PT89201B - Elemento de vedacao de material sintetico para pilhas secas - Google Patents
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Description
DE VEDAÇAO DE MATERIAL SINTÉTICO RARA PILHAS SECAS».
Descrição
A presente invenção refere-se a um elemento de vedação de material sintético para elementos galvânicos primários sob a forma de pilhas redondas com um invélucro metálico, que possui uma abertura de passagem central para o condutor de barra de carvão, e a um processo para o seu fabrico.
Para os elementos galvânicos primários do tipo Lechlanché utilizam-se vedações de tipo multicamadas, mas que, em grande parte, podem resumir-se a corpos de material sintético modelados em forma de discos ou de pratos constituindo o componente essencial do dispositivo de vedação em questão. Um tal elemento de vedação possui em regra uma abertura central, através da qual se faz passar o condutor de barra de carvão, e fecha o copo de zinco, por exemplo segundo DE-DS 26 19 178, como uma rolha. Segundo a patente DE-AS ig 57 6O5, 0 elemento
de vedação tem essencialmente a forma de uma cápsula oca que, por um lado, envolve como uma manga, na sua abertura central, a barra de carvão e, por outro lado, encosta-se com uma borda exterior que se estende para baixo à parede interior do copo de zinco o For cima desta zona de encosto, a tampa está no entanto, antes de o seu bordo ser revirado até à prisão da tampa, separada da barra de carvão, bem como do cópo de zinco, por espaços ocos à volta, os quais têm de ser preenchidos com uina massa de vedação o A criação de grandes áreas de vedação que dificultem possíveis fugas de electrólito do interior da pilha é aqui obtida à custa de medidas complicadas.
Uma vedação de pilha de construção substancialmente mais simples é conhecida do modelo de utilidade alemão 19 21 573o K constituída simplesmente por uma anilha de borracha que se aplica a uma tampa de material sintético para o copo dos eléctrodos, e um anel de borracha com o mesmo diâmetro exterior da anilhao Na montagem, a tampa metálica ligada ao polo positivo é colocada com o seu bordo inferior em forma de flange sobre a anilha e sobre o mesmo é colocado o anel de borracha» A pressão gerada pelo rebordeamento subsequente do manto metálico da caixa' conduz à uma deformação fácil das peças elásticas de borracha de vedação, sendo em especial a anilha introduzida no espaço entre o invólucro da caixa e a periferia exterior do bordo em forma de flange da tampa ligada ao polo positivo. Deste modo melhora-se de facto a vedação do electrólito relativamente à caixa, mas não relatlvamente à barra de carvão, visto que a' estreita zona de vedação entré esta última e a anilha, em especial tendo em conta o material sintético poroso, representa um obstáculo relativo para a saida do electrólito e nesta disposição da vedação conhecida não pode aceitar-se a possibilidade de eventualmente o electrólito preencher um espaço oco delimitado pela parte média em forma de coifa da tampa e pela anilha.
objecto da presente invenção consiste em propor- 2 -
cionar um elemento de vedação de material sintético para pilhas secas que tenha uma estrutura o mais simples possível, que seja susceptfvel de montagem rápida e que impeça uma saida de electró libo ou de vapor de água, que poderia conduzir à secagem da pilha, pelo lado do condutor de barra de carvão'bem como na zona da parede da caixa, com igual segurança.
problema é resolvido com as medidas indicadas na parte de caracterização da reivindicação 1«, Nas reivindicações secundárias são indicadas formas de realização preferidas do elemento de vedação e um processo para o seu fabrico.
Descreve-se a seguir com mais pormenor a presente invenção, com referência aos desenhos anexos, cujas figuras representam:
A fig. 1, um elemento de vedação de material sintético segundo a presente invenção, antes da montagem com uma tampa metálica ligada ao polo positivo; e
A figo 2, uma pilha seca fabricada com um elementoj de vedação segundo a presente invenção.
Segundo a fig. 1, o elemento de vedação (1) segundo a presente invenção é um corpo (2), com simetria de rotação, essencialmente semelhante a uma anilha, de material sintético resistente aos ácidos, mas que possui uma borda elevada e em cuja face superior, que forma entre a borda elevada e uma parte mais grossa cónica de secção transversal ascendente do disco? em torno da abertura central, uma cavidade à volta, em forma de tina com 0 fundo plano, se aplica por injecção um material sintético (3) elastómero, sob a forma de uma protuberância anular. 0 diâmetro exterior da borda elevada pode, pelo menos, aproximar-se do diâmetro interior do invólucro metálico (δ) (ver a fig. 2), de modo que resulta um melhor ajuste do assentamento deste dltimo.
Enquanto que a parte principal em forma de disco
- 3 do elemento de vedação é feita de um material sintético relativa mente rígido mas muito usual para fins de vedação, segundo a presente invenção previu-se para a protuberância anular injectada um material sintético particularmente flexível, do grupo dos elastómeros.
Os materiais sintéticos escolhidos segundo a presente invenção devem ter estabilidade de forma até cerca de o v .
C e, evidentemente, ser resistentes a corrosão até temperaturas muito mais elevadas. Devem, quer á frio, quer a quente, ser caracterizados por uma deformabilidade extrema e apresentar uma boa capacidade de adesão, quer a outros materiais sintéticos quer também aos metais, mas por outro lado devem ser hidrófobos. São portanto apropriados adesivos elastómeros, como por exemplo resinas acrílicas pegajosas que não sé são aderentes, adaptam-se estreitamente aos espaços da tampa, como também preenchem as irregularidades macroscópicas das superfícies a vedar, constituídas por fissuras, fendas, poros e similares.
Um material sintético elastómero que satisfaz de maneira óptima as qualidades exigidas segundo a presente invenção foi encontrado num copolimero de etileno e acetato de vlnilo (EVa)o Além dele, interessa ainda considerar os materiais do grupo dos elastómeros derivados de acrilatos de etileno (EAM), dos quais em especial o butilacrilato de etileno e o copolimero de etileno-tetrafluoretileno (ETEE).
A aplicação do elastómero no corpo básico mais duro faz-se por extrusão a partir de um injector fino, enquanto 0 corpo básico roda com grande velocidade por baixo do injector, Então, durante um curto tempo de pressão cadenciado, no qual uma válvula de agulha abre o injector, aplica-se um fino cordão do material sintético que se escoa em várias espiras na cavidade do corpo básico, periférica, em forma de tina, o qual é aí deixado, fluindo as várias espiras umas para as outras formando-se uma protuberância anular uniforme, aderente à base de material sintético mais duro.
Quando da montagem de uma pilha seca com a utilização de um elemento de vedação segundo a presente invenção, montam-se previamente este elemento e a tampa (5) metálica ligada ao polo positivo, o que é realizado por simples introdução da tampa ligado ao polo positivo no corpo de material sintético, no sentido da seta da fig. 2β A placa ligada ao polo positivo é então introduzida por pressão até que o seu bordo em forma de flange se encaixe por baixo da aresta de prisão por pressão (4), que é formada no bordo elevado do corpo de material sintético, de preferência. A aplicação de elastómcro já fica desse modo bastante deformada.
componente pronto constituído pelo elemento de vedação e a placa ligada ao polo positivo ou a tampa (5) da caixa é depois introduzido na abertura da caixa da pilha seca (6) já cheia com o material activo e o electrólito, com meios auxiliares de centragem, através da barra de carvão (7), e o bordo elevado do corpo de material sintético é rebordeado juntamente com o bordo do invólucro metálico (8) sobre o bordo da placa de ligação ao polo positivo. Devido à pressão do rebordeamento, o bordo do copo de zinco (9) pénetra um pouco na face inferior do corpo de material sintético, enquanto o material elastómero (3) é já completamente comprimido entre a superfície original de aplicação e a placa ligada ao polo positivo, sendo então deslocado no sentido da barra de carvão.
A situação do elemento de vedação segundo a presente invenção na pilha pronta está representada na fig. 2. A acção particularmente vantajosa da vedação realizada baseia-se essencialmente no facto de que o material sintético aplicado por injecção com a forma anular, devido à sua extrema deformabilidade por achatamento por pressão, é levado a uma secção de vedação muito pequena, enquanto que simultaneamente as superfícies de encosto com 0 corpo básico e a tampa ligada ao polo positivo são desproporcionadamente grandes. Desse modo a massa de vedação representa um bloqueio fiável contra o vapor de água
e impede também, devido às linhas de fugas extremamente longas, uma saida de electrólito'ao longo das já referidas superfícies de encosto o Se não existisse a zona de vedação devida à ir.jecção de elastómero do elemento de vedação segundo a presenté invenção seriam inevitáveis saídas de humidade da zona do rebordeamento devido a permeabilidade da barra de carvão ao vapor de água.
elemento de vedação segundo a presente invenção desempenha portanto em grande medida a função pretendida, podendo com o seu auxílio fabricar—se uma pilha seca na qual todo o vapor de água que, de outro modo, se difundiria ou se escaparia pela porosidade da barra de carvão, é retida na zona de vedação o
Uma prova de qualidade do elemento de vedação segundo a presente invenção é fornecida por medições de tensão em pilhas que foram sujeitas durante três meses a um armazenamento em condições tropicais, não existindo numa parte das pilhas ensaiadas o componente elastómero nas vedações usadas. Enquanto que nas pilhas vedadas segundo a presente invenção depois do armazenamento se obtiveram os mesmos valores nominais da tensão em vazio, bem como para uma tensão de carga, iguais aos das pilhas frescas, sem dispersões notáveis de erro, nas pilhas de comparação mediram-se valores muito diferentes, com tendência para valores baixos, cuja causa é a falta de vedação entre a barra de carvão e o invólucro exterior, que conduz a saldas de electrélito e/ou vapor de água.
Claims (1)
- - 1® Elemento de vedação de material sintético para elemento galvânico primário com a forma de pilha redonda com um invólucro metálico, que possui uma abertura de passagem central para o condutor de barra de carvão, caracterizado por ser cons- 6 - tituido por um corpo (2) de material sintético com simetria de rotação com o bordo elevado, cuja face superior apresenta uma cavidade em forma de tina periférica, limitada para o exterior pelo bordo elevado, sobre cujo fundo plano é aplicado por injecção um material sintético elastémero (3) sob a forma de uma protuberância anular fechada.- 2* Elemento de vedação de material sintético de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por no bordo elevado do corpo de material sintético com simetria de rotação ser formada, na sua face interior, uma aresta periférica de fixação por pressão (4).- 3a Elemento de vedação de material sintético de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o material sintético ser um copolimero de etileno-acetato de vinilo (EVA).~ 4& Processo para o fabrico de um elemento galvânico sob a forma de pilha redonda com utilização de um elemento de vedação de material sintético de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por se introduzir a tampa metálica da caixa do elemento, por cima, no corpo de material sintético, com o anel elastémero nele contido, até que o seu bordo se prenda por baixo da aresta de prisão por pressão existente no bordo elevado do corpo de material sintético, por se introduzirem as peças pré-montadas na abertura da caixa da pilha já cheia com material activo e electrélito, com meios auxiliares de centragem através da barra de carvão, até que o corpo de material sintético assente no bordo do copo de zinco e por se rebordearem os bordos do corpo de material sintético salientes para fora sobre o bordo da tampa e do invélucro metálico para fora, com achatamento por pressão da protuberância anular de elastémero incluída entre a tampa metálica e o corpo de material sintético.- 7 declara que o primeiro pedido destaRepública Federal Alemã, em 11 de j? 37 42 026.7oA requerente patente foi apresentado Dezembro de 1987, sob o na n2 deDezembro de 1988OA ΡΡΟΡΚίφΑΟΕ IHDU5TRÍ*.RESUMO «ELEMENTO DE VEDAÇÃO DE MATERIAL SINTÁTICO PARA PILHAS SECASA invenção refere-se a elemento de vedação de material sintético para pilhas secas. 0 elemento de vedação (1) é constituído por um corpo básico (2) com a borda elevada, sobre cuja face superior é moldado por injecção ura material de vedação (3), elastómero, sob a forma de uma protuberância anular (3). Depois da montagem prévia do elemento de vedação com a tampa metálica (5) da caixa e da armação da pilha, a protuberância anular é, quando do rebordeamento final, achatado pela pressão, de modo que resulta entre a tampa e o corpo básico uma zona de vedação com uma pequena secção transversal e linhas de fuga extremamente longas. Impede-se assim de maneira fiável uma saída de electrolito ou vapor de água que se difundem em especial do condutor de barra de carvão poroso para a zona de vedação·
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