HU218128B - Kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai elem - Google Patents

Abstract

A találmány kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai elem, kivezetésétképező edénnyel (20) és a lezárt edényből (20) áramot kivezetőeszközzel összekapcsolt, egyébként az edénytől (20) szigeteltenelrendezett középkivezetéssel (22), valamint az elem (10) kétkivezetése közé kapcsolására alkalmasan kialakított, kijelzőfelülettelrendelkező állapotjelzővel (12), amely állapotjelző (12) – legalábbrészben – az edény (20) palástját kívülről legalább részben borítócímkeréteg (24) felszíne és az edény (20) palástja között vankialakítva. Az állapotjelző (12) legalább egyik kivezetése azérintkező (16) nyugalmi állapotában az elem (10) egyik kivezetésétőllégréssel elválasztott záróérintkezőként (16) van kialakítva, és azérintkező (16) megnyomott állapotában az elem egyik kivezetésévelközvetlenül érintkezik. A találmány továbbá kimerülésjelzővel ellátottelektrokémiai elem, amelynek bekapcsolható állapotjelzője az elemegyik homlokfelületében van elrendezve, és az állapotjelzőnek egyikkivezetését alkotó, nyugalmi állapotban az elem egyik kivezetésétőllégréssel elválasztott záróérintkezője van, másik kivezetése az elemmásik kivezetésével össze van kötve. ŕ

Description

A leírás terjedelme 10 oldal (ezen belül 2 lap ábra)

HU218 128 Β

A találmány tárgya kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai elem az elem egyik kivezetését képező edénnyel és a lezárt edényből áramot kivezető eszközzel összekapcsolt, egyébként az edénytől szigeteken elrendezett középkivezetéssel, valamint az elem két kivezetése közé kapcsolására alkalmasan kialakított, kijelzőfelülettel rendelkező állapotjelzővel.

Az elektrokémiai elemek a használat során fokozatosan kimerülnek, belső ellenállásuk megnő, így terhelés mellett a kapocsfeszültségük lecsökken. Ezt a jelenséget felhasználva az elektrokémiai elemek állapota mérhető.

Olyan elektrokémiai elemek, amelyek el vannak látva az elem kimerülését kijelző eszközzel, széles körben ismertek. Ilyen kimerülésjelző van leírva például az US 1,497,388 lajstromszámú szabadalmi leírásban, amely megoldásban az elem kapocsfeszültségével arányos áram folyik át a kimerülésjelzőn. A kimerülésjelző egy vegyi anyaggal impregnált papírcsík, amely a rajta átfolyó áram erőssége függvényében változtatja a színét. A megoldás hiányossága, hogy a papírcsík két végére huzallal vagy elektródával történő csatlakoztatás bizonytalan és sérülékeny, a vegyi anyaggal átitatott papír nem környezetbarát, és emellett megbízhatatlan indikátor.

Reilly és társai US 2,980,754 szabadalmi leírásából olyan kimerülésjelző ismerhető meg, amelynek vékony rétegű indikátora az elem elektrolittartalmával érintkezve változtatja meg a megjelenését. Az indikátorréteg az elem anódedényének palástjára van felvíve, és az edény áramtermelés közben fogyó vastagságú falának átlyukadását észleli. Fogyás közben ugyanis az anódedény falában apró lyukak keletkeznek, amelyeken át az elektrolit kijut az edény zárt teréből, és reakcióba lép az indikátor anyagával - kontrasztos, fehér reakcióterméket hátrahagyva. Ez a megoldás nem alkalmazható olyan elemeknél, amelyek edénye nem fogy az áramtermeléssel, például az alkálin cink/mangán-dioxid vagy a lítiumelemeknél.

Eekma US 3,541,338 lajstromszámú szabadalmának leírása szerint az elem edényéhez víz hatására színváltó anyag van adva. Az indikátoranyag a burkolat egy átlátszó részén át látható. Hiányossága a megoldásnak, hogy csak azt mutatja, hogy az elem elhasznált-e vagy sem, az elhasználtság fokát nem képes kijelezni.

A Hrnden US 3,563,806 szabadalmi leírása szerinti kimerülésjelző egy darab abszorbens anyag, pH-érzékeny festékkel impregnálva. Az anyagot impregnálás után az elem edényének nyílásaiba helyezik, és átlátszó ablakkal fedik, amelyen át az impregnált anyag színe látható. Az elem elhasználódásával változik az elektrolit pH-értéke, és ez az impregnált anyag színének változását okozza. Ez a megoldás csak olyan elemeknél alkalmazható, amelyek elektrolitjának pH-értéke a megfelelő határok között változik, tehát nem alkalmazható például alkálin cink/mangán-dioxid és lítiumelemeknél.

Eaton és társai US 3,773,563 szabadalmi leírásában ismertetett megoldásban festék és alumínium keveréke van egy cinklemezbe fürt fészekbe helyezve és lezárva. Az elem használata során a fészek alját képező cinkfal elfogy, és a festék hozzáférhetővé válik az elektrolit számára. A festék elszínezi az elektrolitot, ami látható egy ablakon át. Hiányossága a megoldásnak, hogy az indikátor az elem edényén belül van elrendezve, ami bonyolítja az elem felépítését, további hiányosság, hogy a megoldás csak sík elektródájú elemekben alkalmazható.

Depoix US 3,992,228 szabadalmi leírásában olyan megoldás van ismertetve, amelyben az indikátor egy, a cella belsejében elhelyezett réz- vagy rézötvözet lemez, amelynek felülete kívülről, ablakon át látható. A cella összeszerelése után a rézfelületen szürke cinkfilm keletkezik, majd az elem kimerülésekor ez a cinkfilm oxidálódik, és a rézlemez eredeti színe válik láthatóvá. A megoldás hiányossága egyrészt, hogy az elem felépítése komplikált, másrészt az, hogy az indikátor csak egyféle kisütöttséget képes kijelezni, és ez a kisütöttségérték függ attól, hogy a cellán belül milyen mélyen van az indikátorlemez beépítve.

Chevet US 4,048,388 szabadalmi leírásában is olyan kiinerülésjelző van ismertetve, amelynek indikátoranyaga egy kis tartályban a cella belsejébe van beépítve, és annak ablakán át látható. Az indikátoranyag az elektrolittal érintkezésbe lépve változtatja meg a színét. Az indikátoranyag csak azután kerül érintkezésbe az elektrolittal, miután a kimerülő elem elektrolitja kellően elfogyasztotta a kis tartály falát, így az kilyukadt. Ez a kijelzés is csak akkor következik be, amikor az elem már lényegében kimerült.

Bertolino US 4,497,881 szabadalmi leírásában olyan megoldás van ismertetve, amely folyamatosan képes kijelezni az elem pillanatnyi állapotát. A megoldás szerint a cella aktív anyaga úgy van megválasztva, hogy folyamatosan változtassa színét az elem élettartama során a kimerülés fokától függően. Hiányossága azonban a megoldásnak, hogy csak olyan elemben működik, amelyben ilyen, folyamatosan színváltó aktív anyag van, másrészt minden, a cella edényén nyitott ablak szivárgás forrása lehet, tehát csökkenti az elem üzembiztosságát.

Az US 5,015,544 szabadalmi leírásban különböző elveken működő, az edényen kívül elrendezett kimerülésjelzők vannak ismertetve, amelyek közös jellemzője, hogy zárt kamrájuk van, elülső és hátsó szigetelőfallal, és az elektrokémiai elemtől elrendezésében független (két állóérintkezővel és egy megnyomható mozgóérintkezővel bíró) kapcsolóval. Az itt ismertetett kimerülésjelző tehát az elektrokémiai elemtől függetlenül megépíthető, és így építhető rá az elektrokémiai elemre.

A megoldás hiányossága, hogy vastagsági mérete nem csökkenthető le olyan mértékben, hogy egy szabványos méretű elektrokémiai elem átmérőjét ne növelje számottevően, az elem alkalmazhatóságát hátrányosan befolyásoló mértékben. Ez a kimerülésjelző ezért csak csökkentett átmérőjű vagy más módon átalakított alakú elektrokémiai elemen alkalmazható.

Célunk a találmánnyal az ismert megoldások hiányosságainak kiküszöbölése, az elem elektrokémiai celláján kívül alkalmazott és az elem különböző állapotát kijelezni képes kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai elem megalkotásával.

A feladat találmány szerinti megoldása egy kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai elem az elem egyik ki2

HU 218 128 Β vezetését képező edénnyel és a lezárt edényből áramot kivezető eszközzel összekapcsolt, egyébként az edénytől szigetelten elrendezett középkivezetéssel, valamint az elem két kivezetése közé kapcsolására alkalmasan kialakított, kijelzőfelülettel rendelkező állapotjelzővel, amely állapotjelző - legalább részben - az edény palástját kívülről legalább részben borító címkeréteg felszíne és az edény palástja között van kialakítva. A találmány szerinti állapotjelző legalább egyik kivezetése az érintkező nyugalmi állapotában az elem egyik kivezetésétől légréssel elválasztott záróérintkezőként van kialakítva, és az érintkező megnyomott állapotában az elem egyik kivezetésével közvetlenül érintkezik.

Előnyösen az állapotjelző minden alkotóeleme az elem azon felületének alakjához illeszkedően van kialakítva, amely felületen el van rendezve.

Célszerűen az állapotjelző kijelzőeszköze a címkeréteg belső felületén van kialakítva, a címkeréteg kijelzőfelületet fedő része átlátszó.

Előnyösen az állapotjelző legalább egy, az állapotjelző kivezetése és záróérintkezője közé villamosán bekötött ellenállást és azzal termikus kapcsolatban lévő, termikusán színváltó réteget tartalmaz.

Célszerűen az állapotjelző egésze az elem és az elemet borító címkeréteg külső felülete között van elrendezve.

Előnyösen az ellenállás a címkeréteg belső felületére felvitt ellenállásréteg, míg a színváltó réteg a címkeréteg külső felületén, annak ellenállásréteget fedő részén van kialakítva.

Célszerűen az állapotjelző az elem edénye külső palástjának alkotója mentén, az edénytől elszigetelt kivezetésig terjedően, az edény és az állapotjelző ellenállása közé iktatott hőszigetelővel van elrendezve.

Előnyösen az állapotjelző kijelzőeszköze legalább egy ellenállást és azzal termikus kapcsolatban lévő, termikusán színváltó réteget tartalmaz.

Célszerűen az állapotjelző egyik kivezetése támaszból és tömítőkorongból álló szigetelésen feltámaszkodó, kör alakú fémsapka alakú középkivezetéssel érintkezik.

Előnyösen az állapotjelző egyik kivezetése az elem edényével vagy középkivezetésével villamosán vezető kapcsolattal állandóan össze van kötve.

A találmány szerinti megoldás másrészt kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai elem, részben egyik kivezetésként kialakított edénnyel és a lezárt edénytől villamosán szigetelt elektródkivezetéssel, amely elem kimerülésjelző, bekapcsolható állapotjelzőjének az elektródkivezetéssel összekötött, villamosán vezető kivezetése és kijelző színváltó rétege van. A találmány szerint a bekapcsolható állapotjelző az elem egyik homlokfelületében van elrendezve, és az állapotjelzőnek egyik kivezetését alkotó, nyugalmi állapotban az elem egyik kivezetésétől légréssel elválasztott záróérintkezője van, másik kivezetése az elem másik kivezetésével össze van kötve.

Előnyösen az edényhez záródó záróérintkező fölött működtetőnyílás van kialakítva.

Célszerűen az elektrokémiai elemnek edényt lezáró műanyag tömítőkorongja és e fölött elrendezett fémtámasza van, amely fémtámasz az edénnyel villamosán össze van kötve, az állapotjelző záróérintkezője a fémtámaszhoz zárhatóan van kialakítva.

Előnyösen az elem edénytől elszigetelt, sapkaszerű elektródkivezetése a fémtámasz és az e fölötti záróérintkező, és a kijelzőeszköz fölött van elrendezve, és a záróérintkezőt működtető nyílással van ellátva.

Célszerűen az állapotjelző kivezetése vagy záróérintkezője villamosán állandóan össze van kötve az elem egyik vagy másik kivezetésével.

A találmány szerinti megoldás előnye az ismertekhez képest, hogy minimális helyigény mellett lehetőséget teremt az elem állapotának kijelzése az elem celláján kívüli eszközzel.

Az alábbiakban kiviteli példákra vonatkozó rajz alapján részletesen ismertetjük a találmány lényegét. A rajzon az

1. ábra kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai elem oldalnézete, részben metszetben, az

A. ábra az 1. ábra kinagyított részlete, az

1B. ábra az 1. ábra kinagyított másik részlete, a

2. ábra az 1. ábra szerinti elem másik oldalnézete, a

3. ábra más kivitelű kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai elem felső részének metszete, a

3A. ábra a 3. ábra kinagyított részlete, a

3B. ábra a 3. ábra kinagyított másik részlete, a

4. ábra a 3. ábra szerinti elem állapotjelzőjének metszete.

Az 1-2. ábrákon első kiviteli példa szerinti kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai 10 elem van feltüntetve. A 10 elem kimerülésjelzője egy, az elem elhasználtságának fokát fokozat nélkül kijelezni képes 12 állapotjelző, amely az elem elektrokémiai celláján kívül van elrendezve. A 10 elem 20 edénye műanyag 30 tömítőkoronggal van lezárva, amely mögött a 20 edény lezárását támasztó, alakos fém 40 támasz van. A 40 támaszon, annak felső felületén 50 szigetelő alátét támaszkodik fel, amely a lezárás legfelső rétegét képező, peremes sapkaszerű (kalapszerű) negatív 22 kivezetést elszigeteli a 20 edénnyel villamosán vezetőkapcsolatban álló 40 támasztól. A 22 kivezetés a 30 tömítőkorongon átmenő, a lezárt elektrokémiai cella belső elektródjával összekötött, a 10 elemben generált áramot kivezető villamos vezetővel van összekötve. Az elektrokémiai cella önmagában ismert, ezért ennek részletes ismertetését mellőzzük.

A találmány szerinti megoldásban alkalmazhatók ismert elven működő kimerülésjelzők, mint amilyenek az alábbi irodalmi helyeken ismertetve vannak: US 4,835,476; 4,726,661; 4,835,475; 4,702,563; 4,702,564; 4,737,020; 4,006,414 és a 652,165 USA bejelentési számú (1971. 02. 07.) megoldás. A 652,475 bejelentés szerinti megoldás kivételével mindegyik felsorok, ismert megoldásban az indikátor kijelzőeszköze egy hordozón van kialakítva. A 652,475 bejelentés abban különbözik a fentiektől, hogy több ellenállásrész egymással párhuzamosan van kapcsolva.

A kimerülésjelző lényegében egy villamos ellenállásréteggel termikus kapcsolatban álló, hőre elszínező3

HU 218 128 Β dő anyag. A villamosán vezető, szalagszerű réteg a két vége között meghatározott villamos ellenállással rendelkezik. A réteg villamosán vezető kivezetései és mérőellenállás-szakasza készülhetnek ugyanazon anyagból, ezüst-epoxigyantából, amely esetben a mérőellenállás-szakasz kivezetésrésznél kisebb, hosszirányban változó keresztmetszetűre alakításával érhető el a szükséges, nagyobb ellenállású, mérőellenállás-szakasz, vagy a mérőellenállás-szakasz készülhet nagyobb fajlagos ellenállású anyagból, mint a kivezetései. Ez utóbbi esetben a mérőellenállás-szakasz kivezetései általában fémes rétegek, például ezüst-epoxigyanta réteg, amely például széntartalmú ellenállásrétegben folytatódik. Amikor a kijelző kivezetéseit az elem cellája kivezetései közé kapcsoljuk, a meghatározott ellenállású rétegen át a cella pillanatnyi feszültségével arányos áram folyik, amely feszültség a kimerült vagy részben kimerült elemnél jelentősen kisebb, mint a friss elem kapcsain mérhető feszültség. Az ellenálláson hő keletkezik, amely fűti a színváltó réteget. A hőmérséklet függvényében színváltó réteg színének változását vizuálisan megfigyelve megállapítható az elem állapota. A hossza mentén folyamatosan változó ellenállású (keresztmetszetű) ellenállásréteget alkalmazva, a színváltó réteg kapocsfeszültséggel arányos hosszban színeződik el.

Az 1-2. ábrák szerinti példa 12 állapotjelzője a fenti elven működő, fokozatmentes 12 állapotjelző. Az ellenállásszakasz első 14 kivezetése (IA. ábra) mechanikusan és villamosán az elem negatív 22 kivezetésével van összekötve. Az ellenállásszakasz másik kivezetése záró 16 érintkezőként van kialakítva (IB. ábra), amely 16 érintkező az elem másik kivezetését képező 20 edény palástjának külső felületéhez az elem palástját borító 24 címkeréteg adott pontján ujjal történő megnyomása útján zárható. A 16 érintkező és a 20 edény külső palástfelülete között 18 szigetelőréteg van kialakítva, amelyen 19 nyílás van kiképezve, amelyen át a 16 érintkező a palástfelületre nyomható. Az ellenállásréteg a fent ismertetett módon nagyobb fajlagos ellenállású anyagból készült, mint a két kivezetése (a 14 kivezetés és a 16 érintkező). Az ellenállásréteg a 18 szigetelőréteg által teljes hosszában el van szigetelve a 20 edénytől annak érdekében, hogy ne jelentsen folyamatosan terhelést az elem számára.

A 16 érintkezőt a 20 edényhez záró működtetőeszköz az 1. és IB. ábrán van ábrázolva. A 18 szigetelőrétegben 19 nyílás van kialakítva, amelyen át a 16 érintkező rugalmasan a 20 edény falához nyomható a 24 címkeréteg külső felületére gyakorolt nyomással. A záró 16 érintkező nyugalmi állapotában tehát a 19 nyílásban légrés van a 16 érintkező és a 20 edény palástfelülete között. A 16 érintkező benyomott, zárt állapotában villamos kapcsolat jön létre a 12 állapotjelző és a 20 edény között, és ezzel a 12 állapotjelző áramköre a 10 elem két kivezetése között záródik, amely áramkör addig marad zárva, ameddig folyamatosan nyomjuk a 24 címkeréteg külső felületét. A 18 szigetelőréteg másik funkciója az ellenállásréteg hőszigetelése a 20 edény irányában annak érdekében, hogy az ellenállásrétegben keletkező hő lehetőleg csak a színváltó réteg felé teqedjen, ami egyrészt csökkenti a teszteléshez szükséges energiát, másrészt pontosabbá teszi a kijelzést. A 18 szigetelőréteg tetszőleges, arra alkalmas anyagból kialakítható, például poliészter, PVC, poliolefin, üvegszálas anyag, üveg, gumi, polikarbonát, papír, karton és más hasonló anyagokból. A 18 szigetelőréteg méretei úgy vannak megválasztva, hogy biztosítsák a 20 edény és a 16 érintkező közötti villamos és hőszigetelést, ugyanakkor a 18 szigetelőréteg vastagsága minél kisebb legyen annak érdekében, hogy a 12 állapotjelző vastagsága a lehető legkisebb legyen, ne növelje számottevően a 10 elem átmérőjét.

A 12 állapotjelző másik végén lévő kivezetését a 24 címkeréteg szorítja a negatív 22 kivezetés peremére (1 A. ábra). A 24 címkeréteg zsugorfólia vagy hátfelületén ragasztott, tekercselt réteg, vagy tetszőleges, arra alkalmas, más kialakítású réteg, amelyet címkeként ismert megoldásokban is alkalmaznak. Egy előnyös kialakításban a 12 állapotjelző 26 skálája (2. ábra) a címkére van nyomtatva úgy, hogy a 24 címkeréteg 12 állapotjelző színváltó rétegét fedő része átlátszóra van alakítva, így a skála alatt látható a színváltó réteg, amelynek elszíneződési helye képezi az indikátor mutatóját. Egy másik lehetséges kialakításban a skála a színváltó rétegre van nyomtatva, amely fölött a 24 címkeréteg átlátszó része van elrendezve. Egy további lehetséges kialakításban a 12 állapotjelzőt a 20 edényen ragasztóval rögzítjük, és a címkét egyik szélén a 12 állapotjelző egyik alkotó menti széléhez ragasztva tekerjük a 20 edény köré, és a 12 állapotjelző másik alkotó menti széléhez ragasztjuk a címke másik szélét, tehát a 12 állapotjelzőt nem takarja a 24 címkeréteg. E megoldásban a 18 szigetelőréteg is ragasztással van a 20 edény palástfelületén rögzítve. Az olyan kialakításokban, ahol a 24 címkeréteg takarja a 12 állapotjelzőt, a 24 címkeréteg előnyösen ki van vágva a 12 állapotjelző fölött, vagy el van emelve tőle annak érdekében, hogy ne képezzen hővezető hidat, ne befolyásolja a kijelzés pontosságát.

Kialakítható a 12 állapotjelző a 24 címkeréteg integráns részeként is, amely esetben a 24 címkerétegre van felvíve a színváltó réteg és az ellenállásréteg is. Az ellenállásréteg kivezetései - tehát a 14 kivezetés és a 16 érintkező - ez esetben nyomtatással vagy más módon a 24 címkeréteg belső felületén van kialakítva. Ezen belül a színváltó réteg - függően a 24 címkeréteg anyagától és kivitelétől - különböző módon elrendezhető. Egyik lehetséges kialakításban a színváltó réteg a 24 címkeréteg külső felületére van felvive, és a színváltó réteg a 24 címkeréteg anyagán át van az ellenállásréteggel hőátadó kapcsolatban. Egy másik kialakításban a színváltó réteg is a 24 címkeréteg belső felületén van kialakítva, például a színváltó réteg közvetlenül a 24 címkeréteg átlátszó részének belső felületére van felvive, a színváltó rétegre van a 26 skála felvive, amely láthatóvá válik a kijelzés során a 12 állapotjelző azon részén, amelyen a színváltó réteg a hőhatás következtében átlátszóvá vált. A felvitel sorrendjében következő réteg az ellenállásréteg, mindkét végén kialakított kivezetésekkel. Mindegyik változatnál közös, hogy az ellenállásréteg és a kivezetései szigetelőréteggel vannak takarva, kivéve a

HU 218 128 Β kapcsolórészt, amely a szigetelőréteg nyílásán át rugalmasan az elem 20 edényének falához zárható. A záróérintkezőt működtető eszköz a 24 címkeréteg integráns része, például egy lyuk vagy egy olyan nyílás, mint a szigetelőrétegben nyitott 19 nyílás - a fölött kialakítva. A címke rögzítése a 10 elem 20 edényének palástján ismert eszközökkel, például ragasztással történhet.

A 12 állapotjelző rétegeinek hordozója előnyösen elasztikus anyag, amely helyileg képes kissé megnyúlni, amikor a teszteléskor ujjal vagy külső eszközzel megnyomjuk a záró 16 érintkező fölött, és a nyomást megszüntetve visszaáll eredeti helyzetébe, ezzel megszünteti az érintkezést. Annak biztosítására, hogy a hordozórétegnek csak a 28 nyomófelülete (2. ábra) nyúljon, a kijelzőrész pedig a helyén maradjon, a 12 állapotjelző nyomókapcsoló felülete körüli 18a részen a 18 szigetelőréteg ragasztással össze van kötve egyrészt a 20 edénnyel, másrészt a 24 címkeréteggel. A hordozóréteg lehet például termoplasztikus anyag, mint a poliolefinek, polihidrokarbonátok, gumi vagy más anyag.

A 2. ábra a 10 elem oldalnézetét mutatja a 12 állapotjelző felől nézve. A 20 edény palástját a 24 címkeréteg borítja, amely 24 címkerétegre 26 skála van rányomtatva az ábrán szaggatott vonallal jelzett 20 edényen ragasztással rögzített 12 állapotjelző fölött. Ugyancsak nyomtatott „ITT NYOMD” jelzéssel van jelölve a címkén a 28 nyomókapcsoló-felület. A 28 nyomókapcsoló-felület megnyomása ujjal, ceruzavéggel vagy más dudoros külső eszközzel történhet. Miközben a 28 nyomókapcsoló-felületet nyomva tartjuk, a 26 skála alatt színváltozás jelenik meg, amely színváltozás terjedelme jellemző a 10 elem állapotára. Amikor a nyomást megszüntetjük, az ellenállást melegítő áram megszűnik, és visszatér a színváltó réteg eredeti színe.

Az első példa szerinti kialakításnak lehet olyan változata, amelyben az ellenállásszakasz két érintkezője szerepet cserél, és a 14 kivezetés van a 10 elem 22 középkivezetéséhez rugalmasan zárhatóan kialakítva, míg a 12 állapotjelző másik kivezetése állandóan össze van kötve az elem másik kivezetésével, azaz a 20 edénnyel.

Az eddig ismertetett példákban a záró 16 érintkező mindig egy, a 10 elem valamelyik kivezetéséhez záródó, rejtett, az elem integráns részét képező érintkezőként van kialakítva. Kialakítható a záró 16 érintkező a 10 elem felületén vagy abból kiállóan is, amely esetben a 16 érintkező zárása a 10 elemhez valamilyen villamosán vezető tetszőleges eszközzel történik, például egy huzallal, gémkapoccsal vagy más hasonló, kéznél lévő eszközzel. A záró 16 érintkező lehet például egy, a 24 címkerétegben kialakított nyílás a 12 állapotjelző megfelelő kivezetése fölött. Ez esetben nincs 19 nyílás a 16 záróérintkező alatt, a 18 szigetelőréteg a 24 címkerétegben kialakított nyílás magasságában is folyamatosan alátámasztja az érintkezőt. A 24 címkerétegben kialakított 19 nyílás általában le van fedve egy ráragasztott szigetelőfilmmel, amit a teszteléshez eltávolítunk. Ez a kialakítás előnyös olyan alkalmazásoknál, ahol fennáll a 10 elem nem szándékos oldalnyomásának lehetősége, ami aktiválja a 12 állapotjelzőt, és esetleg kisütheti a 10 elemet.

Egy további példát a 3., 3A„ 3B. és 4. ábrák alapján ismertetünk. A 3. ábrán egy kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai 110 elem felső részének hosszmetszete van ábrázolva, az elem 120 edénye szájrésze környezetében. A 120 edénybe foglalt elektrokémiai cella a 120 edény peremével leszorított fém 140 támasz alatt elrendezett 130 tömítőkoronggal van lezárva. A fém 140 támaszon 150 szigetelő alátét fekszik fel. Ez a kialakítás az első példa szerintitől többek között abban különbözik, hogy a 140 támaszra rá van peremezve a 120 edény szája, tehát a 140 támasz villamosán vezető kapcsolatban van a 120 edénnyel. A 150 szigetelő alátét középső nyílásába alulról belenyúlik a 130 tömítőkorong hengeres 131 kiemelkedése. A 150 szigetelő alátétben további 151, 152 nyílások is ki vannak alakítva, amelyek szerepére még visszatérünk. A 150 szigetelő alátét anyaga poliészter, PVC, poliolefin, üveg, gumi, polikarbonát, papír, karton vagy más szigetelőanyag lehet.

Az elem 112 állapotjelzője a 150 szigetelő alátét fölött van kialakítva. A 112 állapotjelző működési elve megegyezik az első példában ismertetettel. A 4. ábrán kinagyítva ábrázolt kialakítású 112 állapotjelző 113 hordozón van kialakítva 115 ellenállásréteggel és a 115 ellenállásréteggel termikus kapcsolatban lévő 118 színváltó réteggel. A 115 ellenállásréteg egyik végén kialakított 114 kivezetése a 113 hordozó felső felületén van kialakítva, az ellenállásréteg másik kivezetése záró 116 érintkezőként a 113 hordozó alsó felületén van kialakítva. A 113 hordozóelem tengelyvonalába eső részén átmenő 117 nyílás van kialakítva, amelyen a cella belső 123 elektródkivezetése át van fűzve, és amely sugárirányban a 130 tömítőkoronghoz képest pozícionálja a 112 állapotjelzőt. A 112 állapotjelző másik vége a 150 szigetelő alátét és az elem felső 122 elektródkivezetése között elrendezve, az elem palástját borító 124 címkeréteg által van leszorítva. A 112 állapotjelző ellenállásrétegének kivezetését képező 116 érintkező a 150 szigetelő alátét 151 nyílása fölött helyezkedik el, az ellenállásréteg másik 114 kivezetése mechanikusan és villamosán az elem felső 122 elektródkivezetéséhez van zárva (3A. ábra). A 124 címkeréteg homlokoldalra ráhajló széle a sapkaszerűen kialakított 122 elektródkivezetésnek körbefutó peremén fekszik fel, leszorítva azt.

A sapkaszerű 122 elektródkivezetésben 125 működtetőnyílás és kettő vagy több 126A, 126B, 126C kijelzőnyílás van kialakítva a 112 állapotjelző fölött. A 125 működtetőnyílás a 150 szigetelő alátét 151 nyílása fölött, azzal egybeesőén van kialakítva, így például egy, a 125 működtetőnyíláson átdugott ceruzaheggyel megnyomható a 113 hordozó 116 érintkezőt tartó része, és ezzel a 116 érintkező a 151 nyíláson átnyomva a 140 támaszhoz zárható. Minthogy a 140 támasz a 120 edénnyel villamosán vezető kapcsolatban van, ezzel a 112 állapotjelző 115 ellenállásrétegének két végét a 110 elem két kivezetése közé kapcsoltuk. Amíg tehát a 16 érintkezőt külső eszközzel a 140 támaszhoz nyomva tartjuk, a 110 elem feszültségével arányos áram folyik át a 115 ellenállásrétegen, és azt melegíti. A 118 színváltó réteg átveszi az ellenállásréteg hőmér5

HU 218 128 Β sékletét, és a hőmérséklettől függően egy szakaszon elszíneződik. Az elszíneződött szakasz hossza jellemző a hőmérsékletre, amely hossz a 110 elem feszültségétől, tehát a 110 elem állapotától, elhasználtságától függ. A 118 színváltó réteg állapota a 126A, 126B, 126C kijelzőnyílásokon át figyelhető meg. Ha mindhárom nyílásban elszíneződést látunk, az azt jelenti, hogy a 110 elem friss. Ha csak egy nyílásban jelenik meg elszíneződés, az azt jelenti, hogy a 110 elem csaknem kimerült, míg ha két nyílásban látunk elszíneződött 118 színváltóréteg-felületet, az a 110 elem közbenső kimerültségi állapotára utaló kijelzés.

Egy másik lehetséges kialakításban egy kijelzőnyílás van, amely alatt több színváltó réteget alkalmazunk, ahol a legalacsonyabb hőmérsékleten elszíneződő réteg a felső réteg, és a legmagasabb hőmérsékleten elszíneződő réteg az alsó réteg. Mindegyik (például három) rétegnek más „hideg színe” van, a kijelzőnyílásban látható szín tehát a hőmérséklettől függ, és jellemző a 110 elem elhasználtságára.

A kijelzés hőtehetetlenségét csökkenti egy, a 115 ellenállásréteg alatt a 150 szigetelő alátétben kialakított további 152 nyílás, amiben lévő levegő hőtehetetlenség nélküli hőszigetelőként viselkedik. Ez a 152 nyílás elhagyható, ha a 150 szigetelő alátét anyaga megfelelően jó hőszigetelést biztosít.

A 12, 112 állapotjelző kialakítása függ a 10, 110 elem méretétől és névleges feszültségétől is. A leírásunkban referenciaként említett irodalmi helyeken található információ szakember számára a találmány megvalósításához elegendő, az e leírásban találhatónál részletesebb útmutatást jelent.

A színváltó réteg lehet különböző folyadékkristályos vagy hőre láthatóvá váló nyomdafestékekkel megvalósítva. A nyomdafestékek különösen feltűnő színhatású kijelzésre alkalmasak.

A találmány a példáktól eltérő módon és kialakítással és más anyagok alkalmazásával is megvalósítható.

Claims (15)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai elem, az elem egyik kivezetését képező edénnyel (20) és a lezárt edényből (20) áramot kivezető eszközzel összekapcsolt, egyébként az edénytől (20) szigeteken elrendezett középkivezetéssel (22), valamint az elem (10) két kivezetése közé kapcsolására alkalmasan kialakított, kijelzőfelülettel rendelkező állapotjelzővel (12), amely állapotjelző (12) - legalább részben - az edény (20) palástját kívülről legalább részben borító címkeréteg (24) felszíne és az edény (20) palástja között van kialakítva, azzal jellemezve, hogy az állapotjelző (12) legalább egyik kivezetése az érintkező (16) nyugalmi állapotában az elem (10) egyik kivezetésétől légréssel elválasztott záróérintkezőként (16) van kialakítva, és az érintkező (16) megnyomott állapotában az elem egyik kivezetésével közvetlenül érintkezik.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti, kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai elem, azzal jellemezve, hogy az állapotjelző (12) minden alkotóeleme az elem (10) azon felületének alakjához illeszkedően van kialakítva, amely felületen el van rendezve.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti, kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai elem, azzal jellemezve, hogy az állapotjelző (12) kijelzőeszköze a címkeréteg (24) belső felületén van kialakítva, a címkeréteg (24) kijelzőfelületet fedő része átlátszó.
4. 4. Az L, 2. vagy 3. igénypont szerinti, kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai elem, azzal jellemezve, hogy az állapotjelző (12) legalább egy, az állapotjelző kivezetése (14) és záróérintkezője (16) közé villamosán bekötött ellenállást és azzal termikus kapcsolatban lévő, termikusán színváltó réteget tartalmaz.
5. 5. A 4. igénypont szerinti, kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai elem, azzal jellemezve, hogy az állapotjelző (12) egésze az elem (10) és az elemet borító címkeréteg (24) külső felülete között van elrendezve.
6. 6. A 4. igénypont szerinti, kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai elem, azzal jellemezve, hogy az ellenállás a címkeréteg (24) belső felületére felvitt ellenállásréteg, míg a színváltó réteg a címkeréteg (24) külső felületén, annak ellenállásréteget fedő részén van kialakítva.
7. 7. A 4. igénypont szerinti, kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai elem, azzal jellemezve, hogy az állapotjelző (12) az elem (10) edénye (20) külső palástjának alkotója mentén, az edénytől elszigetelt kivezetésig (22) terjedően, az edény (20) és az állapotjelző (12) ellenállása közé iktatott hőszigetelő szigetelőréteggel (18) van elrendezve.
8. 8. Az 1. igénypont szerinti, kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai elem, azzal jellemezve, hogy az állapotjelző (12) kijelzőeszköze legalább egy ellenállást és azzal termikus kapcsolatban lévő, termikusán színváltó réteget tartalmaz.
9. 9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti, kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai elem, azzal jellemezve, hogy az állapotjelző (12) egyik kivezetése (14) támaszból (40) és tömítőkorongból (30) álló szigetelésen feltámaszkodó, kör alakú fémsapka alakú középkivezetéssel (22) érintkezik.
10. 10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti, kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai elem, azzal jellemezve, hogy az állapotjelző (12) egyik kivezetése (14) az elem (10) edényével (20) vagy középkivezetésével (22) villamosán vezető kapcsolattal állandóan össze van kötve.
11. 11. Kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai elem, részben egyik kivezetésként kialakított edénnyel (120) és a lezárt edénytől villamosán szigetelt elektródkivezetéssel (122), amely elem (110) kimerülésjelző, bekapcsolható állapotjelzőjének (112) az elektródkivezetéssel (122) összekötött, villamosán vezető kivezetése (114) és kijelző színváltó rétege (118) van, azzal jellemezve, hogy a bekapcsolható állapotjelző (112) az elem (110) egyik homlokfelületében van elrendezve, és az állapotjelzőnek (112) egyik kivezetését alkotó, nyugalmi állapotban az elem (110) egyik kivezetésétől légréssel elválasztott záróérintkezője (116) van, másik kivezetése (114) az elem másik kivezetésével össze van kötve.

    HU 218 128 Β
12. 12. A 11. igénypont szerinti, kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai elem, azzal jellemezve, hogy az edényhez (120) záródó záróérintkező (116) fölött működtetőnyílás (125) van kialakítva.
13. 13. A 11. igénypont szerinti, kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai elem, azzal jellemezve, hogy az edényt (120) lezáró, műanyag tömi tőkorongja (130) és e fölött elrendezett fémtámasza (140) van, amely fémtámasz (140) az edénnyel (120) villamosán össze van kötve, az állapotjelző (112) záróérintkezője (116) a fémtámaszhoz (140) zárhatóan van kialakítva.
14. 14. A 13. igénypont szerinti, kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai elem, azzal jellemezve, hogy az elem (110) edénytől (120) elszigetelt, sapkaszerű elektródkivezetése (122) a fémtámasz (140), és az e fölötti záróérint5 kező (116) és a kijelzőeszköz fölött van elrendezve és a záróérintkező (116) működtetőnyílással van ellátva.
15. 15. A 11-14. igénypontok bármelyike szerinti, kimerülésjelzővel ellátott elektrokémiai elem, azzal jellemezve, hogy az állapotjelző (112) kivezetése (114) vagy

    10 záróérintkezője (116) villamosán állandóan össze van kötve az elem (110) egyik vagy másik kivezetésével.