DE3425170C2 - - Google Patents

Description

Galvanische Primärelemente sind in zahlreichen Abwandlungen bekannt; bei dem vorherrschenden Rundzellentyp bildet die negative Elektrode in Form eines Metallbechers aus Zink zugleich das Zellengehäuse. Dieses ist bei der klassischen Zellausführung noch in einer Papphülse verpackt oder überhaupt nur mit einem Etikett versehen, während bei den auslaufsicheren Zellen (leak proof) der samt Inhalt fertig montierte Becher unter Zwischenschaltung einer isolierenden Hülse in einen Blechmantel geschoben wird.

Im Bereich des Gehäusedeckels sind viele konstruktive Maßnahmen besonders darauf gerichtet, eine Austrocknung der Elemente während der Lagerung zu verhindern. Zu Dichtungszwecken werden häufig wachs- oder bitumenartige Substanzen eingesetzt. Bei einem aus der DE-PS 11 14 868 bekannten Trockenelement wird die Effizienz einer die Depolarisatorpuppe abdeckenden plastischen Dichtungsmasse aus Bitumen noch durch eine zwischen dieser und dem Zellendeckel angeordneten undurchlässigen Scheibe aus mit Wachs im­ prägniertem Karton unterstützt.

Diese und andere bekannte Vorkehrungen haben den Nachteil, daß sie entweder einen erheblichen apparativen und peripheren Aufwand (beheizte Behälter und Leitungen, Dosierpumpen, Abkühlstrecken) oder hohe Gleichmäßigkeit bei vorgefertigten Einlegeteilen erfordern. Außerdem nehmen diese Bestandteile je nach Konstruktion oft ein erhebliches Volumen ein, so daß die Raumaus­ nutzung zu Lasten der eigentlichen aktiven Zellbestandteile geht.

Schließlich verändern sich derartige Dichtungssysteme während längerer La­ gerzeit, so daß eine Beeinträchtigung der Lagereigenschaften und damit der Gebrauchsfähigkeit eintritt, die nur durch sehr aufwendige zusätzliche Maß­ nahmen verhindert werden können.

Beim Primärelement gemäß der DE-AS 26 19 178 wird ein vor Austrocknung direkt nach dem Zusammenbau schützender dichter Verschluß dadurch herbei­ geführt, daß ein gummielastisches Dichtungselement in die Gehäuseöffnung so weit eingeschoben wird, bis es auf dem nach innen umgebördelten Rand des Zinkbechers aufsitzt und mittels einer Hinterschneidung an der nach unten weisenden Kante des Becherrandes einschnappt. Die endgültige Abdichtung erfolgt dann durch den Formschluß zwischen umgelegtem Becherrand und der entsprechend geformten Dichtungsunterseite.

Aus der DE-AS 27 12 915 ist ein Primärelement der eingangs genannten Art zu entnehmen, bei dem eine Dichtung aus natürlichem, regeneriertem, vulkani­ siertem oder synthetischem Kautschuk mit einer großen Anzahl nicht miteinan­ der verbundenen Poren (Zellenstruktur) verwendet wird. Die bekannte Abdich­ tung kommt durch das Einspannen des Kautschukmaterials zwischen einem innenliegenden Kunststoffteil, in das eine Pluskappe eingesetzt ist, und einem eingezogenen (gesickten) Zinkbecher zustande. In einer alternativen Ausfüh­ rung ist die bekannte Dichtung zwischen dem umgelegten Rand des Zinkbe­ chers und einem Deckelement eingeklemmt. Aufgabe der Erfindung ist es, die Lagerfähigkeit von Zellen zu verbessern und eine Dichtung anzugeben, die aus wenigen Teilen besteht, die einen rationellen Zusammenbau in wenigen Arbeitsschritten ermöglicht, die nur wenig Raum innerhalb der Zelle benötigt und die in gebräuchlichen Rundzellen sowohl mit nur etikettiertem Metallbehälter als auch in leak-proof Ausführungen gleichermaßen eingesetzt werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit Hilfe der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Maßnahmen gelöst.

Die für die erfindungsgemäße Dichtungsscheibe verwendbaren Schaumkunst­ stoffe zählen zu der Gruppe der sogenannten weichelastischen Schaumstoffe mit geschlossenzelliger Struktur. Die Basismaterialien sind u. a. Polyethylen, Polystyrol, Polyäther, Polyester oder Polyurethan, vorzugsweise jedoch Poly­ vinylchlorid. Über die einstellbare Dicke und Porosität der Scheibe kann neben einer gewünschten Elastizität auch eine definierte Permeabilität realisiert werden. Die Materialstärke der Scheibe sollte zwischen 0,5 und 3 mm betra­ gen. Da die geschäumten Kunststoffe in Scheibenform oder in Bandform handelsüblich sind, müssen die erfindungsgemäßen Dichtungsscheiben nur noch direkt an den Fertigungslinien gelocht bzw. aus einem Band ausgestanzt werden, ehe man sie unmittelbar auf dem Rand des Zinkbechers positioniert.

Zu ihrer endgültigen Positionierung, vorzugsweise in den einfachen Zellaus­ führungen, bei denen der Zinkbecher ohne Verkleidung bleibt und lediglich mit einer Etikettierung versehen wird, schiebt man die elastische Scheibe beim anschließenden Aufdrücken der Plus- oder Abdeckkappe mittels eines Stempels zwischen Kappenrand und Zinkbecher (vgl. hierzu die Fig. 1). Hierbei kommen gerade spezifische Eigenschaften der Schaumkunststoffe besonders vorteilhaft zur Geltung, welche sie gewöhnlichen Kunststoffen gegenüber als überlegen erscheinen lassen. Es sind dies vor allem eine leichte Kompressibilität, die es gestattet, auch dickere und damit maschinell besser handhabbare Dichtungs­ scheiben ohne Kanten- oder Rißbildung zu verformen, sowie eine permanente Restelastizität, die sich darin äußert, daß das Material selbst anhaltendem Druck nicht durch Kaltfließen ausweicht.

Die fertige Zelle enthält außer der erfindungsgemäßen Dichtungsscheibe und einer auf der positiven Elektrodenpuppe aufliegenden Abdeckscheibe, die von Wachs oder Bitumen frei ist, kein weiteres scheibenförmiges Dichtungsele­ ment. Lediglich um zu verhindern, daß entlang der Kohlestiftoberfläche durch die Öffnung der Lochscheibe Elektrolyt zur Kappe gelangt, wird erfindungsge­ mäß auf den Kohlestift im Durchführungsbereich durch die Scheibe eine gegen diese abdichtende klebrige Umrandung aus einer plastischen Dichtmasse auf­ gebracht. Geeignete Materialien sind z. B. Wachs, Bitumen oder in organischen Lösungsmitteln lösliche Stoffe wie Polyisobutylen, die nach dem Abdunsten des Lösungsmittels einen Rückstand von kautschukelastischer Konsistenz bilden.

Aus den Fig. 1 bis 4 sind verschiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungs­ gegenstandes ersichtlich.

Fig. 1 zeigt die Einbringung der Dichtungsscheibe in eine Zelle.

Fig. 3 und 4 zeigen mögliche Positionierungen der Dichtungsscheibe bei nicht­ ummantelten und bei ummantelten Rundzellen.

Nach dem bereits Gesagten erklären sich die Figurendarstellungen weitgehend von selbst. Die Bezugszeichen haben die folgenden Bedeutungen:

•  1 Pluskappe
   2 Metallbehälter (Zinkbecher)
   3 Dichtungsscheibe
   4 Separator mit Elektrolytpaste beschichtet
   5 klebrige Dichtungsmasse
  10 Depolarisationsmasse
  11 Kohlestift
  12 Abdeckscheibe
  13 Flanschkappe
  14 Kohlekappe
  15 Abdeckkappe
  16 Isolierring
  17 Stempel

Fig. 2 stellt das Ergebnis des in Fig. 1 gezeigten Arbeitsganges dar.

Die Zellen nach Fig. 3 und 4 unterscheiden sich von derjenigen nach Fig. 2 in der zweiteiligen Zellabdeckung, bei der sich die Pluskappe in Form einer Flanschkappe 13 bzw. einer einfachen Kohlekappe 14 auf die Abdeckung des Kohlestiftes beschränkt. Die restliche Zellabdeckung übernimmt eine geson­ derte Abdeckkappe 15, wobei nach Fig. 4 auch eine "offene" Abdeckung mög­ lich ist, indem hier eine Brücke zwischen Abdeckkappe und Kohlekappe ent­ sprechend dem Isolierring 16 der Fig. 3 fehlt. Gegebenenfalls können die Zellen noch mit einem Blechmantel und/oder einer Schrumpfschlauchumhül­ lung versehen werden.

Aufgrund der dauerelastischen Eigenschaften der Dichtungsscheibe wird das bei Spritzteilen bekannte Kaltfließen des Kunststoffmaterials umgangen. Außerdem werden Unebenheiten an den abdichtenden Oberflächen durch die hohe Elastizität des erfindungsgemäßen Materials ausgeglichen. Die Dauer­ elastizität des Materials erlaubt gleichzeitig eine Ventilwirkung. Der beson­ dere Vorteil der vorgeschlagenen Dichtungsart liegt in der sehr einfachen Mon­ tage, die den bekannten Aufbringungsverfahren der Lochscheibe aus Pappe vergleichbar ist.

Die Zuführung und das Aufpressen von vorgefertigten Lochscheiben aus dem erfindungsgemäßen Material ist auch mit hoher Geschwindigkeit realisierbar.

Wie eingehende Lagerungsversuche an erfindungsgemäßen Zellen und solchen mit herkömmlicher Bitumenabdichtung gezeigt haben, waren die erfindungs­ gemäßen Zellen nach einer Lagerzeit von 3 Monaten bei 45°C hinsichtlich ihres Spannungsverhaltens im Entladetest durchaus mit frischen Zellen ver­ gleichbar, während die herkömmlichen Vergleichszellen wesentlich schlechter abschnitten.

Claims (3)

1. Galvanisches Primärelement mit einem zylindrischen Metallbehälter als negative Elektrode, einer konzentrisch um einen Kohlestift als Ableiter angeordneten positiven Depolarisatorelektrode, einer Separation und einem Elektrolyten, wobei in einem Abstand oberhalb der Depolarisatorelektrode eine zentral gelochte Dichtungsscheibe aus einem weichelastischen, porigen Material angeordnet ist, welche den Zwischenraum zwischen dem Kohlestift und dem Metallbehälter überbrückt und durch deren zentrales Loch sich der Kohlestift abgedichtet hindurcherstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsscheibe (3) aus Kunststoff mit ihrem Rand zwischen dem Rand des Metallbechers (2) und dem Rand einer auf die Dichtungsscheibe (3) aufgedrückten Pluskappe (1) durch Einziehen des Metallbecherrandes nach innen eingeklemmt ist und daß auf den Kohlestift (11) im Durchführungsbereich durch die Dichtungsscheibe (3) eine abdichtende Schicht (5) aus einer plastischen Dichtmasse aufgebracht ist.

2. Primärelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der geschäumte Basiskunststoff der Dichtungsscheibe Polyvinylchlorid ist.

3. Primärelement nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialstärke der Dichtungsscheibe 0,5 mm bis 0,3 mm beträgt.