DE69737207T2 - Trockenzelle und verfahren zur herstellung einer aussendose dafür - Google Patents

Trockenzelle und verfahren zur herstellung einer aussendose dafür Download PDF

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Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Trockenzelle, die relativ klein ist und eine zylindrische Form aufweist. Des Weiteren bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen eines äußeren Metallmantels der Trockenzelle.
  • STAND DER TECHNIK
  • Da als Material für äußere Mäntel einer kleinen zylindrischen Trockenzelle anstelle von Papier Metall verwendet wird, wurde ihr Leckage-Dichtigkeitsvermögen verbessert, wodurch die Leistungsfähigkeit der Trockenzelle erhöht worden ist. Solch ein metallischer äußerer Mantel einer Trockenzelle (der einfach als äußerer Metallmantel bezeichnet wird) wird gemeinhin in einem Herstellungsverfahren, wie es in 6 gezeigt ist, hergestellt. Das Verfahren beginnt mit einem Zerschneiden eines Bandmaterials, das eine Dicke von ungefähr 0.2 mm aufweist und aus verzinntem Stahl hergestellt ist, in rechtwinklige Grundblätter 1 mit vorbestimmten Abmessungen, beispielsweise einer Breite von 785 mm und einer Länge von 850 mm, wie in 6(a) gezeigt. Danach wird ein Schlitzen und ein Beschneiden zweier Kanten mit einer Breite von ungefähr 2 mm entlang beider gegenüberliegender Seiten des Grundblattes 1 durchgeführt. Nach dem Entfernen der zwei Kantenstücke 2 werden Schlitze ausgebildet, die gleich beabstandet und parallel zu den Seiten des Grundblattes 1, wie es durch die doppelt gepunktete Strichpunktlinien in 6(b) angezeigt ist, angeordnet sind. Das Grundblatt 1 wird dann entlang dieser Schlitze in eine Gruppe von Zwischenstreifen 3, wie in 6(c) gezeigt, zerschnitten. Jeder Zwischenstreifen 3 wird mit einer gegebenen Stanzplatte bzw. Stanzmatrix, wie in 6(d) gezeigt, ausgestanzt, wodurch eine Anzahl von Metallmantelrohlingen 4, wie in 6(e) gezeigt, hergestellt wird.
  • Der Metallmantelrohling 4 wird dann zu einer Zylinderform, wie in 6(f) gezeigt, aufgerollt. Während zwei Seitenkanten 4a und 4b des Rohlings 4 miteinan der in Anlage gebracht werden, wird eine Basis 4c nach innen gekrümmt, um einen Boden 5 auszubilden, wodurch ein zylindrischer äußerer Metallmantel 7 mit einem Boden erzeugt wird. Dem äußeren Metallmantel 7 wird durch das offene Ende desselben ein Zellenelement eingeführt, das ein Leistungserzeugungselement aufweist, das in einen Zinkbehälter gefüllt und von einer Isolationsröhre umhüllt ist. Das obere Ende 4d des äußeren Metallmantels 7 wird dann nach innen gekrümmt, um mittels eines Isolationsringes gegen die Schulter des Zellenelementes gedrückt zu werden, wodurch eine kleine zylindrische Trockenzelle 8, wie in 5 gezeigt, hergestellt wird.
  • Der rechtwinklige Rohling 4, der aus dem Zwischenstreifen 3 ausgestanzt worden ist, weist Aussparungen 9a, 9a, 9b, 9b an vier Ecken desselben auf, die durch Entfernen dreieckiger Segmente hergestellt worden sind (siehe 6(e)). Wenn der Rohling 4 aufgerollt ist und seine Basis 4c oder sein oberes Ende 4d nach innen gekrümmt ist, wobei das Zellenelement darin enthalten ist, grenzt jedes Paar von Aussparungen 9a, 9a oder 9b, 9b an einer oberen oder unteren Seite aneinander entlang einer Verbindung 10 zwischen den zwei Seitenkanten 4a und 4b oder entlang der radialen Richtung R des äußeren Metallmantels 7 an, wodurch eine gerollte Anlageverbindung 11, wie in 5 gezeigt, ausgebildet wird.
  • Insbesondere wird zum Ausbilden der gerollten Anlageverbindung 11 der Rand des äußeren Metallmantels 7 an seinem oberen Ende in eine bestimmte halbzylindrische Rollform gedrückt, die einen gekrümmten Querschnitt aufweist. Da das obere Ende des äußeren Metallmantels 7 fortschreitend gekrümmt wird, um eine gleichmäßige Kurve um seinen gesamten Umfang herum auszubilden, grenzen die einander gegenüberliegenden Aussparungen 9a, 9b ununterbrochen bzw. stetig von der äußeren Seite bis zu der inneren Seite aneinander an. Wenn die Aussparungen 9a, 9a gekrümmt werden, um aneinander anzuliegen, wird eine beträchtliche Spannung lokal entlang der gerollten Anlageverbindung 11 ausgeübt und die Krümmungsspannung ist darauf konzentriert, wodurch Beulen verursacht werden.
  • Des Weiteren variiert das Zellenelement, das dem äußeren Metallmantel 7 eingeführt worden ist, bezüglich seiner Höhe. Wenn das Zellenelement kurz ist, wird eine zusätzliche Spannung ausgeübt, nachdem die zwei Aussparungen 9a, 9a zueinander in Anlage gebracht worden sind, um die gerollte Anlageverbindung 11 auszubilden. Eine derartige Krümmungsspannung, die lokal konzentriert ist, verursacht Dellen bzw. Kerben 12 auf jeder Seite der Anlageverbindung, wie in 5 gezeigt, die das Erscheinungsbild des äußeren Metallmantels 7 beeinträchtigen. Zudem werden die zwei Aussparungen 9a, 9a fest entlang der gerollten Anlageverbindung 11 aneinander gedrückt, wobei ein Abdichtungselement der Zelle fest gedrückt wird, durch das das Auslassen eines Gases aus der Zelle behindert werden kann, wenn der Gasdruck innerhalb der Zelle 8 unerwartet steigt.
  • Um das Ausbeulen zu verhindern, wurde eine verbesserte zylindrische Trockenzelle vorgeschlagen, bei der vier Ecken eines äußeren Metallmantelrohlings an oberen und unteren Enden von beiden Seiten abgerundet sind, indem Segmente unterschiedlicher Längen und Höhen entfernt worden sind, die in einem speziellen Verhältnis bestimmt worden sind (wie in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 1-19053 offenbart). Es ist jedoch notwendig, den Rohling der zylindrischen Trockenzelle zu einer gewünschten Form bei einer präzisen Steuerung der Formschneideoperation zu zerschneiden. Insbesondere beim Herstellen kleiner Trockenzellen ist es schwierig, die Konfiguration der winzigen Rohlinge präzise zu steuern, wenn sie ausgestanzt werden. Auf der anderen Seite wird der äußere Metallmantel für größere Trockenzellen durch Laserschweißen verbunden, wodurch das Ausbeulen verhindert wird. Das Laserschweißen wird jedoch im Allgemeinen nicht verwendet, um kleine Trockenzellen herzustellen, da mit dem Laserschweißen eine niedrige Produktivität und hohe Herstellungskosten verbunden sind.
  • Um die kleinen Aussparungen 9a, 9b mit der gewünschten Konfiguration an vier Ecken des Metallmantelrohlings 4 in dem Herstellungsprozess des äußeren Metallmantels 7, wie er oben beschrieben worden ist, auszubilden, gibt es fast keine Alternative, außer eine Vielzahl von Rohlingen 4 aus dem rechtwinkligen Zwischenstreifen 3 auszustanzen, der etwas breiter als ein Paar von Rohlingen 4 ist, die Seite an Seite, wie in 6(d) gezeigt, angeordnet sind. Wenn die Gesamtgröße der Trockenzelle groß ist, können die Aussparungen erzeugt werden, indem vier Ecken eines rechtwinkligen Streifens abgeschnitten werden. Die Aus sparungen 9a, 9b des Rohlings 4 für kleinere Trockenzellen sind jedoch normalerweise winzig, d.h., sie haben eine Höhe h von 2.2 mm entlang den Seiten 4a und 4b und eine Breite d von 0.35 mm in einer Richtung von der Seite 4a zu der Seite 4b. Das Schneidwerkzeug der Schneidmaschine zum Herstellen solch winziger Aussparungen 9a, 9b muss extrem scharf sein, was zu einer kürzeren Lebensdauer führt. Zudem ist es praktisch unmöglich, einen winzigen Metallmantelrohling 4 an einer gegebenen Position sicher und präzise zu halten.
  • Dementsprechend wird eine große Materialmenge verschwendet, nachdem der Zwischenstreifen 3 ausgestanzt worden ist, wie in 6(d) gesehen werden kann. Die Anzahl der Rohlinge 4, die aus dem Zwischenstreifen 3 ausgestanzt werden, ist begrenzt, wodurch die Produktion ineffizient wird. Unter Berücksichtigung der Massenproduktion von kleinen Trockenzellen in den letzten Jahren ist ein derartiges Verfahren, wie es oben beschrieben worden ist und das den Materialverlusterzeugt, unter ökonomischen Gesichtspunkten nicht vorteilhaft.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Trockenzelle bereitzustellen, die eine derartige Konfiguration aufweist, dass jegliche Beulen bzw. Kerben, die durch das Ausbeulen verursacht werden, wenn gekrümmt wird, effektiv verhindert werden. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum effizienten Herstellen der äußeren Metallmäntel bereitzustellen.
  • EP-A-333023 offenbart eine Trockenzelle mit einem Metallmantel, der Aussparungen an beiden Ecken an einer Seitenkante aufweist.
  • Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine Trockenzelle bereit, die ein zylindrisches Zellenelement und einen äußeren Metallmantel zum Umhüllen des Zellenelementes umfasst, wobei der Metallmantel durch Rollen eines Metallmantelrohlings eines rechtwinkligen Metallstreifens in eine zylindrische Form, um beide Seitenkanten desselben miteinander in Anlage zu bringen, und durch Rollen und Krümmen eines unteren Endes des Rohlings nach innen, um einen Boden zu erzeugen, ausgebildet ist, wobei das Zellenelement in dem Metallmantel durch Rollen und Krümmen eines oberen Endes des Metallmantels nach innen abgedichtet ist, wobei der Metallmantelrohling an beiden Ecken einer Seitenkante desselben, an der die Anlageverbindung ausgebildet ist, mit Aussparungen versehen ist, und wobei die Aussparungen jeweils an einem oberen Ende und an einem unteren Ende der anderen Seitenkante des Rohlings angrenzen, wobei eine gerollte Anlageverbindung entlang einer Richtung ausgebildet ist, die sich von der radialen Richtung des Metallmantels unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Aussparungen an einer Seitenkante des Metallmantelrohlings so bestimmt ist, dass sie an beiden Enden des zylindrischen Metallmantels mit dem Längenabschnitt der anderen Seitenkante korrespondiert, der größer ist als eine Strecke entlang der radialen Richtung.
  • Der Rohling für den Metallmantel weist Aussparungen an oberen und unteren Enden von nur einer Seite desselben auf. Daher berühren die oberen und unteren Aussparungen direkt ihre entsprechenden Kanten der anderen Seite zum Schluss des Rollvorgangs. Wenn die Aussparungen mit dem anderen Ende zum Schluss des Rollvorgangs in Verbindung kommen, um die gerollte Anlageverbindung auszubilden, ist die Krümmungsspannung nicht lokal auf die gerollte Anlageverbindung konzentriert, wodurch durch das Ausbeulen keine Kerben bzw. Beulen erzeugt werden.
  • Die Erfindung ermöglicht es, dass die zwei Aussparungen an der Seitenkante des Rohlings an ihren jeweiligen oberen und unteren Enden der anderen Seite angrenzen, ohne dass Lücken auftreten. Die gerollte Anlageverbindung einer bevorzugten Konfiguration kann ausgebildet werden, wobei zu einer besseren Erscheinung der Trockenzelle beigetragen wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines äußeren Metallmantels einer Trockenzelle zum Umhüllen eines Zellenelements in demselben bereitgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
    Zerschneiden eines rechtwinkligen Blattes aus einem metallischen Material entlang von Linien, die gleiche Abstände aufweisen und parallel zu einer Seite des Blattes verlaufen, um eine Vielzahl von ersten Zwischenstreifen mit einer rechtwinkligen Form auszubilden,
    Zerschneiden des ersten Zwischenstreifens entlang von Linien, die gleiche Abstände aufweisen und zu der Längsrichtung orthogonal sind, um eine Vielzahl von zweiten Zwischenstreifen mit einer rechtwinkligen Form auszubilden,
    Zerschneiden des zweiten Zwischenstreifens mit einem Druckschneider in zwei Teile entlang einer mittigen Linie und gleichzeitiges Entfernen zweier Kanten mit einer im Wesentlichen dreieckigen Form an jedem Ende der Linie, um ein Paar von Metallmantelrohlingen der gleichen Form auszubilden, die jeweils Aussparungen an oberen und unteren Enden von nur einer Seitenkante derselben aufweisen, und
    Rollen des Rohlings in eine zylindrische Form, um zwei einander gegenüberliegende Seiten miteinander in Anlage zu bringen und Rollen und Krümmen des unteren Endes des zylindrischen Rohlings nach innen, um einen Boden zu erzeugen.
  • Gemäß eines derartigen Verfahrens zum Herstellen der äußeren Metallmäntel können die Aussparungen leicht und schnell an beiden oberen und unteren Kanten von nur einer Seitenkante des Metallmantelrohlings erzeugt werden, wenn die zweiten Zwischenstreifen in zwei Rohlinge während des Stanzprozesses geteilt werden. Dies ist so, da der zweite Zwischenstreifen an beiden Seiten der Schneidelinie festgehalten werden kann, wenn er gestanzt wird, und da es unnötig ist, Aussparungen an oberen und unteren Kanten der anderen Seite des Rohlings, wie in dem Stand der Technik, zu erzeugen.
  • Verglichen mit dem konventionellen Verfahren, bei dem eine Gruppe von Zwischenrohlingen mit einer rechtwinkligen Form aus einem Materialblatt ausgestanzt wird, minimiert das erfindungsgemäße Verfahren den Materialverlust, nachdem die Rohlinge gestanzt und zu den Metallmänteln gerollt worden sind. Die Anzahl der Rohlinge, die aus dem Materialblatt ausgeschnitten werden, wird erhöht, wodurch die Produktionseffizienz verbessert wird. Da die Trockenzellen in großen Mengen hergestellt werden, kann eine größere Materialersparnis erreicht werden.
  • Es ist bevorzugt, dass der zweite Zwischenstreifen in zwei Metallmantelrohlinge durch den Pressschneidevorgang mit einem Stanzwerkzeug geteilt wird, wobei das Stanzwerkzeug einen Schlitzbildungsabschnitt mit einer Breite von ungefähr 1 mm und ein Paar von im Wesentlichen dreieckigen Aussparungsbildungsabschnitten aufweist, die jeweils gleichartig mit einem Ende des Schlitzbildungsabschnittes verbunden sind. Die Lebensdauer des Stanzwerkzeugs kann durch eine derartige Konfiguration verlängert werden.
  • Die erfindungsgemäße Trockenzelle kann durch das erfindungsgemäße Verfahren leicht hergestellt werden, bei dem das obere Ende des äußeren Metallmantels nach innen gekrümmt und gerollt wird, nachdem ein Zellenelement mit einer zylindrischen Form in den Metallmantel von der oberen Öffnung desselben eingeführt worden ist.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt eine Trockenzelle gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, wobei (a) eine Perspektivansicht eines oberen Teils der Trockenzelle, (b) eine Draufsicht derselben, (c) eine longitudinale Quer- und Halbschnittansicht derselben und (d) eine Vorderansicht eines Rohlings eines äußeren Metallmantels ist.
  • 2 zeigt Schritte (a) bis (g) zum Herstellen des äußeren Metallmantels der Trockenzelle.
  • 3 ist eine halbe longitudinale Querschnittsansicht einer Form, die zum Krümmen des äußeren Metallmantels konstruiert worden ist.
  • 4(a) und (b) sind Vorderansichten, die Modifikationen des Rohlings zeigen.
  • 5 ist eine Perspektivansicht einer konventionellen Trockenzelle.
  • 6 zeigt die Schritte (a) bis (f) einer Herstellung des äußeren Metallmantels der konventionellen Trockenzelle.
  • BESTE ART, DIE ERFINDUNG DURCHZUFÜHREN
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt eine Trockenzelle 17 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei (a) eine Perspektivansicht eines oberen Teils der Trockenzelle, (b) eine Draufsicht auf dieselbe, (c) eine longitudinale Halbschnitt-Querschnittsansicht derselben und (d) eine Vorderansicht eines Rohlings 19 eines äußeren Metallmantels 18 der Trockenzelle 17 ist. Ein Charakteristikum dieser Trockenzelle 17 ist, dass ihre gerollte Anlageverbindung 20 an oberen und unteren Enden des äußeren Metallmantels 18 entlang einer Richtung S ausgebildet ist, die sich von der radialen Richtung R des Metallmantels 18, wie in den 1(a) und (b) gezeigt, unterscheidet. Der Rohling 19 für den Metallmantel 18 weist Aussparungen 21a und 21b nur an zwei Ecken desselben zwischen einer Seite 19a und einer oberen und einer unteren Seite 19c, 19d auf, wobei die andere Seite 19b nicht mit Aussparungen versehen ist, wie am besten in 1(d) gezeigt. Da die zwei Aussparungen 21a und 21b auf einer Seitenkante 19a des Rohlings 19 ausgebildet sind, ist die Breite 2d der Aussparungen zweimal größer als die konventioneller Aussparungen, während die Höhe h, die gleich einem nach innen zu rollenden Rand des Metallmantels 18 ist, gleich bleibt.
  • Die Struktur der Trockenzelle 17 wird jetzt erläutert. Wie in 1(c) gezeigt, ist ein Separator 23, der mit einem Elektrolyt imprägniert ist, fest an der inneren Wand eines Anodenzinkbehälters 22 mit einer zylindrischen Form und einem Boden angeordnet und mit einem als Kathode wirksames Material oder einer Kathodenmischung 24 gefüllt. Eine Kohlenstoffelektrode 27, die als ein Kollektor dient, erstreckt sich durch die Mitte der Kathodenmischung 24. Die obere Öffnung des Anodenzinkbehälters 22 ist hermetisch mit einem Abdichtungselement 28 abgedichtet, durch das die Kohlenstoffelektrode 27 durchgeführt ist. Die Bodenfläche des Anodenzinkbehälters 22 ist mit einer negativen Endplatte 29 gedeckelt, während das vorstehende obere Ende der Kohlenstoffelektrode 27 mit einer positiven Endplatte 30 gedeckelt ist. Die Kathodenmischung 24 kann aus einer Mischung eines aktiven Materials, wie beispielsweise Mangandioxid, und einem leitenden Material, wie beispielsweise Acetylen-Ruß oder Graphit, zusammen mit einem Elektrolyt hergestellt sein und ist zu einer zylindrischen Form und fest um die Kohlenstoffelektrode 27 herum gepresst. Die Kathodenmischung 24 ist mit dem Separator 23 gewickelt und in den Anodenzinkbehälter 22 eingeführt, der dann von einer Isolationsröhre 31 umhüllt wird, sodass ein Zellenelement 26 gebildet wird. Das Zellenelement 26 wird in den äußeren Metallmantel 18 eingesetzt, der an dem oberen Ende desselben gekrümmt wird, und fest in den Metallmantel 18 mit einem oberen Isolationsring 52 eingepasst, der dazwischen eingesetzt wird. Die Bezugsziffer 53 bezeichnet einen unteren Abdichtungsring.
  • Das Verfahren zum Herstellen des äußeren Metallmantels der Trockenzelle 17 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 2 erläutert, die die Schritte in Herstellungsfolge zeigt. Wie in 2(a) gezeigt, wird ein Bandmaterial aus verzinntem Stahl mit einer Dicke von ungefähr 0.2 mm in rechtwinklige Blätter 1 mit gegebenen Abmessungen ähnlich bzw. gleich dem Stand der Technik zerschnitten. Das Blatt 1 wird dann mit einer Schlitzeinrichtung entlang der Schneidlinien geschnitten, die durch die parallelen doppelt gepunkteten Strichpunktlinien bezeichnet sind, und zu einem Paar von Kantenstreifen 32 mit einer Breite von ungefähr 2 mm und einer gegebenen Anzahl von ersten Zwischenstreifen 33 mit einer rechtwinkligen Form parallel zu den Randstreifen 32, wie in 2(b) gezeigt, zerteilt. Der erste Zwischenstreifen 33 wird an beiden Längsenden durch Schlitzen beschnitten und entlang einer Gruppe von parallelen Schneidlinien geschnitten, die die Längsrichtung in rechten Winkeln schneiden, um zweite Zwischenstreifen 34 mit einer kleineren rechtwinkligen Form zu erhalten, wie in 2(c) gezeigt. Die Länge des zweiten Zwischenstreifens 34 ist 1 mm länger als die der zwei Rohlinge 19, die benachbart zueinander angeordnet sind.
  • Der zweite Zwischenstreifen 34 wird, wie in 2(d) gezeigt, in zwei Metallmantelrohlinge 19, wie in 2(e) oder 1(d) gezeigt, mit einem Stanzwerkzeug 37 geteilt, indem in rechten Winkeln zu der Längsrichtung an seiner Mitte geschnitten wird. Das Stanzwerkzeug 37 weist einen Schlitzbildungsabschnitt 37a zum Herstellen eines Schnittschlitzes mit einer Breite von ungefähr 1 mm und ein Paar von im Wesentlichen dreieckigen Aussparungsbildungsabschnitten 37b und 37c auf, die mit einem Ende des Schlitzbildungsabschnitts 37a verbunden sind. Jedes Ende der Aussparungsbildungsabschnitte 37b und 37c ist bezüglich der Breite am größten, die gleich einer Summe von zweimal der Breite 2d der Aus sparung 21 und der Breite von 1 mm des Schlitzbildungsabschnitts 37a ist. Dementsprechend sind die Aussparungsbildungsabschnitte 37b und 37c des Stanzwerkzeugs 37 zum Schneiden eines Paares der Aussparungen 21, deren Breite 2d zweimal größer ist als die der Aussparung 9 in dem konventionellen Verfahren, größer.
  • Die Rohlinge 19 werden, im Vergleich zu dem konventionellen Verfahren, bei dem die Metallmantelrohlinge 4 aus den Zwischenstreifen 3 gestanzt werden (6), durch Stanzen von jedem der Gruppe von zweiten Zwischenstreifen 34 erhalten, die in dieser Ausführungsform aus dem ersten Zwischenstreifen 33 geteilt worden sind. Der Materialverlust beim Schneiden der Rohlinge 19 ist daher auf ungefähr 1/4 des Materialverlustes in dem konventionellen Verfahren zum Herstellen des äußeren Metallmantels 18 reduziert. Die Anzahl der Rohlinge 19, die aus der gegebenen Abmessung des Blattes 1 ausgeschnitten werden, ist vergrößert, wodurch die Produktivität entsprechend erhöht wird. Gemäß von Experimenten wurde die Produktivität im Vergleich zu dem Stand der Technik um ungefähr 6% erhöht. Dieser Anstieg führt zu verschiedenen ökonomischen Vorzügen, da die kleinen Trockenzellen seit kurzem in einer großen Anzahl hergestellt werden.
  • Es ist unvermeidlich, dass Grate 38 (engl. burrs) auf beiden Seiten der Rohlinge, wie in 2(f) gezeigt, in dem Schneidprozess, um die Schlitze, wie in den 2(b), (c) gezeigt, auszubilden und in dem Stanzprozess, um die Streifen in Rohlinge mit dem Stanzwerkzeug 37, wie in 2(d) gezeigt, zu zerteilen, erzeugt werden. Ein in 2(f) gezeigter Schritt zum Einstampfen bzw. Abstoßen der Grate ist daher vorhanden, bei dem der Rohling 19 auf einem Bett 40 platziert und vertikal mit Grathämmern 39 gehämmert wird, um die Grate 38 zu entfernen.
  • Nachdem die Grate 38 entfernt worden sind, wird der Rohling 19 so gerollt, dass seine Seiten 19a und 19b, wie in 2(g) gezeigt, aneinander stoßen. Des Weiteren wird das untere Ende 19c nach innen gerollt, um den zylindrischen äußeren Metallmantel 18 mit einem Boden herzustellen. Das Zellenelement 26 wird in den Metallmantel 18 mit dem oberen Isolationsring 52 und dem unteren Abdichtungsring 53, wie in 1(c) gezeigt, eingeführt. Das obere Ende 19d des Metallman tels 18 wird dann nach innen gekrümmt bzw. gefaltet, um die Kante des Metallmantels 18 auf die Endoberfläche des Zellenelementes 26 zu drücken, wobei der obere Isolationsring 52 dazwischen fest platziert wird und die kleine zylindrische Trockenzelle 17, wie in 1(c) gezeigt, fertig gestellt wird.
  • Um das obere Ende 19d des äußeren Metallmantels 18 zu krümmen bzw. zu falten, wird eine in 3 gezeigte Form 41 verwendet. 3 zeigt einen longitudinalen Querschnitt von einer Hälfte der Form 41, die eine zylindrische Form aufweist. Die Form 41 weist eine vorgekrümmte Oberfläche 41b auf, die sich nach oben und schräg von einem Krümmungsstartende 41a in Richtung der Mitte erstreckt, und eine Krümmungsoberfläche 41c, die von dem oberen Ende der vorgekrümmten Oberfläche 41b nach unten zu der Mitte hin gekrümmt ist. Das obere Ende 19d des Metallmantels 18, in den das Zellenelement 26 eingeführt ist, wird gerollt, indem es fest von unten in die Form 41 gedrückt wird. Die Konfiguration der Form P in dem Stand der Technik ist zum Vergleich mit der vorliegenden Erfindung durch die zweifach punktierte Strichpunktlinie bezeichnet.
  • Der Rohling 19 für den äußeren Metallmantel 18 weist Aussparungen 21 an dem oberen und dem unteren Ende von nur einer Seitenkante 19a desselben auf. Daher kommen die oberen und unteren Aussparungen 21a und 21b zum Schluss des Rollvorgangs direkt in Berührung mit ihren entsprechenden Kanten der anderen Seitenkante 19b. Da es nicht notwendig ist, die Aussparungen des Rohlings von der äußeren Seite in Richtung der inneren Seite wie in der aus dem Stand der Technik bekannten Anordnung allmählich aneinander grenzen zu lassen, wird das obere Ende 19c entlang der Vorkrümmungsoberfläche 41b in Richtung der Mitte der Form 41 frei gerollt und die Aussparungen verbinden sich mit dem anderen Ende 19b, um die gerollte Anlageverbindung 20 zum Schluss des Rollvorgangs auszubilden. Die Krümmungsspannung ist daher nicht lokal auf die gerollte Anlageverbindung 20 konzentriert, wodurch durch das Beulen keine Kerben bzw. Beulen erzeugt werden.
  • Von der gerollten Anlageverbindung 20 ist eine Seitenkante 20a mit der Aussparung 21a weniger starr als die andere Seitenkante 20b ohne die Aussparung. Wenn der Gasdruck innerhalb der Zelle unerwartet ansteigt, ist die Seitenkante 20a anfälliger, aufgerollt zu werden, wenn der Gasdruck aufgenommen wird, wo bei eine Lücke erzeugt wird, durch die das Gas in die Umgebung entweichen kann. Die Trockenzelle gemäß der vorliegenden Erfindung weist daher eine verbesserte Leistungsfähigkeit bezüglich der Verhinderung von Explosionen auf.
  • Die Aussparungen 21a und 21b sind nicht auf die geradlinige Konfiguration beschränkt, wie sie beschrieben worden ist, sondern können in jeder geeigneten Form ausgebildet sein, wie beispielsweise als eine nach außen gekrümmte konvexe Aussparung 42 oder eine nach innen gekrümmte konkave Aussparung 43, wie in den 4(a) und (b) gezeigt. In jedem Fall ist die Breite der Aussparungen 42 und 43 zweimal größer als die Breite d des Standes der Technik, in dem Aussparungen an beiden Kanten des Rohlings vorhanden sind.
  • Mit dem Verfahren zum Herstellen des äußeren Metallmantels 18 der vorliegenden Erfindung wurde die Produktausbeute im Vergleich zu dem konventionellen Verfahren um ungefähr 9% erhöht, wodurch es merklich zum ökonomischen Gewinn beiträgt.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Die vorliegende Erfindung ist, wie oben dargelegt, vorteilhaft, da sie zu einer effizienteren und produktiveren Herstellung von Trockenzellen oder äußeren Metallmänteln der Trockenzellen führt.

Claims (4)

  1. Trockenzelle umfassend ein zylindrisches Zellenelement (26) und einen äußeren Metallmantel (18) zum Umhüllen des Zellenelementes (26), wobei der Metallmantel (18) durch Rollen eines Metallmantelrohlings (19) eines rechtwinkligen Metallstreifens in eine zylindrische Form, um beide Seitenkanten (19a, 19b) desselben miteinander in Anlage zu bringen, und durch Rollen und Krümmen eines unteren Endes (19c) des Rohlings (19) nach innen, um einen Boden zu erzeugen, ausgebildet ist, wobei das Zellenelement (26) in dem Metallmantel (18) durch Rollen und Krümmen eines oberen Endes (19d) des Metallmantels (18) nach innen abgedichtet ist, wobei der Metallmantelrohling (19) an beiden Ecken einer Seitenkante (19a) desselben, an der die Anlageverbindung (10) ausgebildet ist, mit Aussparungen (21a, 21b) versehen ist, und wobei die Aussparungen jeweils an einem oberen Ende und an einem unteren Ende der anderen Seitenkante (19b) des Rohlings (19) angrenzen, wobei eine gerollte Anlageverbindung (20) entlang einer Richtung (S) ausgebildet ist, die sich von der radialen Richtung (R) des Metallmantels (18) unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (2d) der Aussparungen (21a, 21b) an einer Seitenkante (19a) des Metallmantelrohlings (19) so bestimmt ist, dass sie an beiden Enden des zylindrischen Metallmantels (18) mit dem Längenabschnitt der anderen Seitenkante (19b) korrespondiert, der größer ist als eine Strecke entlang der radialen Richtung (R).
  2. Verfahren zum Herstellen eines äußeren Metallmantels (18) einer Trockenzelle zum Umhüllen eines Zellenelementes (26) in demselben, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Zerschneiden eines rechtwinkligen Blattes (1) aus einem metallischen Material entlang von Linien, die gleiche Abstände aufweisen und parallel zu einer Seite des Blattes verlaufen, um eine Vielzahl von ersten Zwischenstreifen (33) mit einer rechtwinkligen Form auszubilden, Zerschneiden des ersten Zwischenstreifens (33) entlang von Linien, die gleiche Abstände aufweisen und zu der Längsrichtung orthogonal sind, um eine Vielzahl von zweiten Zwischenstreifen (34) mit einer rechtwinkligen Form auszubilden, Zerschneiden des zweiten Zwischenstreifens (34) mit einem Druckschneider in zwei Teile entlang einer mittigen Linie und gleichzeitiges Entfernen zweier Kanten mit einer im Wesentlichen dreieckigen Form an jedem Ende der Linie, um ein Paar von Metallmantelrohlingen (19) dergleichen Form auszubilden, die jeweils Aussparungen (21a, 21b) an oberen und unteren Enden von nur einer Seitenkante (19a) derselben aufweisen, und Rollen des Rohlings (19) in eine zylindrische Form, um zwei einander gegenüberliegende Seiten (19a, 19b) miteinander in Anlage zu bringen und Rollen und Krümmen des unteren Endes des zylindrischen Rohlings (19) nach innen, um einen Boden zu erzeugen.
  3. Verfahren zum Herstellen eines äußeren Metallmantels einer Trockenzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Zwischenstreifen (34) in zwei Metallmantelrohlinge (19) durch den Pressschneidevorgang mit einem Stanzwerkzeug (37) geteilt wird, wobei das Stanzwerkzeug (37) einen Schlitzbildungsabschnitt (37a) mit einer Breite von ungefähr 1 mm und ein Paar von im Wesentlichen dreieckigen Aussparungsbildungsabschnitten (37a, 37b) aufweist, die jeweils gleichartig mit einem Ende des Schlitzbildungsabschnittes (37a) verbunden sind.
  4. Verfahren zum Herstellen einer Trockenzelle, das die Schritte zum Herstellen eines äußeren Metallmantels gemäß dem Verfahren des Anspruchs 2 oder 3 aufweist, und des Weiteren die Schritte des Rollens und Krümmens des oberen Endes des Metallmantels (18) nach innen aufweist, nachdem ein Zellenelement mit einer zylindrischen Form in den Metallmantel (18) von der oberen Öffnung desselben eingeführt worden ist, um die Trockenzelle (17) fertigzustellen.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001062525A (ja) 1999-08-25 2001-03-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 薄板型抜き装置
KR101182274B1 (ko) * 2010-10-13 2012-09-13 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 그 제조방법
JP5555605B2 (ja) * 2010-10-29 2014-07-23 株式会社アマダ バリ除去装置
JP5555665B2 (ja) * 2011-05-20 2014-07-23 日立ビークルエナジー株式会社 円筒形二次電池
CN104308543A (zh) * 2014-09-10 2015-01-28 温岭市圣光电池设备厂 一种旋转式电池锌筒外切口机
CN107552636A (zh) * 2017-09-07 2018-01-09 乳源东阳光机械有限公司 一种全自动箔样冲压机

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1594449A (de) * 1968-12-12 1970-06-01
JPS4814812B1 (de) * 1969-08-01 1973-05-10
US3660168A (en) * 1970-04-09 1972-05-02 Mallory & Co Inc P R Leak-proof primary cell
US3630783A (en) * 1970-05-11 1971-12-28 Mallory Battery Canada Heat-shrinkable packaging for batteries
US3859137A (en) * 1971-03-26 1975-01-07 Accumulateurs Fixes Cylindrical electrochemical cells
JPS54139845A (en) 1978-04-24 1979-10-30 Tomio Okuyama Apparatus for making can shell for double wind fastening
US4227701A (en) * 1979-01-02 1980-10-14 Fuji Electrochemical Co., Ltd. Rupturable sealing structure of cell
JPH062872B2 (ja) 1986-06-23 1994-01-12 竹本油脂株式会社 不飽和ポリエステル硬化性樹脂組成物
JPS633056U (de) * 1986-06-25 1988-01-09
JPS6314360A (ja) 1986-07-04 1988-01-21 Fujitsu General Ltd ビデオテ−プレコ−ダ
JPS6314360U (de) * 1986-07-14 1988-01-30
US4722874A (en) * 1986-08-01 1988-02-02 Moli Energy Limited Electrochemical cell pressure relief devices
JPH0682546B2 (ja) 1988-03-10 1994-10-19 松下電器産業株式会社 外装缶およびそれを用いた乾電池

Also Published As

Publication number Publication date
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WO1999012218A1 (en) 1999-03-11
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ID21388A (id) 1999-06-03
DE69737207D1 (de) 2007-02-15
BR9712725A (pt) 1999-10-26

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