DK152235B

DK152235B - Lukkeanordning til galvaniske elementer, samt fremgangsmaade til fremstilling af samme

Info

Publication number: DK152235B
Application number: DK436680AA
Authority: DK
Inventors: Thomas Kuehl; Hans Sauer
Original assignee: Varta Batterie
Priority date: 1979-10-16
Filing date: 1980-10-15
Publication date: 1988-02-08
Also published as: US4309493A; JPS5665463A; BE885706A; FR2468211A1; DE2941757C2; DK152235C; GB2062946B; GB2062946A; DK436680A; DE2941757A1; FR2468211B1; BR8006636A

Description

i

DK 152235B

Opfindelsen angår en lukkeanordning til et galvanisk element bestående af et lukkelegeme af isolerende materiale, der ved hjælp af et fjederelement kan presses i mod en tætningsflade, samt en fremgangsmåde til fremstilling af anordningen.

5 I de fleste galvaniske elementer, jf. f.eks. DK-fremlæggelses-skrift nr. 128.257 anvendes et rotationssymmetrisk bægerhus, hvori et dæksel er indsat og isolerer og tætner ved hjælp af en plasttætning. Idet bægerhuset f.eks. ved bertling formes plastisk efter dækslet opnås en prestætning. Det lave elasticitetsmodul af tætningsmaterialet sikrer derved, at der, efter bertlingen og efter den elastiske tilbagefjedring af bægeret stadig er en prestætning mellem bæger og dæksel. Dækslet virker ved de kendte konstruktioner kun som en stiv komponent.

15

Det er en ulempe at plast under tryk i tidens løb bliver blødt og flyder ud ved koldflydning. Denne såkaldte relaksation af spændingerne overlejres af volumenændringer i plastmaterialet, som kan føres tilbage til strukturelle omdannelsesprocesser, f.eks. overgang fra amorfe til krystallinske tilstande.

20

Derudover kan store temperaturforskelle medføre, at plasten på grund af dens højere udvidelseskoefficient tvinger bægeret til irreversible plastiske deformationer.

Det er derfor ønskeligt elastisk at opfange alle udvidelses-

L O

ændringer i tætningsdelene på en sådan måde, at der ikke optræder nogen nævneværdig forringelse i prestætningen. De kendte bægre og dæksler er ikke egnede, da de er lukkede i perifer i retningen, og endvidere i periferiretningen kun tillader gø en elastisk diameterændring på nogle få tusindedele mm, når man f.eks. betragter en rund celle på 10 mm i diameter.

Fra DE-PS 2.228.893 kendes et lukkelegeme af et plastisk materiale, som dækker det indre tværsnit af et cellebæger. I dette lukkelegeme er der indlagt en ring af fjedermetal i dets ril-3 5 leformede ombukkede randzone. Fjederringen er forspændt, og da den i uspændt tilstand har en større diameter end den omsluttende rille i lukkelegemet, udøver fjederringen et stadigt 2

DK 152235B

tryk indefra og ud mod rillevæggen, som derved presses imod inderfladen af bægeret i området af bertlezonen.

Denne kendte lukkekonstruktion er behæftet med ulemper, som 5 viser sig ved, at trykfordelingen ikke er ensartet over fjederringens omkreds, at ringen kun kan arbejde elastisk under en væsentlig gnidning langs periferien, og at fjederelementet under bertlingen ikke kan beskyttes indefra mod plastisk deformation ved brug af et modholdsværktøj.

10

Formålet med opfindelsen er at anvise et lukke med et fjederelement, hvormed de nævnte ulemper kan undgås, og som absorberer diameterændringer elastisk og uden nævneværdig reduktion af trykket omkring tætningen. Dette formål opnås ved, at fje- derleementets ydre overflade omfatter en ringflade, som pres-15 ser lukkelegemet imod tætningsfladen, og som er forsynet med slidser.

Ifølge opfindelsen bliver temperatursvingninger og relaksationsprocesser i plaststoffet absorberet elastisk af tunger 20 på en fjeder, der er formet som en halv toroide. Tungerne fremkommer på fjederelementet på grund af slidser, der er udskåret vinkelret på periferien af fjederelementet.

Fjederelementet ifølge opfindelsen er anbragt således i lukke-25 legemet, at trykket i tætningsområdet mellem cellebægeret og lukkelegemet eller i tætningsområdet mellem lukkelegemet og en igennem dette ført pol forbindelse bevares, eller den kan opbygges således, at den indvirker på begge tætningsområder.

I en foretrukken udførelsesform for opfindelsen har fjeder-30 elementet form som en kontakthætte, hvis ydre rand er ringformet og rager op og er forsynet med slidser.

I en anden udførelsesform har fjeder elementet form som en åben toroide, hvis ydre og/eller indre overflade er forsynet 35 med slidser.

Ved galvaniske elementer med alkaliske elektrolytter føres en kontaktstang, som elektrisk leder, sædvanligvis den negative

DK 152235 B

3 leder, igennem centrum af lukkelegemet og svejses sammen med kontakthætten, der selv kan være en del af fjederelementet.

Fjederelementer ifølge opfindelsen kan anvendes ved vidt for-g skellige konstruktioner af rundceller, men kan også anvendes ved prismeformede celler.

Som nævnt angår opfindelsen også en fremgangsmåde til fremstilling af en 1ukkeanordn ing ifølge krav 1. Denne fremgangsmåde er ejendommelig ved det i krav 6's kendetegnende del 10 angivne.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere ud fra tegningen, hvor 15 fig. 1 viser et snit gennem den øverste del af et galvanisk element med en kontakthætte, der samtidig er et fjederelement, og i højre halvdel af tegningen ses et snit gennem et værktøj til fremstilling af lukket, fig. 2 fjederelementet fig. 1 det fra oven, og 20 fig. 3 et snit gennem tre forskellige lukker ifølge opfindelsen, idet fjederelementet er en a) åben toroide med slidser i den ydre ringflade, 25 b) åben toroide med slidser både i den indre såvel som i den ydre ringflade, c) er udført med to koaksiale og med hinanden sammensvejste kontakthætter, hvis ydre ringflade er forsynet med slidser.

30

Monteringen af det galvaniske element ifølge fig. 1 begynder med indsætningen af katoden 1 i bægeret 2. Oerefter følger indsætningen af separatorhylsteret 3, påfyldningen af elektrodematerialet i, f.eks. zink, og tilsætningen af elektrolytten.

3g Derpå indsættes i lukkelegemet 8 uden for cellen først kontaktstangen eller -stiften 5, og derefter det med slidser 7 forsynede fjederelement 6, som har form som en kontakthætte. Derved fikserer en snapkant 9 stillingen af fjederelementet 6 4

DK 152235B

i lukkelegemet 8. Efter sammensvejsningen af kontaktstangen 5 og fjederelementet 6, som er selvcentrerende, skubbes lukkelegemets kontaktstang 5 og fjederelementet 6 samlet ind i bægerer 2.

5

Den centrale del af lukkelegemet 8 danner en kuppel 10, som er omsluttet af fjedereleemntets inderflade. Rundtgående sikker eller riller 11 i bægeret 2 sikrer sammen med en øvre rand 12 en fiksering af lukkelegemets position i bægeret 2.

10 I den højre del af figur 1 er bertleværktøjet til lukning af det galvaniske element vist skematisk. Mens bertleværktøjet 13 køres ned imod en holder 14, støttes tungerne 15 (jvf. fig. 2) på det opslidsede fjederelement 6 indvendig fra ved hjælp af et bertle-holdeværktøj 16. Derved sikres, at lukkelegemets 15 plast under bertlirrgen plastificeres i bert 1 eområdet, dvs. at plasten tilpasser sig optimalt overfladerne af de to metaldele (bæger-fjeder), derved hindres med sikkerhed en plastisk deformation af fjederelementet ved lukningen.

20 Uden et holdeværktøj vanskeliggøres en plastificering af lukkelegemet, da fjederen i så tilfælde ville blive sammenklemt for kraftigt.

Fjederkraften er afpasset således i forhold til bægeret, at 25 bægeret med det indertryk, der er et resultat af fjederkraften, ikke deformeres plastisk efter den fuldførte bertling, men kun udvides i det elastiske område.

Materialet til fjederelementet er sædvanligvis forniklet stål, hvis materialetykkelse andrager ca. 0,5 mm.

30 I en anden mulig udførelsesform ifølge opfindelsen, vist i fig. 3a, har fjederelementet 6, der som før er en hætte, en central udboring, som en kontaktstang 5 - efter en forudgående montering af hætten 6 og lukkelegemet 8 - indføres igennem 35 oppefra. Den gnidningskraft, som derved opstår, kan, da delene er monteret på forhånd, afledes over bunden 17 af hætten 10 på lukkelegemet 8. Selve kuplen 10 hindres i at flyde ud af hætten 6.

DK 152235B

s

Efter færdigmonteringen, der sker som forklaret i forbindelse med fig. 1, svejses kontaktstangen ,5, f.eks. ved hjælp af laserstrålesvejsning, hermetisk tæt til hætten 6. Lasersvejsningen har den fordel, at cellen kun opvarmes ganske lidt.

5

Ifølge fig. 3b kan fjederelementet 6 også have form som en åben toroide (dvs. en halv toroide). Den åbne toroide er opslidset langs sin ydre periferi, således at de dannede fjedretunger kan fjedre i radial retning. Disse fjedertunger langs den ydre kant bevarer tætn ingstrykket i tætningsområdet mellem cellebægeret 2 og lukkelegemet 8. Endvidere kan toroidefjede-ren 6 også på sin indre ringflade være forsynet med slidser 7, således som vist, og således at tætningstrykket i tætningsområdet imellem kontaktstangen 5 og lukkelegemet 8, dvs. ved hætten på cellen, opretholdes. I hvert fald er fjedertungerne 1 o blot udsat for en bøjevirkning, uden at der opbygges en periferisk spænding på fjederelementet.

Også i denne udføre 1 sesform lukkes det galvaniske element af et holdeværktøj 16. Den negative udgangs leder, den metalliske 20 kontaktstang 5, skydes ind, efter at den er punktsvejst på en kontakthætte 18, og en isoleringsring 19 pålægges. På cellen kan der endelig påføres en krympeslange 20 og en metalkappe 21.

25 Da den indvendige opslidsning af en toroidefjeder er vanskelig at udføre rent teknisk, kan der i stedet for, således som fig. 3c viser, være en anden opslidset fjederhætte 22 med slidser 7, som griber om den hvælvede del 10 af lukkelegemet 8 (og dækker tætningsområdet mellem kontaktstangen 5 og lukkele-30 gemet 8), og holder det under tryk. Lukkelegemet 8 må i dette tilfælde tilpasse sig til begge fjederelementer 6, 22.

Ved montering indsættes kontaktstangen 5 først i 1ukkelegemet 8, derefter påsættes hætten 22. Endelig bliver kontaktstangen 5 og hætten 22 svejst sammen med hinanden. De således for- o 5 bundne dele, dvs. lukkelegemet 8, kontaktstangen 5 og hætten 22 indføres samlet i den store kontakthætte 6 og føres først da styret og centreret af separatorhylsteret. 3 ind i bægeret

Claims

2. Herefter følger den sædvanlige lukkeproces, f.eks. ved bertling. Dertil anvendes som fig. 1 viser et holdeværktøj, hvorved man undgår en plastisk deformation af fjederelementet under lukningen. Et sådant holdeværktøj kan også anvendes ved 5 samling af kontaktstang S, lukkelegemet 8 og hætte 22. Til sidst bliver hætten 22 sammensvejst med kontakthætten 6. Patentkrav. 10
1. Lukkeanordning til et galvanisk element, bestående af et lukkelegeme (8) af et isolerende materiale, der ved hjælp af et fjederelement (6) kan presses imod en tætningflade, kendetegnet ved, at fjederelementets ydre overflade omfatter en ringflade, som presser lukkelegemet imod tætnings- 15 fladen og er forsynet med slidser (7).
2. Lukkeanordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at slidserne (7) er udformet vinkelret på periferien af fjederelementet. 20
3. Lukkeanordning ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at fjederelementet (6) har form som en kontakthætte, hvis ydre rand er ringformet og opadragende og er forsynet med si idser (7). 25
4. Lukkeanordning i føge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at fjederelementet (6) har form som en åben toroide, hvis indre og/eller ydre ringflade er forsynet med slidser (7).
5. Lukkeanordning ifølge et eller flere af kravene 1-4, 30 kendetegnet ved, at en kontaktstang (5) er ført igennem fjederelementet (6) koncentrisk med dette, og danner en elektrisk terminal.
5. Fremgangsmåde til fremstilling af en lukkeanordning til et 35 galvanisk element ifølge et eller flere af kravene 1-5, kendetegnet ved, at kontaktstangen (5) og fjederelementet (6) indsættes i lukkelegemet (8), og at disse dele samlet skubbes ind i bægeret (2), og at fjederelementet fikse- DK 152235B res i form og position under bertlingen af et på forhånd indført holdeværktøj (16).
7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, _ at kontaktbenet (5) føres igennem det som kontakthætte udfor-5 mede fjederelement (6) og forbindes med dette ved lasersvejsning . 10 15 20 25 30 35