Fußkontakt der Lampe gewährleisten. Ferner braucht er aber auch
nicht länger (oder erheblich länger) als der herausstehende Teil der Kohle k gemacht
zu werden.
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Im übrigen könnte man den Kontaktstreifen o1 auch mit dem Becher der
Zelle z2 verbinden, falls diese letztere durch geeignete Verbindung an d:as Ende
der Spannungsreihe der drei hintereinaudiergschalteten Zellen gebracht wird, deren
anderes Ende die Zelle z1 nach wie vor bildet.
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Zum Versand der Batterie wird ein Dekkeld aus Pappe übergestülpt und
geeignet, etwa durch einen Garantiestreifen, mit deni Gehäuse g verbunden. Er wird
ersichtlich durch die nunmehr gleich lang ausführbaren Kontaktstreifen o, o' iln
sicherem Abstand gehalten und jede Beschädigung der Kohle k oder deren Eindrücken
vor beabsichtigter Ingebrauchnahme ist ,ausgeschlossen.
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Bereits bei Beschreibung der Abb. i wurde erwähnt, daß auf der ,äußeren
Stirnseite der Kohle h Isolation von Nutzens sei. Abb. 2 lä13t dies erkennen, da
.der Streifen o1 über die eingedrückte Kohle h abj;ebogien wird
und
es nun geschehen- könnte, d'aß zwischen ihm und dem Kohlenende eine stromführende
Berührung zustande kommt, wenn nicht die erwähnte Isolation zwisichengeschaltet
ist.
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Im übrigen kann ein derartiger unbeabsichtigter Kurzschluß auch dadurch
vermieden werden, daß auf die Oberseite dies Ausgusses ein Abschluß aus isolierendem
Stoff aufgebracht wird, beispielsweise aus. Pappe, wie dies an sich schon lange
üblich ist. Dieser Abschluß h ist aus der Draufsicht der Abb:. 3 zu ersehen. In
ihm sind nicht nur die öffnungen zum Durchtritt der Kohle il, i3 ausgespart, z.
B. ausgestanzt, sondern auch eine Durchtrittsöffnung für die mittlere Kohle. Diese
Durchtrittsöffnung ist aber nicht voll-kommen ausgeschnitten, sondern. nuT
durch eine Zunge i2 gebildet, :di;e somit an der gestrichelten Seite in festem Zusammenhang
mit dem übrigen Teil des Abschlußdeckels h geblieben ist und beim Aufbringen durch
die vorstehende Kohle k hochgeklappt wird; nach Einstoßen der letzteren jiedo,ch
gleichsam selbsttätig durch den Stromabnehmer o1 niedergelegt wird, wenn dieser
in ae gestrichelte Lage gemäß Abb.2 übergeführt wird. Die Zungei2 bleibt somit stets
zwischen der Stirnseite der eingedruckten Kohle h und .dem Stromabnehmer o1 und
isoliert diese beiden Teile voneinander. Der Stromabnehmer o1 tritt durch die zugehärige
Aussparung 14 hindurch.
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Im übrigen ist die Erfindung auf das dargestellte Ausführungsbeispiel
durchaus nicht beschränkt. So kann z. B. auf den Elektrolyten vor Aufbringen der
Lösung eine Zwischenscheibe .aufgelegt werden, beispielsweise eine Platte aus Papier,
Pappe o. dgl. Ebenso kann auf die Oberfläche des eingefüllten Elektrolyten Sägemehl
o. dgl. aufgestreut und dann erst die Abschlußwand erzeugt werden.
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Die Dichtung c kann auch gleichzeitig die Abdichtung der Kohlenelektroide
ergeben, so däß weder Elektrolytßüssigkeit noch Gase (für die ein besonderer Abzugskanal
vorgesehen werden kann) an dieser Stelle nach außen treten können.