DE1918572A1 - Galvanische Zelle und Kopfteil zum Schliessen der Zelle - Google Patents

Description

Galvanische Zelle und Kopfteil zum Schliessen der Zelle.

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Die Erfindung betrifft eine galvanische Zelle, vorzugsweise mit alkalischem Elektrolyten und von der Art,, bei der die äussere Begrenzung der Zelle ein Metallbecher ist, der von einem schüsseiförmigen, in isolierendem Dichtungsmaterial an der nach innen umgebogenen Randpartie des Bechers eingelagerten Kontaktglied geschlossen wird.

In bekannten galvanischen Zellen dieser Art ist das Dichtungsmaterial, in dem das schüsseiförmige Kontaktglied eingelagert ist, von einem inneren Becher oder einer Buchse unterstützt, welche sich längs der Innenseite des äusseren Bechers nach unten erstreckt und auf dem Boden desselben ruht, oder es wird von einer Scheibe von isolierendem Material unterstützt, das auf einer in der Becherwand ausgebildeten Rille oder Sicke ruht. Bei der ersten Form von Unterstützung wird eine verhältnismassig grosse Materialmenge für den inneren Becher benötigt, und dieser nimmt wertvollen Platz innen in dem äusseren Becher auf, und mit dem letzterwähnten Schliessverfahren wird keine gut definierte, stabile Placierung der Unterstützungsfläche für das Dichtungsmaterial erreicht, was jedoch zur Erlangung eines dichten, sicheren Verschlusses notwendig ist.

Zweck der Erfindung ist es, die angeführten Nachteile bei den bekannten Verfahren zum Schliessen von galvanischen Zellen der erwähnten Art zu überwinden und ein Element mit einem wirksamen und platzsparenden Verschluss anzuweisen, und dies ist erfindungsgemäss dadurch erreicht worden, dass das Dichtungsmaterial und das schüsseiförmige Kontaktglied zwischen dem umgebogenen

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Rand des Metallbechers und einem ring- oder scheioenförmigen Stützglied festgespannt sind, welches längs seinem Umfang in fester- Verbindung mit der Becherwand ist.

Da das Stützglied in fester Verbindung mit der Becherwand· ist* ist der aus dem schüsseiförmigen Kontaktglied und dem Dichtungsmaterial bestehende Verschluss wie in einer Zange zwischen dem . Stützglied und der umgebogenen Randpartie des Bechers eingespannt, wodurch ein besonders zuverlässiger und zugleich platzsparender Verschluss erreicht wird. Die Verschlussglieder oberhalb des Stützgliedes können frei ausgebildet werden, unabhängig · von dem Elektrodenmaterial im unteren Teil des Bechers, und das Stützorgan kann mit einem mittig angeordneten Loch versehen werden, das nur gerade gross genug ist für eine isolierte Durchführung der elektrisch leitenden Verbindung von dem Inneren der Zelle zu dem schüsselformigen Kontaktglied, so dass es möglich is fr,-· -eine grosse, solide Unterstützungsfläche für den Verschluss zu-^erreichen«

In einer Ausführungsform der Zelle nach der ErfiridHMg'iwird' ■· das Stützglied von einem steifen, scheibenförmigen Zwischenbotlen gebildet, der längs seiner Umfangskante in hermetisch dichter Verbindung mit der Becherwand ist, wodurch eine weitere Sicher- ^! heit gegen Leckage am Umfang des Stützgliedes erreicht wird, ußd · diese hermetisch dichte Verbindung kann leicht durch Schweissen,' Schrumpfen, Verleimen oder auf andere passende Weise hergestellt" werden und unabhängig davon, ob der Zwischenboden aus Metall oder einem anderen Material, wie Kunststoff, ist. '■'-' ' ^v-

Der Zwischenboden kann erfindungsgemass eine ebene Metall-Scheibe sein, der die im Einzelfall notwendige Dicke oder Festigkeit unabhängig von der Dicke oder der Festigkeit des Materials in der Becherwand gegeben werden"kann, so dass sie unter allen ' Verhältnissen eine solide Basis für das Dichtungsmaterial bilden kann. Der Zwischenboden kann auch erfindungsgemass eine Künststoffs cheibe sein, wodurch er an sich isolierend ist, wie er aueh für Befestigung durch Schweisseh oder Verleimen gut geeignet ist.

Eine Ausführungsform der galvanischen Zelle gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zwiseheriböäden "den

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Boden des becherförmigen Kopfteils bildet, der an der Umfangskante seines Bodens mit der UDerkante eines Bechers, der die elektrisch aktiven Materialien enthält, verbunden ist. Hierdurch bekommt-man eine sehr solide Zelle mit einem Zwischenboden, der einen integrierenden Teil des Beckers ausmacht, so dass jede Möglichkeit von Undichtheiten zwischen der Umfangskante des Bodens und der Wand ausgeschlossen ist. Eine solche Zelle wird in der Weise hergestellt, dass der auf bekannte Weise, z.B. durch Ziehen, leicht herstellbare Kopfteil mit der Oberkante eines Bechers verbunden wird, nachdem darin elektrisch aktive Materialien angebracht worden sind. Die Verbindung kann z.B. durch Schweissen oder mit Hilfe eines äusseren Klemmringes, der die Verbindungsstelle zwischen den be-'den Becherteilen überlappt, ausgeführt werden. Die letzterwähnte Verbindung kann durch Verleimen weiter gesichert werden.

Die Erfindung betrifft auch einen Kopfteil zum Schliessen einer galvanischen Zelle der erwähnten Art, welche Zelle dadurch gekennzeichnet ist, dass es aus einem äusseren metallischen, mit einem Verbindungsglied, das mit der einen Elektrode der Zelle Kontakt bilden kann, versehenen Kontaktglied besteht, welches Kontaktglied hermetisch dicht in einem isolierenden Dichtungsmaterial gelagert ist, das in einem schüsseiförmigen Körper angebracht,ist, dessen Boden derart ausgebildet ist, dass er mit der Becherwand zur Bildung des Zwischenbodens in der fertigen Zelle verbunden werden kann,-und ein Loch zur isolierten Durchführung des obengenannten Verbindungsgliedes hat. Der Kopfteil kann übrigens auf beliebige Weise ausgebildet sein mit Verschlussgliedern entsprechend.denjenigen, die bisher in Verbindung mit herkömmlichen galvanischen Zellen verwendet worden sind, und kann, nachdem der Becher mit Elektrodenmaterial und sonstigem Inhalt montiert ist, an dessen Oberkante festgemacht werden, z.B. durch Schweissen oder mit Hilfe eines äusseren Klemmringes in Verbindung mit Verleimen, wie vorhin angeführt.

Bei allen bisher verwendeten Schliessmethoden erfolgt der Zusammenbau der Zelle in der Weise, dass der Becher, nachdem

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darin Elektrodenmaterial, Trennschicht, Elektrolyt u.a.m. eingebracht sind, an seinem oberen Ende mit Hilfe des Dichtungsmaterials geschlossen wird, indem dasselbe durch Einbördeln der freien Endkante des Bechers festgeklemmt wird. Dieses Schliessen des Bechers über dem mit Elektrodenmaterial, Elektrolyten u.a.m. gefüllten Becher erschwierigt das Schliessverfahren, weil sowohl rein mechanische Druckeinwirkungen als auch Wärmeeinwirkungen, die böim Schliessen vorkommen mögen, einen nachteiligen Einfluss auf Becher und Inhalt haben können, und insbesondere können Schwierigkeiten entstehen infolge der Neigung des Elektrolyten, herauszukriechen. Diese Schwierigkeiten sind bei Verwendung des, Kopfteils gemäss der Erfindung ganz überwunden, weil der notwendige dichte Verschluss des oberen Teils des Bechers ausgeführt wird, ohne dass der Kopfteil mit dem Metallbecher in Verbindung ist und ohne dass die Schliessoperationen eine Möglichkeit haben, den Becherinhalt zu beeinflussen. Hierdurch ist die Herstellung von Verschlüssen ermöglicht, die nicht mit der bisher bekannten Technik verwirklicht werden konnten, da man z.B. im voraus bei Verschweissung oder Formgebung der Verschlussteile die im Einzelfall optimale Wärme anwenden kann ohne Gefahr, dasa diese auf den Elektrolytinhalt einwirkt. Ferner ist es ein Vorteil, dass die Schliessflachen um die Dichtung beliebig erwärmt werden können zur Entfernung von Feuchtigkeit oder beim Eingiessen einer dichtenden Vergussmasse.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher. erklärt, welche beispielsweise einige Ausführungsformen einer galvanischen Zelle gemäss der Erfindung darstellen, u. zw. zeigt

Fig. 1 eine Zelle mit einem ring- oder scheibenförmigen Stützorgan mit einer nach unten gerichteten Flanschpartie längs der Becherwand und

Fig. 2 eine Zelle, bei dem das Stützorgan als eine steife Platte ausgebildet ist, die längs ihrer Umfangskante mit der Becherwand hermetisch dicht verbunden ist.

Die in Fig. 1 gezeigte galvanische Zelle hat einen äusseren Metallbecher 1 mit einem gezogenen Endboden 2, eine mit tig ange«

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ordnete rohrfSrmige Anode 3» eine diese umgebende rohrförmige Trennschicht 4» um welche herum wieder eine Kathode 5 angebracht ist. Ein schüsseiförmiges Kontaktglied 7 mit gezogenem Endboden 8 ist durch eine Feder 9 in elastisch leitender Verbindung mit der Anode 3» die am entgegengesetzten Ende mit Hilfe von Isolierscheiben 10 von dem Endboden 2 des ä'usseren Metallbechers getrennt ist.

Das schüsselfSrmige Kontaktglied 7 ist zusammen mit zwei Dichtungen 11 und 12 wie in einer Zange zwischen einem an der Innenseite des Metallbechers 1 befestigten Stützglied in der Form eines Stützringes 13 und der freien, nach innen umgebogenen Endkante des Bechers 1 eingespannt. Der Stützring 13 ist an der Becherwand sicher festgehalten, z.B. durch Schweissen oder Verleimen.

In der Ausführungsform in Fig. 2 bildet das Stützglied einen ebenen Zwischenboden 14» der den Boden eines becherförmigen Kopfteils 15 ausmacht und mit der Wand desselben aus einem Stück hergestellt ist. Wenn erwünscht, kann der Kopfteil 15 mit eingespanntem Kontaktglied 7 und Dichtungsmaterial 16 als eine vorfabrizierte Einheit hergestellt werden, die mit der Oberkante des Bechers 17 verbunden wird, nachdem in diesem elektrisch aktive Materialien angebracht sind. Der Kopfteil 15 kann z.B. durch Schweissen oder durch Verleimen in Verbindung mit der Anwendung eines Susseren Klemmringes lB, der in der Figur gestrichelt angedeutet ist, mit der Becherwand 17 verbunden werden. Der Zwischenboden 14 bildet eine solide Unterstützung für den Verschluss und hat nur ein Loch, das genügend gross ist zur isolierten Durchführung eines Verbindungsgliedes zwischen der einen Elektrode des Elementes und dem Kontaktglied 7·

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Claims (13)

1. Patentansprüche.

   /ίΤ) Galvanische Zelle, vorzugsweise mit alkalischem Elektrolyten und von der Art, bei der die äussere Begrenzung des Elementes ein Metallbecher ist, der von einem schüsseiförmigen, in isolierendem Dichtungsmaterial an der nach innen umgebogenen Randpartie des Bechers eingelagerten Kontaktglied geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsmaterial und das schüsseiförmige Kontaktglied zwischen dem umgebogenen Randdes Metallbecher s und einem ring- oder scheibenförmigen Stützglied festgespannt sind, welches längs seinem Umfang in fester Verbindung mit der Becherwand ist.
2. 2. Galvanische Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützglied von einem steifen scheibenförmigen Zwischenboden gebildet wird, der längs seiner Umfangskante in hermetisch dichter Verbindung mit der Becherwand ist.
3. 3. Galvanische Zelle nach den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenboden eine häuptsächlich ebene , Metallscheibe von grösserer Dicke oder grösserer Festigkeit als der des Materials in der Becherwand ist.
4. 4. Galvanische Zelle nach den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenboden eine Kunststoffscheibe ist.
5. 5. Galvanische Zelle nach den Ansprüchen 1-4, dadurch ge-, kennzeichnet, dass das Stützglied durch Verleimen oder Schweissen an der Becherwand befestigt ist.
6. 6. Galvanische Zelle nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenboden den Boden des becherförmigen Kopfteils bildet, der an der umfangskante seines Bodens mit der Oberkante eines Bechers, der die elektrisch aktiven Materialien enthält, verbunden ist. ' "~"
7. 7. Verfahren ssur Herstellung einer Zelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenboden als ein Boden aus einem Stück mit demjenigen Teil der Becherwand, der M fertigen Element das Dichtungsmaterial umschliessen soll, ausgebildet wird

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   und dass die so hergestellte Einheit längs dem Umfang des Zwischen bodens mit der Oberkante eines Bechers verbunden wird, nachdem in diesem elektrisch aktive Materialien angebracht sind.
8. 8. Kopfteil zum Schliessen einer galvanischen Zelle nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem äusseren metallischen, mit einem Verbindungsglied, das mit der einen Elektrode der Zelle Kontakt bilden kann, versehenen Kontaktglied besteht, welches Kontaktglied hermetisch dicht in einem isolierenden Dichtungsmaterial gelagert ist, das in einem schüsseiförmigen Körper angebracht ist, dessen Boden derart ausgebildet ist, dass er mit der Becherwand zur Bildung des Zwischenbodens in der fertigen Zelle verbunden werden kann, und ein Loch zur isolierten Durchführung des obengenannten Verbindungsgliedes hat.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit, in der der Zwischenboden den Boden bildet, als ein selbständiger, geschlossener Kopfteil ausgebildet wird, welcher vor dem Zusammenbau mit Dichtung und Kontaktglied montiert wird, und dass der Becher mit Elektrodenmaterial und übrigem Inhalt montiert wird, bevor er mit dem fertigmontierten Kopfteil verbunden wird.
10. 10. Verfahren nach den Ansprüchen 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenboden durch Schweissen mit dem oberen Rand des Bechers verbunden wird.
11. 11. Verfahren nach den Ansprüchen 7 und 9* dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenboden durch Anwendung eines Klemmringes in Verbindung mit Verleimen mit dem oberen Band des Bechers verbunden wird.
12. 12. Gralvanische Zelle nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangskante des Stützorgans auf einer in der Becherwand eingedrückten Sicke ruht.
13. 13. Galvanische Zelle und Kopfteil dazu hauptsächlich wie vorhin beschrieben und in der Zeichnung gezeigt,

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