CH197958A

CH197958A - Galvanisches Trockenelement mit Vorratsbehälter für den Elektrolyten und dadurch bedingter unbeschränkter Lagerfähigkeit.

Info

Publication number: CH197958A
Authority: CH
Inventors: Emil Schneider
Original assignee: Emil Schneider
Priority date: 1937-08-23
Filing date: 1937-08-23
Publication date: 1938-05-31

Description

Galvanisches Trockenelement mit Vorratsbehälter für den Elektrolyten und dadurch bedingter unbeschränkter Lagerfähigkeit. Um die Lagerfähigkeit von Trocken batterien zu erhöhen, ist vorgeschlagen wor den, den Elektrolyten in einem verschlosse nen Glasbehälter innerhalb der becherför- migen Zinkelektrode unterzubringen, den Glasbehälter (Ampulle)

durch äussere mecha-' nische Einwirkung kurz vor der Inge brauchnahme der Trockenbatterie durch Zer störung zu öffnen und das Element durch den aus dem zerbrochenen Glasbehälter aus fliessenden Elektrolyten zu aktivieren.

Da die handelsübliche Grösse des Zinkbechers aber nicht überschritten und auch die Gasauffang- kammer über dem Beutel, der die Kohlen elektrode umgibt und mit einer depolarisie- senden Masse, zweckmässig aus Braunstein und Graphit, gefüllt ist, erhalten werden- musste, konnte der für den Glasbehälter not wendige Raum nur durch eine starke Verkür zung des Beutels gewonnen werden.

Damit sank aber die Kapazität des Elementes so stark, dass sich die Verwendung von Glas behältern für den Elektrolyten nicht durch zusetzen vermochte. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein galvanisches Trockenelement, wel ches die oben genannten Nachteile bekannter Trockenelemente mit Glasbehältern für den Elektrolyten dadurch beseitigt, dass unter Wegfall einer besonderen Gasauffangkammer derjenige Hohlraum,

der durch Ausfliessen des Elektrolyten infolge Offnens des Vor ratsbehälters durch mechanische Einwirkung auf denselben im Zinkbecher frei wird, die Gasauffangkammer ersetzt: In der beiliegenden Zeichnung sind in den Fig.2 bis 5 und 7 beispielsweise Ausfüh- rungsfoxrmen des Kmfindungsgegenstandes dargestellt. Es,

zeigt jeweils im Längsschnitt und unter Weglassung der Kontakte und Anschlüsse: Fig. 1 ein handelsübliches galvanisches Trockenelement mit Gasauffangkammer un ter dem Deckel der becherförmigen Zink elektrode, ' Fig. 2 ein galvanisches Element mit Vor ratsbehälter -und Stift in der Kohlenelek- trode zum Öffnen des Vorratsbehälters durch Zerbrechen desselben,

Fig. 3 ein galvanisches Element, bei wel chem der Vorratsbehälter die Kohlenelek- trode ringförmig umgibt, Fig. 4 ein galvanisches Element, bei wel chem die ringförmige Ampulle einen abge- kröpften Hals aufweist, welcher in eine Querbohrung der Kohlenelektrode hinein reicht, Fig. 5 ein galvanisches Element, bei wel chem der Vorratsbehälter durch einen ein geschmolzenen und ausserhalb des Elementes geführten Draht aufgerissen werden kann, Fig. 6 ein galvanisches Element,

bei wel chem die Gasauffangkammer unterhalb des Beutels, also unmittelbar über dem Boden der becherförmigen Zinkelektrode freigelas sen ist, Fig. 7 ein galvanisches Element nach Fig.6, wobei der Vorratsbehälter zwischen Beutel und Boden der Zinkelektrode unter gebracht ist.

Für gleiche Teile der galvanischen Trockenelemente sind in den Fig. 1 bis 7 auch gleiche Bezugszeichen gewählt worden.

Das in Fig. 1 im Längsschnitt darge stellte, handelsübliche galvanische Trocken element besitzt die becherförmige Zinkelek trode 1, in welcher die Kohlenelektrode 3 mit dem mit einer depolarisierenden Masse ge füllten Beutel 2 auf der Isolierscheibe 4 stehen. Der Durchmesser des Beutels 2 ist kleiner als die lichte Weite des Zinkbechers 1, so dass zwischen der Längswand des Zink bechers 1 und des Beutels 2 ein Hohlraum entsteht, welcher mit einer gallertbildenden Erregermasse 5 unter Zusatz von Mehl aus gefüllt ist.

Die Länge des Beutels 2 ist so bemessen, dass er den Innenraum des Zink bechers 1 nur zu etwa 3/4 der Höhe desselben einnimmt, so dass zwischen der Oberfläche des Beutels 2 und dem Deckel 6 des Zink bechers 1 ein freier Raum, die sogenannte Gasauffangkammer 8 bleibt, welche die während des Gebrauches des Elementes sich bildenden Gase aufnimmt. Eine solche Gas auffangkammer darf weder fehlen, noch in ihrer Grösse beschränkt werden, denn es hat sich gezeigt, dass die Gase, falls sie keinen Expansionsraum finden, entweder den Deckel 6 und die Vergussmasse 7 sprengen oder den Zinkbecher aufreissen.

Wird nun, wie es bis her versucht worden ist, unter Beibehaltung der Gasauffangkammer 8 der Glasbehälter für den Elektrolyt unterhalb des Beutels 2 etwa zwischen der Linie A-B in Fig. 1 und der Isolierscheibe 4 untergebracht, dann muss der Beutel 2 entsprechend verkürzt werden (auf die Distanz etwa zwischen den Linien A-B und C-D, Fig. 1), was zu einer be trächtlichen Verringerung der Kapazität des Elementes führen muss.

In den Fig. 2 bis 5 sind nun durchweg solche Ausführungsformen der Erfindung gezeigt, bei welchen der Vorratsbehälter für den Elektrolyten über dem Beutel 2 bezw. zwischen dem Beutel 2 und dem Deckel 6, 7 untergebracht ist, so dass nach der Zerstö rung des Vorratsbehälters und Ausfliessen des Elektrolyten annähernd eine gleich grosse Gasauffangkammer frei wird, wie sie bisher handelsüblich nötig war. Der Vorratsbehälter kann beispielsweise aus Glas, aber auch aus jedem andern geeigneten Material, z. B. Zelluloid oder dergl., bestehen. In den Bei spielen gemäss den Fig.2 bis 5 und 7 sind durchweg Vorratsbehälter aus Glas vorge sehen.

In Fig. 2 sitzt der den Elektrolyten 10 enthaltende Glasbehälter 9 mit seinem flachen Boden auf dem Beutel 2 und dem Kohlenstab 3 auf. Zwischen Beutel und Zinkbecherinnenwand ist der Hohlraum mit einer flüssigkeitsaufsaugenden Schicht 5a ausgefüllt, z.

B. mit Zellulosewolle. Der Kohlenstab 3 ist mit einer Längsbohrung 3a versehen, in welcher der Stift 11 (der um weniges länger ist als der ihn umgebende Kohlenstab 3) beweglich so gelagert ist, dass sich ein auf den dünnen und nachgiebigen Zinkbecherboden la ausgeübter Druck (Pfeil I Fig. 2) auf die Isolierscheibe 4 und den Stift 11 überträgt, dessen Spitze den Vorratsbehäl ter 9 durch Eindrücken öffnet.

Der Elektro lyt 10 fliesst aus, tränkt die Schicht 5a und gibt den leeren Raum im. Glasbehälter als Gasauffangkammer frei.

In. Fig. 3 umgibt der Glasbehälter 14 ringförmig den am untern Ende etwas ver kürzten und am obern Ende durch den Deckel 6 und die Vergussmasse 7 festgehalte nen Kohlenstab 3. Der Beutel 2 ist nicht fest mit dem Kohlenstab 3 verbunden, sondern in der Längsrichtung etwas beweglich.

Wird nun in der Richtung des Pfeils II auf den Zinkbecherboden 1ä gedrückt, dann bewegt sich mit der Isolierscheibe 4 auch der Beu tel 2 etwas nach oben und öffnet den Glas behälter 14 durch Zerdrücken.

Auch in Fig: 4 umgibt der Glasbehälter 15 ringförmig den Kohlenstab 3. Jedoch weist letzterer neben der Längsbohrung 3a auch noch eine die Längsbohrung 3a kreu zende Querbohrung 3b auf, in welche der ab gekröpfte Ampullenhals 15a so hineinragt, dass er auf der Spitze des in der Längs bohrung 3a beweglich gelagerten Stiftes 11 aufliegt. Das untere Ende des Stiftes 11 ruht auf der Isolierscheibe 4.

Durch den Druck auf den Zinkbecherboden la und die Isolierscheibe 4 (Pfeil III, Fig.4) wird der Stift 11 nach oben gedrückt und der Am pullenhals 15a abgebrochen.

Um das Öffnen des Glasbehälters durch Zerstören desselben auch ohne Druck auf clen Zinkbecherboden la zu ermöglichen, ist ge mäss Fig. 5 ein Draht 16 in die Wand des Glasbehälters 9 eingeschmolzen und ausser halb des Elementes geführt. Durch kräftiges Ziehen am Draht 16 wird der Glasbehälter 9 aufgerissen.

Wie Fig. 6 zeigt, kann die Gasauffang- kammer 8 auch unterhalb des Beutels 2, also zwischen Isolierscheibe 4 und Beutel 2 vor gesehen werden.

Dementsprechend wird gemäss Fig. 7 der Glasbehälter 9 zwischen Beutel 2 und Zink becherboden la untergebracht, unter Weg fall der Isolierscheibe 4. Ein auf den Zinkbecherboden 1a in der Richtung des Pfeils IV ausgeübter Druck überträgt sich direkt auf den Glasbehälter 9 und öffnet ihn durch Zerbrechen, während Beutel 2 und Kohlenstab 3 durch den Deckel 6 bezw. die Vergussmasse 7 in der Hochstellung festge halten werden.

Die' Einfüllöffnung des Vorratsbehälters kann nach dem Einfüllen des Elektrolyten entweder durch Zuschmelzen oder durch Ausfüllen mit einer Kitt- oder Klebmasse verschlossen werden.

Wird zur Herstellung des Vorratsbehäl ters statt Glas ein anderes Material, z. B. Zelluloid verwendet, dann erfolgt die Off- nung mittelst des Stiftes 11 gemäss Fig. 2 und 4 durch Aufstechen der Behälterwand; in den Fällen gemäss Fig. 3 und 7 werden Beutel und Vorratsbehälter so dicht aufein- andergesetzt, dass der auf den Ziukbecher- boden ausgeübte Druck den Vorratsbehälter zum Platzen bringt. Im Beispiel nach Fig. 5 kann der Aufreissdraht in jedes Material ein gelassen werden.

Das Element und seine Hauptbestand teile (Zinkbecher; Beutel und Kohlenstab) brauchen nicht stabförmig zu sein. Ihre Querschnitte können auch quadratisch, recht eckig, oval usw. sein.

Die Vorteile der beschriebenen Trocken elemente liegen in der unverminderten Grösse des Beutels 2 und damit auch der Kapazität des Elementes bei unbegrenzter Lagerfähig keit. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 7 kann auch die Isolierscheibe 4 wegfallen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Galvanisches Trockenelement mit Vor ratsbehälter für den Elektrolyten und da durch bedingter unbeschränkter Lagerfähig keit, dadurch gekennzeichnet, dass unter Wegfall einer besonderen Gasauffangkam- mer derjenige Hohlraum, der durch Aus fliessen des Elektrolyten infolge Offnens des Vorratsbehälters durch mechanische Einwir- kung auf denselben im Zinnbecher frei wird, die Gasauffangkammer ersetzt. UNTERANSPRüCHE 1.

Element nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter zwischen Beutel (2) und Deckel (6) des Zinkbechers untergebracht ist. 2. Element nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Vorratsbehälter (9) und einer Isolierscheibe (4) in einer Längs bohrung (3a) des Kohlenstabes (3) ein Stift (11) beweglich so gelagert ist, dass der letztere einen auf den Zinkbecher boden (la) ausgeübten Druck auf den Stift (11) übertragen und den Vorrats behälter (9) öffnen kann. 3.

Element nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (14) den Koh lenstab (3) ringförmig umgibt und durch Druck auf den in der Längsrichtung des Kohlenstabes (3) etwas beweglich ge lagerten Beutel (2) infolge Zerstörung geöffnet werden kann. 4.

Element nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den Kohlenstab (3) ringförmig umgebende Vorratsbehälter (15) als Ampulle ausgebildet ist, deren recht winklig abgekröpfter Hals (15a) in eine Querbohrung (3b) des Kohlenstabes (3) hineinragt, wobei in der in die Quer bohrung (3b) einmündenden Längsboh rung (3a) des Kohlenstabes (3) ein Stift (11) zwischen Ampullenhals (15a) und einer Isolierscheibe (4) beweglich so ge lagert ist, dass sich ein auf den Zink becherboden (la) ausgeübter Druck auf die Isolierscheibe (4) und den Stift (11) übertragen und der letztere den Am pullenhals (15a)

öffnen kann. 5. Element nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Beutel (2) bis zum Deckel (6) der Zinkbecherelektrode hinaufgeschoben ist und der Vorrats behälter (9) im Raum zwischen Beutel (2) und Zinkbecherboden (la) unterge bracht ist und durch Druck auf den letz teren infolge Zerstörung geöffnet wer den kann. 6. Element nach Patentanspruch und Un teranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (9) direkt auf dem Zinkbeeherboden (la) aufsitzt. 7. Element nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass der Vorratsbehälter durch den Stift zerbrochen werden kann. B.

Element nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass der Vorratsbehälter durch den Stift ausgestochen werden kann. 9. Element nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1 und 4, dadurch gekenn zeichnet, dass der Ampullenhals durch stochen werden kann. 10. Element nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1 und 4, dadurch gekenn zeichnet, dass der Ampullenhals abge brochen werden kann.