NO159128B

NO159128B - Aktiverbart batteri.

Info

Publication number: NO159128B
Application number: NO834826A
Authority: NO
Inventors: Jan-Magnus Viktor Bjoerklund
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1982-12-30
Filing date: 1983-12-27
Publication date: 1988-08-22
Also published as: SE450742B; US4477543A; NO834826L; NO159128C; EP0115099A2; SE8207499D0; SE8207499L; EP0115099B1; DE3381423D1; EP0115099A3; FI834809A0; FI834809A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et aktiverbart batteri som innbefatter en hylse, en elektrolyttbeholder med en bunn forsynt med et membran og som er anordnet i hylsen og en eller flere celler anordnet i forbindelse med hylsen.

Fra f.eks. svensk utlegningsskrift nr. 328223 er kjent et batteri hvor en glassampulle med elektrolytt blir beveget og åpnes mot et anslag. Ampullen blir åpnet ved knusing av glasset mot anslaget. Glasset splintres og de blir blandet med elektrolytten og derfor kan problemer oppstå når elektrolytten skal bli overført til cellene. For å fylle battericellene er det nødvendig å underlegge elektrolytten en sentrifugalkraft, idet kraften tvinger elektrolytten inn i de periferisk anordnede celler. Denne sentrifugalkraften blir tilveiebrakt ved dreiing av batteriet. Et slikt batteri er derfor kun egnet for anvendelse ved et utstyr som ved bruk er underlagt en rotasjon, som ved prosjektiler som roterer i løpet av deres flukt.

Et kjent batteri som er uavhengig av rotasjon innbefatter en beholder med elektrolytt forsynt med membran, hvis membranen sprenges når membranet blir underlagt en aksial akselerasjon. Sprengningen av membranet blir bevirket av treghets-legemet med en stempelvirkning, idet legemet blir beveget i løpet av akselerasjonen. Ved denne konstruksjonen blir imidlertid elektrolyttbeholderen til batteriet ikke beveget og batteriet inneholder kun en enkelt celle.

Det er et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveie-bringe et batteri som ikke krever noen rotasjon og som kan inneholde flere separate battericeller. Oppfinnelsen er følgelig kjennetegnet ved at beholderen med elektrolytt i en ikke-aktivert tilstand er anordnet ved en øvre endeposisjon-over en tapp anordnet i det nedre området av hylsen, idet tappens form og volum i det vesentlige er tilpasset det indre volumet og formen til elektrolyttbeholderen, og at beholderen til elektrolytten, ved aktivering blir presset ned over tappen, slik at beholderen åpnes og elektrolytten blir presset ut av elektrolyttbeholderen og via celleåpningene inn i cellene når elektrolyttbeholderen blir beveget nedover tappen, og idet elektrolyttbeholderen opptar en nedre posisjon etter sin bevegelse nedover tappen der beholderens indre volum hovedsakelig opptaes av tappen.

Ved visse konstruksjoner, f.eks. i tilfeller hvor cellene skulle være felles forbundet i serie, er det kun viktig at ved aktivert tilstand er battericellen ikke forbundet med elektrolyttpassasjer mellom cellene. En foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er følgelig kjennetegnet ved at beholderen med elektrolytt i dens nedre endeposisjon lukker celleåpningen. Dette kan bli tilveiebrakt ved hjelp av en tetningsring. Denne utførelsesformen ifølge oppfinnelsen kan følgelig være ytterligere kjennetegnet ved at beholderen med elektrolytt er forsynt med en tetningsring tilliggende det nedre området av beholdren for å tette celleåpningene når beholderen er i dens nedre posisjon.

Ved å lukke cellene og hylsen under vakuum blir det forhindret at noe komprimert luft oppstår som vil trykke elektrolytten ut av cellene. Ifølge dette er en ytterligere foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen kjennetegnet ved at cellene og hylsen er under vakuum.

Ytterligere trekk fremgår forøvrig av de øvrige underkravene.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et lengdesnitt av et batteri i samsvar med oppfinnelsen langs snittlinjen I-l på fig. 2. Fig. 2 viser et tverrsnitt av batteriet langs snittlinjen II-II på fig. 1. Fig. 3 viser en låseinnretning for å låse beholderen med elektrolytt i en nedre endeposisjon Inne i batteriet i samsvar med oppfinnelsen. Fig. 4 viser en innretning for å forhindre en ikke-tilsiktet aktivering av batteriet ifølge foreliggende oppfinnelse.

Batteriet innbefatter en sylinderformet beholder med elektrolytt 2 forsynt med et tynt membran 3 ved dets nedre endeflate. Beholderen 2 med tilhørende membran 3 er fortrinnsvis fremstilt av kobber. Beholderen 2 inneholder en egnet elektrolytt 21, f.eks. en HBF4~oppløsning. En øvre og en nedre tetningsring 5 og 6 fremstilt av f.eks. fluor-elastomer, slik som kopolymer av vinylidenfluorid og heksafluorpropylen er anbrakt på den ytre overflaten av beholderen 2.

Beholderen 2 med elektrolytten 21 er anbrakt i en sylindrisk formet hylse 7. Den øvre enden av hylsen 7 er lukket og det kan være forsynt med innløp for frigjøringsmekanismen i form av en gassgenerator, en sprengladning eller lignende. Beholderen 2 for elektrolytten 21 er koaksialt anordnet relativt i forhold til hylsen 7 ved dens øvre område og med membranet 3 vendt nedover. Ved nedre området av hylsen 7 er den tapp 11, fortrinnsvis av syntetisk harpiks. Tappen

11 har en form som er tilpasset det indre volumet til beholderen 2 for elektrolytten 21 og består av et sylindrisk legeme med en diameter som er noe mindre enn den indre diameteren til beholderen 2 og med en lengde som fortrinnsvis er noe mindre enn den indre lengden til beholderen. Det er imidlertid mulig å ha slike små forskjeller i lengde og diameter at volumet på beholderen 2 og tappen 11 er hovedsakelig det samme. Flere celler 13 er anordnet stående rundt periferien av hylsen 7. Disse cellene 13 har en forbindelse med mellomrommet i hylsen 7 gjennom åpninger 14. Hver av cellene 13 er omhyllet i en beholder 12 av syntetisk harpiks eller lignende materiale og består av to parallelle elektrolytiske plater 15, 16 med et mellomliggende elektrolyttrom 17 (fig. 2). Elektrolyttplatene 15, 16 kan innbefatte hhv. Pb og PbOg. For å elektrisk forbinde disse cellene 13 er elektrolyttplatene forsynt med forbindelsespunkter 18. Hylsen 7, beholderen 2 med elektrolytten 21 og cellene 13 er omhyllet i et lufttett hus 19, valgfritt via en ikke-vist plate festet mellom bunnen til huset og bunnen til cellene.

Batteriet kan bli aktivert ved å frigjøre en gassgenerator 10 eller en sprengladning 10 som utløses i rommet mellom den øvre enden av hylsen 7 og den øvre enden av beholderen 2 med elektrolytten 21 og presser beholderen 2 nedover tappen 11 eller ved å utsette batteriet 1 for en aksial akselerasjon som bevirker en nedtrekning av beholderen 2 over tappen 11. Ved begynnelsen av bevegelsen av beholdren blir beholderens 2 membran 3 brudt opp av tappen 11. I løpet av den fortsatte bevegelsen av bunnen av hylsen 7 presser tappen 11 elektrolytten 21 ut av beholderen 2 og via celleåpningene 14 som er anbrakt ved bunnenden av cellene 13 inn i cellene 13. Mengden av elektrolytten 21 i beholderen 2 er slik tilpasset at cellene 13 blir fullstendig fylt. Tetningsringene 5, 6 tetter mellom beholderen 2 og hylsen 7 og tjener også som en føringsinnretning for beholderen i løpet av bevegelsen av beholderen. Tetningen av den nedre ringen 6 forhindrer elektrolytten 21 fra å strømme inn i rommet mellom om-hyll ingsoverf laten 7 til beholderen 2 og hylsen 7. Den øvre ringen 5 på den andre siden forhindrer eventuelt overtrykk i rommet mellom enden av hylsen 7 og den øvre enden av elektrolyttbeholdren 2 for å strømme mellom omhyllingsflaten 4 til beholderen og hylsen 7. Når beholderen når dens nedre endeposisjon, stopposisjonen, tetter dens nedre tetningsring 6 mot åpningene 14 i cellene 13 slik at elektrolytisk forbindelse mellom cellene 13 blir forhindret. Beholderen 2 blir opprettholdt i den nedre endeposisjonen ved hjelp av et gasstrykk eller ved hjelp av mekanisk låsing. Ved en enkel utførelsesform kan tetningsringene 5, 6 tjene som låseinnretning. En annen egnet låseinnretning er vist på fig. 3. Låseinnretningen består av en elastisk plate 23, f. eks. av metall som er klemt på den måten angitt med prikket linje 24 på fig. 1, dvs. ved dens konkave side rettet mot den øvre enden av hylsen 7 og dens konvekse side vendt nedover mot beholderen 2. Den sentrale delen 25 til platen er festet på senteret av beholderens 2 øvre endeflate. Denne låseinnretningen forhindrer en bevegelse av beholderen 2 mot den øvre enden til hylsen 7 på grunn av at den elastiske platens 23 ender samvirker fast med den indre veggen av hylsen 7 ved et slikt bevegelsesforsøk. På den andre siden kan beholderen 2 bli beveget nedover mot dens endeposisjon på grunn av at platens 23 ender kan gli langs den Indre veggen til hylsen 7.

Batteriet kan bli forsynt med innretning for å forhindre en utilsiktet aktivering av batteriet. En slik innretning er nærmere vist på fig. 4 idet den består av en ringformet anordning 26 som er anbrakt parallelt med og tilliggende den enden av beholderen 2 som er forsynt med membranet 3. Den ringformede anordningen 26 innbefatter et ringformet element 29 forsynt med utsparinger 28 og anordningen er festet på periferien av beholdren via den ringformede kanten 27. Beholderen kan hvile på og er opprettholdt i en ikke-aktivert posisjon ved hjelp av den ringformede anordningen 26 så lenge som den ikke er underlagt krefter i størrelsesorden av kreftene som er tilstede i løpet av den tilsiktede aktiveringen. Når en tilsiktet aktivering forekommer blir tungene 30 til det ringformede elementet forsynt med utsparinger bøyd bort og beholderen 2 blir brakt nedover tappen 11.

Et batteri av den art som her beskrevet kan anvendes innenfor flere områder. Det er imidlertid spesielt egnet for anvendelse ved granatkasteammunisjon og ammunisjon som blir styrt i dens endelige fase og ved andre slike prosjektiler som ikke roterer i løpet av deres flukt.

Claims

1. Aktiverbart batteri innbefattende en hylse, en elektrolyttbeholder med en bunn forsynt med et membran og som er anordnet inne i hylsen, og en eller flere celler anordnet i forbindelse med hylsen, karakterisert ved at elektrolyttbeholderen i en ikke-aktivert tilstand er anordnet ved en øvre endeposisjon over en tapp anbrakt i det nedre området av hylsen, idet tappens form og volum er tilpasset det indre volumet og formen til elektrolyttbeholderen, og at elektrolyttbeholderen ved aktivering blir presset nedover tappen, slik at elektolyttbeholderen åpnes og elektrolytten blir presset ut av elektrolyttbeholderen og via celleåpninger inn i cellene når elektrolyttbeholderen blir beveget nedover tappen og idet elektrolyttbeholderen opptar en nedre posisjon etter dens bevegelse nedover tappen der beholderens indre volum hovedsakelig opptas av tappen.

2. Batteri ifølge krav 1, karakterisert ved at cellene og hylsene er under vakuum.

3. Batteri ifølge et hvilket som helst av kravene 1-2, karakterisert ved at elektrolyttbeholderen i dens nedre endeposisjon lukker celleåpningene.

4. Batteri ifølge krav 3, karakterisert ved at elektrolyttbeholderen er forsynt med en tetningsring tilliggende det nedre området av beholderen for å lukke celleåpningene når beholderen opptar sin nedre posisjon.

5. Batteri ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at elektrolyttbeholderen og tappen er slik tilpasset hverandre og med cellene at cellene blir fullstendig fylt når beholderen inntar sin nedre endeposisjon.

6. Batteri ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at elektrolyttbeholderen blir opprettholdt i sin nedre endeposisjon ved hjelp av et gasstrykk i mellomrommet mellom den øvre ende av hylsen og den øvre beholderenden og/eller ved hjelp av en mekanisk låseinnretning.

7. Batteri ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at batteriet innbefatter en innretning for å forhindre ikke-tilsiktet aktivering av batteriet.

8. Batteri ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at elektrolyttbeholderen er forsynt med en tetningsring tilliggende beholderens øvre ende for å tette mellom elektrolyttbeholderen og hylsen og for å føre beholderen.

9. Batteri ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at hylsen og elektrolyttbeholderen har en sylindrisk form og at cellene er stående anordnet rundt hylsens omhyllingsflate.

10. Batteri ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at batteriet blir aktivert ved hjelp av en gassgenerator eller sprengladning som påvirkes i rommet mellom den øvre enden til hylsen og den øvre enden av elektrolyttbeholderen og som presser beholderen nedover tappen og/eller ved å utsette batteriet for en aksial akselerasjon som presser beholderen nedover tappen.