DE1260573B - Primary element with a metallic outer housing forming the positive pole - Google Patents
Primary element with a metallic outer housing forming the positive poleInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. CL: Int. CL:
HOImHOIm
Deutsche Kl.: 21b-10/01 German class: 21b -10/01
Nummer: 1260 573Number: 1260 573
Aktenzeichen: K 46648 VI b/21 bFile number: K 46648 VI b / 21 b
Anmeldetag: 3. Mai 1962 Filing date: May 3, 1962
Auslegetag: 8. Februar 1968Open date: February 8, 1968
Die Erfindung betrifft ein Primärelement mit einem den positiven Pol bildenden metallischen Außengehäuse, einem den Depolarisator umgebenden metallischen Innengehäuse sowie mit einem den negativen Pol bildenden, mit der in der Mitte befindlichen negativen Elektrode in Verbindung stehenden Abschlußdeckel, bei welchem zwischen den Rändern der Metallgehäuse und dem Abschlußdeckel eine isolierende Dichtung vorgesehen ist.The invention relates to a primary element with a metallic outer housing forming the positive pole, a metallic inner housing surrounding the depolarizer and with one of the negative ones Pole-forming, with the negative electrode in the middle in connection End cover, in which between the edges of the metal housing and the end cover a insulating seal is provided.
Bei der Konstruktion eines Primärelements ist eine der wichtigsten Forderungen, den Austritt von in dem Element enthaltenem flüssigem Elektrolyt zu verhindern. Insbesondere bei einem Miniatur-Primärelement soll weiterhin ein hoher volumetrischer Wirkungsgrad durch Einschluß einer möglichst großen Menge von Elektrizität erzeugendem Material in einem möglichst kleinen Volumen erreicht werden. Bisher sind die Miniatur-Primärelemente in lecksicherer Konstruktion nach folgenden Verfahrensschritten hergestellt worden: When designing a primary element, one of the most important requirements is that the in the element contained liquid electrolyte. Especially with a miniature primary element should continue to have a high volumetric efficiency by including as large as possible Amount of electricity generating material can be achieved in the smallest possible volume. So far, the miniature primary elements have been manufactured in a leak-proof design using the following process steps:
Anordnung eines umgebördelten, sich nach außen erstreckenden Randes an dem oberen Ende eines zylindrischen Gehäuses mit einem geschlossenen Boden für die Aufnahme des Elektrizität erzeugenden Materials;Placing a crimped, outwardly extending rim at the top of a cylindrical housing with a closed bottom for receiving the electricity generating Materials;
Anordnung des Randteiles einer Metallkappe auf diesem umgebördelten Rand über einer zwischengelegten isolierenden Dichtung;Arrangement of the edge part of a metal cap on this beaded edge over an interposed one insulating seal;
Einsetzen dieses zylindrischen Gehäuses in ein äußeres Metallgehäuse, undInserting this cylindrical housing into an outer metal housing, and
Aufpressen der genannten Metallkappe über die isolierende Dichtung durch Umbördeln des oberen Randes des äußeren Gehäuses nach einwärts.Pressing on said metal cap over the insulating seal by flanging the upper one Edge of the outer case inwards.
Bei einer solchen Konstruktion besteht zwischen dem zylindrischen Gehäuse und dem Außengehäuse unvermeidbar ein Spalt entsprechend der Weite des umgebördelten Randes des zylindrischen Gehäuses. Infolgedessen ist der volumetrische Wirkungsgrad entsprechend niedrig. Bisher ist das die bekannte Konstruktion begleitende Problem bezüglich des volumetrischen Wirkungsgrades wegen der erforderlichen lecksicheren Ausführung und der vorhandenen Vorteile in bezug auf das Herstellungsverfahren überhaupt nicht erkannt worden.With such a construction, there is between the cylindrical housing and the outer housing inevitably a gap corresponding to the width of the beaded edge of the cylindrical housing. As a result, the volumetric efficiency is correspondingly low. So far this is the known one Construction accompanying problem with regard to the volumetric efficiency because of the required leak-proof design and the existing advantages with regard to the manufacturing process not recognized at all.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Primärelements einfacher Konstruktion mit hohem volumetrischem
Wirkungsgrad. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Innengehäuse becherförmig mit in der Mitte durchbrochenem Boden
ausgebildet ist, einen dem Innendurchmesser des Außengehäuses etwa entsprechenden Außendurchmesser
besitzt und in dem als Becher mit geschlosse-Primärelement mit einem den positiven Pol
bildenden metallischen AußengehäuseThe aim of the invention is to create a primary element of simple construction with high volumetric efficiency. This is achieved according to the invention in that the inner housing is cup-shaped with a bottom perforated in the middle, has an outer diameter approximately corresponding to the inner diameter of the outer housing and in the cup with a closed primary element with a positive pole
forming metallic outer casing
Anmelder:Applicant:
Kabushiki Kaisha Hitachi Seisakusho, Tokio
Vertreter:
ίο Dr.-Ing. E. Maier, Patentanwalt,Kabushiki Kaisha Hitachi Seisakusho, Tokyo
Representative:
ίο Dr.-Ing. E. Maier, patent attorney,
8000 München 22, Widenmayerstr. 58000 Munich 22, Widenmayerstr. 5
Als Erfinder benannt:
Hiroshi Kitagawa,
Minoru Yonago,
Masaru Fujita, TokioNamed as inventor:
Hiroshi Kitagawa,
Minoru Yonago,
Masaru Fujita, Tokyo
Beanspruchte Priorität:
Japan vom 6. Mai 1961 (15 507)Claimed priority:
Japan May 6, 1961 (15 507)
nem Boden ausgebildeten Außengehäuse, mit seinem durchbrochenen Boden zur Öffnung des Außengehäuses weisend, eingesetzt ist.Nem bottom formed outer housing, with its perforated bottom to the opening of the outer housing pointing is used.
Dieses Primärelement weist eine gute Raumausnutzung auf, so daß es bei vorgegebener Außenabmessung einen vergleichsweise großen Innenraum besitzt. Die Konstruktion ist einfach, so daß das Element in einfacher Weise herstellbar ist. Außerdem ist das Gehäuse des Elements sehr stabil.This primary element has a good use of space, so that with a given external dimension has a comparatively large interior space. The construction is simple, so that Element can be produced in a simple manner. aside from that the housing of the element is very stable.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Primärelement in Seitenansicht, teilweise im Längsschnitt.The invention is described below with reference to the drawing explained in more detail using an exemplary embodiment. The drawing shows a primary element in side view, partly in longitudinal section.
Das Außengehäuse des Primärelementes ist mit 1 bezeichnet und hat die Form eines Hohlzylinders mit geschlossenem Boden und besteht aus Eisen, Kupfer oder irgendeinem anderen Metallblech. Ein Hohlzylinder 2 aus dem gleichen oder einem anderen Material wie das des Außengehäuses 1 ist mit enger Passung in das Außengehäuse 1 eingesetzt und ist an seinem oberen Ende mit einem in der Mitte durchbrochenen Boden 3 versehen. Eine Zinkelektrode 5, welche den Kern des Elementes bildet, trägt eine obere Metallkappe 4. Die Zylindermantelfläche dieser negativen Elektrode ist von Schichten aus Elektrolyt absorbierendem Material 7 umgeben, welches aus Filterpapier oder irgendeinem anderen faserigen Material besteht, das mit Kaliumhydroxyd, Natrium-The outer housing of the primary element is denoted by 1 and has the shape of a hollow cylinder closed bottom and is made of iron, copper or any other sheet of metal. A hollow cylinder 2 made of the same or a different material as that of the outer housing 1 is narrower Fit inserted into the outer housing 1 and is perforated at its upper end with a in the middle Floor 3 provided. A zinc electrode 5, which forms the core of the element, carries one upper metal cap 4. The cylindrical surface of this negative electrode is made of layers of electrolyte absorbent material 7 surrounded, which made of filter paper or some other fibrous Material that contains potassium hydroxide, sodium
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hydroxyd, Lithiumhydroxyd oder einem anderen Elektrolyten imprägniert ist. Ein Separator 8 aus Pergamentpapier oder regenerierter Cellulose ist auf dem Elektrolyt absorbierenden Material? angeordnet, und es ist ein Separator 9 aus gleichem Material 5 unmittelbar unter der Zinkelektrode S und dem Elektrolyt absorbierenden Material 7 angeordnet. Ein Depolarisator 6, der im wesentlichen aus Mangandioxyd, Quecksilberoxyd oder Kupferoxyd oder dergleichen Substanzen besteht und unter Druck aus Pulver geformt ist, ist in dem Spalt angeordnet, der durch die Innenfläche des Hohlzylinders 2 und die untere Fläche des Bodens 3, die Außenfläche des Separators 8 und die innere Bodenfläche des Außengehäuses 1 bestimmt wird. Eine chemisch widerstandsfähige, isolierende Dichtung 10 ist zwischen die obere Kappe und die oberen Teile des Zylinders 2 und das Außengehäuse 1 gelegt. Ein chemisch widerstandsfähiges isolierendes Kissen 11 ist auf die innere Bodenfläche des Außengehäuses 1 gelegt.hydroxide, lithium hydroxide or another electrolyte is impregnated. A separator 8 from Parchment paper or regenerated cellulose is on the electrolyte absorbing material? arranged, and it is a separator 9 made of the same material 5 immediately below the zinc electrode S and the electrolyte absorbent material 7 arranged. A depolarizer 6, which consists essentially of manganese dioxide, Mercury oxide or copper oxide or similar substances consists and under pressure from Powder is shaped, is arranged in the gap which is formed by the inner surface of the hollow cylinder 2 and the lower surface of the bottom 3, the outer surface of the separator 8 and the inner bottom surface of the outer housing 1 is determined. A chemically resistant, insulating seal 10 is between the top cap and the upper parts of the cylinder 2 and the outer case 1 are placed. One chemically Resistant insulating pad 11 is placed on the inner bottom surface of the outer case 1.
Das Primärelement der oben beschriebenen Konstruktion kann mit den folgenden Schritten hergestellt werden, wobei die erwähnten Ausgangsmaterialien vorher durch bekannte Verfahren vorbereitet werden. Zuerst wird der Zylinder 2 so angeordnet, daß sein in der Mitte durchbrochener Boden 3 nach unten weist, und es wird das Pulver-Ausgangsmaterial des Depolarisators 6 unter Druck auf die Innenfläche des Zylinders 2 und des Bodens 3 aufgebracht. Darauf wird der Zylinder 2 umgedreht, so daß sein Boden 3 nach oben weist, und er wird in das zylindrische Außengehäuse 1 eingepaßt, auf dessen Boden das Kissen 11 gelegt worden ist. Durch die Öffnung, die von dem umgebördelten Rand 3 des Zylinders 2 umgeben ist, werden die Separatoren 9 und 8, das Elektrolyt absorbierende Material 7 und die negative Elektrode 5 eingesetzt. Die Dichtung 10 wird dann so eingelegt, daß sie die oberen, freien Flächen dieser eingesetzten Teile, mit Ausnahme der negativen Elektrode S, und die obere Fläche des Bodens 3 bedeckt und sich entlang der Innenfläche des Außengehäuses 1 erstreckt. Darauf wird die obere Kappe 4 oben auf die negative Elektrode S aufgesetzt und der obere Randteil des Außengehäuses 1 durch Druck so verformt, daß es nach innen umgebogen wird, wobei die Umfangskante der oberen Kappe gegen die Dichtung 10 drückt und der äußere Randteil der Dichtung 10 in Richtung auf die Mittelachse des Elementes umgefaltet wird. Dabei bewirkt der durch diesen gefalteten Teil der Dichtung 10 übertragene Druck, daß der Randteil der oberen Kappe 4 gegen den Teil der Dichtung 10 drückt, der auf der oberen Fläche des Bodens 3 des Zylinders 2 liegt, wodurch der obere Teil des Elementes vollständig abgedichtet wird.The primary element of the construction described above can be manufactured with the following steps with the above-mentioned starting materials previously prepared by known methods will. First, the cylinder 2 is arranged so that its bottom 3 perforated in the middle facing downward, and it becomes the powder raw material of the depolarizer 6 under pressure on the inner surface of the cylinder 2 and the bottom 3 applied. Then the cylinder 2 is turned over so that its Bottom 3 faces upward, and it is fitted into the cylindrical outer casing 1 on the bottom thereof the pillow 11 has been placed. Through the opening from the beaded edge 3 of the cylinder 2 is surrounded, the separators 9 and 8, the electrolyte absorbing material 7 and the negative Electrode 5 inserted. The seal 10 is then inserted so that it has the upper, free surfaces of this inserted parts, except for the negative electrode S, and the upper surface of the bottom 3 is covered and extends along the inner surface of the outer housing 1. The top cap 4 placed on top of the negative electrode S and the upper edge part of the outer housing 1 by pressure so deformed so that it is bent inwards with the peripheral edge of the top cap against the gasket 10 pushes and the outer edge part of the seal 10 towards the central axis of the element is folded over. The pressure transmitted through this folded part of the seal 10 causes that the edge part of the top cap 4 presses against the part of the seal 10 which is on the upper surface of the bottom 3 of the cylinder 2, whereby the upper part of the element is completely sealed will.
Die obige Beschreibung betrifft ein Element mit kreiszylinderförmigem Außengehäuse 1 und Zylinder 2. Es können jedoch andere Querschnittsformen, wie z. B. ein Quadrat, ein gleichseitiges Vieleck, ein Rechteck oder eine Ellipse mit gleicher Wirkung verwendet werden.The above description relates to an element with a circular cylindrical outer housing 1 and cylinder 2. However, other cross-sectional shapes, such as. B. a square, an equilateral polygon, a Rectangle or an ellipse can be used with the same effect.
Wie sich aus der beschriebenen Anordnung ergibt, besteht bei dem erfindungsgemäßen Primärelement überhaupt kein Spalt zwischen dem Außengehäuse und dem die Masse enthaltenden Innengehäuse des Elementes, wie es bei den üblichen Elementen der Fall ist, wo ein solcher Spalt durch den nach außen vorspringenden umgebördelten Rand des Innengehäuses hervorgerufen wird. Im Gegenteil, die Außen- und Innengehäuse gemäß dieser Erfindung sind eng ineinander eingepaßt, um so eine stabile Ausführung und zur gleichen Zeit eine wesentliche Vergrößerung des volumetrischen Wirkungsgrades zu ermöglichen. Da weiterhin eine von dem Boden 3 umgebene Öffnung in dem Zylinder 2 vorhanden ist, ist die beim Einbringen des Depolarisators 6 notwendige Preßarbeit bei dem Element gemäß der vorliegenden Erfindung wesentlich leichter als bei den üblichen Elementen, wo der Depolarisator durch Preßformung in das innere Metallgehäuse eingebracht wird, welches keine Öffnung in seinem Boden hat.As can be seen from the arrangement described, there is a primary element according to the invention no gap at all between the outer housing and the inner housing containing the mass of the Element, as is the case with the usual elements, where such a gap through the outward protruding beaded edge of the inner housing is caused. On the contrary, that The outer and inner housings according to this invention are closely fitted to one another so as to be stable Execution and at the same time a substantial increase in the volumetric efficiency enable. Since there is still an opening in the cylinder 2, which is surrounded by the base 3 is, the pressing work necessary when introducing the depolarizer 6 is in the element according to the present invention Invention much easier than with the usual elements, where the depolarizer through Press molding is introduced into the inner metal housing which has no opening in its bottom Has.
Die vorliegende Erfindung besitzt einen zusätzlichen Vorteil dadurch, daß der bei der zusammengesetzten Zelle durch das Nachinnenbiegen des oberen Randes des Außengehäuses 1 erzeugte Preßdruck auf den Boden 3 des Zylinders 2 weitergeleitet wird, wodurch verhindert wird, daß er ausschließlich auf den Depolarisator 6 wirkt und diesen zerquetscht. Infolgedessen wird die Bodenfläche des Depolarisators 6 in festem und sicherem Kontakt mit einem geeigneten Druck mit der Innenfläche des Bodens des Außengehäuses 1 gehalten, wodurch Ungewißheiten der elektrischen Verbindung ausgeschaltet werden.The present invention has an additional advantage in that that of the composite Cell by the inward bending of the upper edge of the outer housing 1 generated pressing pressure is passed on to the bottom 3 of the cylinder 2, thereby preventing it from being exclusively on the depolarizer 6 acts and crushes it. As a result, the bottom surface of the depolarizer becomes 6 in firm and safe contact with a suitable pressure with the inner surface of the floor of the outer housing 1, thereby eliminating uncertainties of the electrical connection will.
Claims (1)
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1962
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