DE560132C - Aus einem Zinkbecher und einer Kohlenelektrode bestehendes Trockenelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Trockenelemente, insbesondere einen verbesserten Verschluß.

Bei der Herstellung von Trockenelementen war es üblich, das Element zu verschließen, indem eine Sandschicht auf die Depolarisationsmasse gelegt und dann eine Schicht Vergußmasse, wie Kohlenteerpech oder Wachs auf Harzbase, über den Sand gegossen wurde. Dieser Verschluß jedoch ist nicht befriedigend wegen der Schwierigkeiten der Herstellung bei der Behandlung der Masse und beim Einbringen in das Element. Der fertige Verschluß ist auch im kalten Zustande ziemlich brüchig und zerbricht daher leicht während der Verpackung und Versendung; er wind plastisch bei den hohen Sommertemperaturen und bläht sich oder wird aus seiner richtigen Lage durch den inneren Gasdruck gebracht.

Ein anderer Nachteil dieses Verschlusses besteht darin, daß er verhältnismäßig dick gemacht werden muß, um die erforderliche Festigkeit zu erhalten, hierdurch werden aber der Nutzraum und die Elektrodenfläche verringert, die sonst zur Erhöhung der Kapazität verwendet werden könnten. Ein anderer Nachteil des Verschlusses besteht darin, daß die Größe des Entlüftungsauslasses willkürlich und nicht der Prüfung bei der Herstellung unterworfen ist. Bei Trockenzellen mit diesem Verschluß wird das innerhalb erzeugte Gas durch die Fuge zwischen der Vergußmasse und dem Zinkbecher oder der Elektrode entlüftet. Die Tatsache, daß diese Fuge nicht dicht ist und daß Gas durch sie entweicht, ist großen Zufällen unterworfen; infolgedessen schwankt die Entlüftungsöffnung an Größe je nach den nicht leicht kontrollierbaren Zustandsschwankungen. Die Größe der Entlüftungsöffnung, ist daher bei einigen Elementen zu. groß, bei anderen zu klein, und in den meisten Fällen erfüllt sie ihren Zweck nur in beschränktem Maße.

Zur Vermeidung der Nachteile des Batterieabschlusses durch Vergießen ist bereits versucht worden, den Abschluß durch eine Scheibe oder einen Stopfen aus Isoliermaterial zu bilden. Um diesem Stopfen Halt zu geben und dabei doch eine Gaskammer zu bilden, ruht er mit seinem mittleren Teil auf einer Scheibe, die die Kohlenelektrode umgibt und auf der Hülse der Metallelektrode (ζ. B-. dem Zinkbecher) der Batterie aufliegt.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines verbesserten Verschlusses für Trockenzellen, der nur sehr wenig von dem Nutzraum innerhalb des Elements in Anspruch nimmt; er hat ein sauberes Aussehen, ist billig, leicht herzustellen und anzubringen; die Entlüftung ist gleichförmig und zuverlässig. Die Nachteile, die man bei den bisherigen Verschlußarten unter Verwendung von

Wachs oder anderen Vergußmassen oder Scheiben aus Isoliermaterial beobachtet, ..^erden vermieden.

In der Zeichnung stellen dar: Fig. ί und 2 vergrößerte Längsschnitte des oberen Endes und eines Trockenelements mit dem neuen Verschluß vor und nach dem Vergießen,

Fig. 3 und 4 einen vergrößerten Schnitt und einen vergrößerten Aufriß für eine andere Ausführungsform.

Der Verschluß kann verschieden gestaltet sein, je nach der Größe und Form des Elements, seines inneren Baues und nach dem Verwendungszweck.

Gemäß Fig. 2 besteht der Verschluß aus einem Deckel 10 von dünnem, federndem Material. Vorzugsweise kann hierzu ein Stahlblech von etwa 0,25 bis 0,75 mm Dicke verwandt werden. Der Deckel 10 hat einen nach oben gerichteten Außenflansch 11, derin den Zinkbecher 12 des Elements dicht eingepaßt ist. Mit seinem vorzugsweise nach innen gerichteten Mittelflansch 13 legt sich der Deckel ro auf eine Isolierscheibe 14 aus Papier, Gummi, Faserstoff o. dgl. Die Scheibe liegt auf dem oberen Ende der mittleren Kohlenelektrode 15, in die ein Metallbolzen 16, der durch eine öffnung der Scheibe 14 hindurchtritt, eingesetzt ist und als mittlerer Pol dient.

Der Deckel 10 kann an seiner Innen- und Außenfläche mit Emaille, Firnis, Lack o. digL überzogen sein, um ihn zu isolieren und! gegen Korrosion zu schützen. Die Fuge zwischen dem Flansch 11 des Deckels und dem Zinkbecher 12 kann außerdem abgedichtet werden ebenso wie die Fuge zwischen dem oberen Ende der Elektrode 15 und der unteren Fläche der Scheibe 14. Jedoch ist diese Abdichtung für die Wirkungsweise des Elements und des Verschlusses nicht wesentlich. Der im ursprünglichen Zustand ebene Deckel 10 mit nach oben gerichtetem Außenflansch 11 und abwärts gerichtetem Mittelflansch 13 wird nach Auflegen der Scheibe 14 auf die Elektrode 15 und nachdem das Element gefüllt ist, in den oben offenen Zinkbecher 12 so weit eingesetzt, daß der obere Rand des Flansches 11 mit dem oberen Rand des Zinkbechers 12 abschließt (Fig. 1). Sor dann wird der Deckel an seinem äußeren Umfang gegen das Innere des Elements gedrückt (etwa 2,5 mm tief) und der obere Rand, wie in Fig. 2 dargestellt, umgebördelt, so daß der äußere Flansch 11 des Deckels mit dem Zinkbecherrand 12 fest verbunden ist und sich mit seinem Innenflansch 13 federnd auf die Scheibe 14 der Elektrode 15 legt. Auf diese Weise bildet der Deckel 10 einen federnden Abschluß des Elements und gestattet bei entstehendem Überdruck innerhalb des Elements ein Entweichen von Gas, das den federnden Deckel so lange anhebt und zwischen dem· Flansch 13 und der Scheibe 14 entweicht, bis der Innendruck wieder so weit gesunken, ist, daß der Flansch 13 sich infolge der Federung des Deckels wieder gegen die Scheibe 14 legt. Für die normale Entlüftung des Ventils kann außer diesem federnden Verschluß der Zelle noch ein zusätzlicher konstanter Entlüftungsweg vorgesehen werden. Zu diesem Zweck wird eine Kohlenelektrode gewählt, die so porös ist, daß sie Gas austreten läßt. Die Isolierscheibe 14 wird dann aus gasdurchlässigem Material hergestellt und bildet so zusammen mit der durchlässigen Elektrode 15 einen zusätzlichen konstanten Entlüftungweg. Als Material für die gasdurchlässige Isolierscheibe 14 kommt z.B. ölgetränkte Zellstoffpappe, die für Feuchtigkeit undurchdringlich, aber für Gasdruck durchlässig ist, in Frage. Ein besonderer Vorteil dieses zusätzlichen Entlüftungswegs besteht darin, daß er. das Entweichen von in den unteren Räumen des Trockenelements erzeugtem Gas erleichtert. In diesem Falle kann' auch die Elektrode in an sich bekannter Weise teilweise mit einem das Wasser austreibenden Stoff, z. B. Schmieröl oder Paraffin, imprägniert werden, um die gewünschten Entlüftungsvorgänge herbeizuführen. Vorzugsweise wird dann eine an sich bekannte undurchlässige Scheibe 14 verwandt, die aus Gummi, Faserstoff oder auch Zellstoffpappe besteht, die vorteilhaft mit einer Mischung aus 50% Harz und' 50⁰/o Paraffin, nach Gewichten berechnet, imprägniert ist.

Die doppelte Entlüftungsmöglichkeit ist deshalb für die Qualität des Elements wertvoll, weil jedes Entlüftungssystem einen Kompromiß zwischen einem übermäßiger! Feuchtigkeitsverlust aus der Zelle und der Ansammlung hoher Gasdrucke bildet. Für gewöhnlich ist nur der konstante Entlüftungsweg wirksam, so daß sich nur ein Minimalverlust von Feuchtigkeit aus der Zelle ergibt, da die elastische Entlüftung durch den Deckel 10 für hohen Druck gewöhnlich geschlossen ist und nur unter anormalen Bedingungen, z. B. bei übermäßigen Temperaturen, in Wirksamkeit tritt.

Eine andere Ausführungsform des Verschlusses, der besonders für Taschenlampenbatterien geeignet ist, ist in Fig. 3 und¹ 4 dargestellt. Er unterscheidet sich gegenüber dem in Fig. 2 dargestellten Verschluß nur insoweit, als der Deckel 10 einen abwärts gerichteten doppelten Außenflansch 18, 19 hat, zwischen dem eine Nut 20 liegt, in die das obere Ende des Zinkbechers 12 eingedrückt

und nach außen gebördelt wird, um einen gasdichten Verschluß zu schaffen. Die Scheibe 14 auf der Kohlenelektrode 15 wird von einem ringförmigen unteren Flansch 21 einer Metallkappe 22 aufgenommen, die auf das obere Ende der Elektrode passend aufgesetzt ist und durch eine Mittelöffnung der Scheibe 14 hindurchtritt, um als Mittelpol des Elements zu dienen. Zur Schaffung des konstanten Entlüftungswegs (entsprechend dem Weg durch die gasdurchlässige Scheibe 14 nach Fig. 2) hat das obere Ende der Kappe 22 eine oder mehrere Öffnungen in Form von Schlitzen 23, durch welche das Gas nach Durchtritt durch die poröse Elektrode 15 entweichen kann. Über der Depolarisationsmasse liegt eine Scheibe 24, vorzugsweise aus Pappe, die in den Becher 12 eingepaßt ist und die Elektrode dicht umschließt, um zu verhindern, daß das sich ausdehnende Elektrolyt mit dem Metallflansch 21 in Berührung kommt. In den übrigen Merkmalen und im Prinzip entspricht dieser Verschluß der ersten Ausführungsform nach Fig. 1.

Es liegt auch innerhalb des Bereiches der Erfindung, die Form der mittleren Entlüftung durch Fortlassen des Flansches 13 zu ändern und einen Flansch oder einen Rand auf der Scheibe 14 anzuordnen, die mit einer ebenen Fläche an der Innenkante des Deckels 10 in Berührung kommt. Die äußere Kante des Deckels 10 kann auch mit dem oberen Teil des Zinkbechers auf andere Weise, z. B. durch Löten, befestigt sein, und der Flansch 11 kann abwärts gebördelt sein, entweder innerhalb oder außerhalb des Zinkbechers 12.

Für den Deckel ist zwar federndes Blech als geeignetes Material angegeben, es können aber auch andere steife Stoffe, wie Faserpappe, Zellstoffpappe, Hartgummi, Bakelit usw., verwendet werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Aus einem Zinkbecher und einer Kohlenelektrode bestehendes Trockenelement, das durch einen ringförmigen Deckel abgeschlossen ist, dessen äußerer Rand mit dem Zinkbecher fest verbunden ist und dessen innerer Rand die die Kohlenelektrode gegen den Zinkbecher isolierende Schicht berührt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenelektrode (15) auf ihrer oberen Stirnfläche mittelbar oder unmittelbar eine Isolierscheibe (14) trägt, auf die sich der innere Rand (13)

■ des ringförmigen Deckels (10) nachgiebig auflegt.

2. Trockenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Deckel aus einer federnden Metallscheibe besteht, dessen innere Kante (13) abwärts bis zur Berührung mit der Isolierscheibe umgebördelt ist.

3. Trockenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenelektrode so porös ist, daß sie Gas austreten läßt.

4. Trockenelement nach Anspruch 1 oder 3, gekennzeichnet durch eine Isolierscheibe (14) aus gasdurchlässigem Material als zusätzlichen konstanten Entlüftungsweg.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen