DE1114868B

DE1114868B - Trockenelement

Info

Publication number: DE1114868B
Application number: DEE13267A
Authority: DE
Original assignee: Ever Ready Co Great Britain Ltd
Current assignee: WER MVL 1998 Ltd
Priority date: 1956-11-23
Filing date: 1956-11-23
Publication date: 1961-10-12

Description

Trockenelement Die Erfindung bezieht sich auf ein Trockenelement mit einem als negative Elektrode wirkenden Metallbehälter und einer in diesem axial angeordneten, von einem Depolarisator und einem pastenförmigen Elektrolyt umschlossenen Kohleelektrode mit einer Abdeckringscheibe auf der Depolarisator- und Elektrolytmasse und einer diese Scheibe abdeckenden plastischen Dichtungsmasse, die meniskusartig mit an den Flächen beider Elektroden nach oben verdickten Rändern ausgebildet ist.
Die Erfindung befaßt sich mit dem Problem, wie das bei bestimmten Betriebsbedingungen eintretende Quellen des Elektrolyts ermöglicht werden kann, ohne die Abdichtung zu gefährden.
Bei einer bekannten Trockenzelle dieser Art erstreckt sich die Abdeckringscheibe von der Kohleelektrode bis zum Rand des Behälters, und die sie überdeckende Dichtungsmasse ist verhältnismäßig dünn.
Beim Quellen des Elektrolyts wird sich die Scheibe durchbiegen und sich hierbei an den Außenrändern bewegen, wodurch die äußerst schwache Dichtungsmasse aufgerissen wird. Die Dichtung verliert dadurch ihren Halt und wird praktisch von dem Elektrolyt angehoben, nachdem sie sich am Rande von dem Behälter abgelöst hat. Das Trockenelement wird also undicht.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch eine undurchlässige, unter Druck ausbiegbare Ringscheibe, die nur die unter der verdünnten Zone der meniskusartig ausgebildeten, gleichfalls unter Druck ausbiegbaren Dichtungsmasse liegende Ringzone der Puppe abdeckt und in die Dichtungsmasse eingebettet ist.
Die Verformung der gesamten Dichtung geschieht beim Quellen des Elektrolyts dabei in der Form, daß die Randzonen, die an sich durch die beim Vergießen sich bildenden Menisken stärker ausfallen, nachgeben können. Die Verformung ist hierbei relativ gering, und die Dichtungsmasse kann diese ohne die Gefahr eines Bruches auch ausführen, da infolge der größeren Dicke eine ausreichende Festigkeit besteht. Im Bereich der stärkeren Verformung ist aber ihre Festigkeit durch die eingebettete Ringscheibe ausreichend erhöht, um ein Brechen der Dichtung zu verhindern. Es ist hierbei wichtig, daß die Formänderung der Ringscheibe keinen Einfluß auf die Randzonen der Dichtungsmasse ausübt.
In der schematischen Zeichnung, die eine bevorzugte Ausführungsforin darstellt, ist Fig. 1 ein senkrechter Mittelschnitt durch ein Trockenelement mit einer Dichtung zwischen den Elektroden nach der Erfindung vor der Entladung des Trockenelements, Fig. 2 eine ähnliche Darstellung wie in Fig. 1, die die Verformung der Dichtung durch das Quellen des Elektrolyts bei der Entladung des Trockenelements veranschaulicht, und Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung, die den Zusammenbruch der Dichtung durch den aufquellenden Elektrolyt bei einem Trockenelement üblicher Bauart veranschaulicht.
In der Zeichnung haben ähnliche Teile gleiche Bezugszeichen erhalten.
Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Trockenelement besteht aus einem Zinkbehälter 1, der die eine Elektrode des Elements darstellt und der eine depolarisierende Puppe 2 enthält. Die Puppe besteht aus einer Paste, die Mangandioxyd und Kohleteilchen enthält. Sie ist von einem pastenförmigen Elektrolyt 3 umgeben.
Die axiale positive Elektrode des Elements wird von einem Kohlestab 4 gebildet, der in der Achse der Puppe 2 liegt und sich am Behälterboden in bekannter Weise abstützt.
Wie die Zeichnung erkennen läßt, ragt die axiale Elektrode 4 über den Rand des Behälters 1 hinaus. Auf ihr oberes Ende ist eine Kappe 5 aus Messing eng passend aufgesetzt, die einen abgebogenen radialen Flansch 6 hat. Auf diesem Flansch liegt eine Isolierscheibe 7.
Mit dem Rand des Behälters ist ein Deckel 8 aus Metall für das Element mit seiem' Außenrand verbunden. Der Innenrand des Deckels übergreift den Flansch der Kappe und drückt auf die Isolierscheibe 7 so daß eine dichte Verbindung entsteht. Der Behälter 1 ist mit einer isolierenden Außenhülle 9 versehen, die vorteilhaft aus einem zu -einem Rohr spiralig aufgewickelten Band aus Polythen besteht. Diese Hülle ragt Über den oberen -Rand des Behälters 1, der eine UmbördeJung .10. -hat. Die Außenhülle 9 ist über den Rand des Behälters gezogen und in die Umbördelung 10 eingeführt. Sie bildet dort ein zusammendrückbares Element zwischen der Wandung der Umbördelung und dem Außenrand des Deckels 8, der auf diese Weise zwischen dem Behälter und der Außenhülle, befestigt ist, ohne jedoch eine lecksichere Abdichtung zu geben.
Die Puppe 2 und der Elektrolyt 3 des Trockenelements sind in dem Behälter 1 durch eine Dichtung 11 abgedichtet, die sich über der Spule zwischen den Elektroden 1 und 4 erstreckt. An der Wandung des Behälters 1 und an der Elektrode 4 ist die Dichtung nach oben gezogen. Im mittleren Bereich enthält die Dichtung eine Ringscheibe 12 aus biegsamem, undurchlässigem Werkstoff, z. B. mit Kunstharz oder Wachs imprägniertem Karton.
Aus der Fig. 1 ergibt sich, daß die Dichtung durch Eingießen der Dichtungsmasse, z. B. Bitumen, in den Behälter oberhalb des Depolarisators und des Elektrolyts gebildet wird, wobei dies so vorgenommen wird, daß in der Dichtungsmasse die Scheibe 12 so eingebettet ist, daß sie eine verhältnismäßig breite Zone einnimmt, die zwischen dem Meniskus 13 des mit der Wandung des Behälters verbundenen und dem Meniskus 14 der mit der Elektrode 4 verbundenen Dichtungsmasse liegt. Die Undurchlässigkeit der die Ringscheibe enthaltenden ringförmigen Zone bleibt bei normalen Verformungen der Dichtung erhalten, wie dies aus Fig. 2 zu erkennen ist. In dieser ist gezeigt, wie der pastenförmige Elektrolyt unter Wärmebedingungen, beispielsweise in tropischem Klima, aufquillt und über die Puppe tritt. Die Aus7-dehnung des Elektrolyts ist jedoch durch die erfindungsgemäß ausgebildete Dichtung begrenzt, so daß der Elektrolyt in der Nähe der Puppe abgeschlossen und zurückgehalten wird, wie dies die Fig. 2 klar erkennen läßt.
Der Wirkungsweise der Dichtung nach der Erfindung gemäß Fig. 2 ist in Fig. 3 die einer Dichtung 11 a geg genübergestellt, welche in der bisher üblichen Weise ausgebildet ist. In Fig. 3 ist die ursprüngliche Form der Dichtung Ila durch die strichpunktierten Linien 15 angedeutet und der normale Brach der Dichtung an der Stelle 16 in vollen Linien angedeutet.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Dichtung wird eine bei allen Betriebszuständen undurchlässige Dichtung für ein Trockenelement erreicht. Die Dichtung kann sich längs der Wände des Behälters und der axialen Elektrode verlagern und außerdem verforinen, um den aufgequollenen Elektrolyt aufzunehmen, ohne daß eine Leckage an Elektrolyt eintritt.
Der Behälter 1 des Trockenelements nach der Erfindung kann eine einwärts gerichtete Sicke 17 haben, zwischen der und dem Deckel 8 eine undurchlässige Scheibe 18 angeordnet sein kann. Diese Scheibe kann aus einem mit Wachs imprägnierten Karton bestehen, und der Deckel kann zusammen mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Dichtung zusammenarbeiten, wie dies Fig. 2 erkennen läßt, indem die Dichtung bei der Verformung zusammengehalten wird und die Verformung des oberen Teiles des Raumes 19 zwischen der Scheibe 18 und der Dichtung 11 oberhalb der Puppe und des Elektrolyts begrenzt wird.
Wenn im Ausführungsbeispiel auch der Behälter 1 mit einer isolierenden Hülle 9 versehen ist, so ist dies für den Erfindungsgedanken nicht wesentlich. Wird eine solche Hülle nicht verwendet, so kann der Deckel 8 mit seinem Außenrand unmittelbar mit dem Rand des Behälters 1 durch eine Umbördelung verbunden werden, wie dies jedem Fachmann auf diesem Gebiete geläufig ist.

Claims

PATENTANS-PRUCH: Trockenelement mit einem als negative Elektrode wirkenden Metallbelfälter und einer in diesem axial angeordneten, von einem Depolarisator und einem pastenförmigen Elektrolyt umschlossenen Kohleelektrode mit einer Abdeckringscheibe auf der Depolarisator- und Elektrolytmasse und einer diese Scheibe abdeckenden plastischen Dichtungsmasse, die meniskusartig mit an den Flächen beider Elektroden nach oben verdickten Rändern ausgebildet ist, gekennzeichnet durch eine undurchlässige, unter Druck ausbiegbare Ringscheibe (12), die nur die unter der verdünnten Zone der meniskusartig ausgebildeten, gleichfalls unter Druck ausbiegbaren Dichtungsmasse (11) liegende Ringzone der Puppe (2) abdeckt und in die Dichtungsmasse eingebettet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 966 896; USA.-Patentschriften Nr. 2 434 703, 2 546 379, 2642471.