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Trockenelement, insbesondere Leclanchéelement
Die Erfindung betrifft ein Trockenelement, insbesondere ein Leclancheelement, und seine Herstellung.
Es ist bekannt, dass die Trockenelemente im wesentlichen aus der positiven Kohlenelektrode, der Depolarisationsmasse, dem Elektrolyt sowie der negativen Elektrode, dem Zinkpol, bestehen.
Die Herstellung der Elemente erfolgt fast ausschliesslich derart, dass man um einen mit einer Messingkappe versehenen Kohlenstift die Depolarisationsmasse presst und sie mit einer Stoffhülle umgibt. Die so hergestellte Puppe bringt man dann in einen ein etwas grösseres Volumen besitzenden Zinkbecher unter, füllt den freien Raum mit Elektrolyt aus, deckt das Element mit einer Scheibe ab und schliesst es mit einer Vergussmasse. Die so hergestellten Elemente werden dann zu Gruppen, je nach dem Verwendungszweck, vereinigt, miteinander durch Lötung verbunden und schliesslich mit einer die Elemente umgebenden Hülle versehen. Die Herstellung der Elemente ist sehr umständlich.
Es werden hiefür viele Einzelteile benötigt, die gesondert zugeschnitten werden müssen, und ferner ist eine umfangreiche Zusammensetzarbeit erforderlich. Es ist nun bereits vorgeschlagen worden, den Aufbau der Elemente umgekehrt vorzunehmen, also nach aussen den positiven Pol und die Depolarisationsmasse zu legen und innen den Elektrolyt zu geben sowie den Zinkpol anzubringen. Derartige positive Elektroden und Depolarisationskörper werden nun so hergestellt, dass man vorerst eine feuchte, aus Braunstein, Graphit und einem flüssigen Elektrolyt bestehende Masse herstellt, diese in eine aus isolierendem, getränktem Papier bestehende Hülle einpresst und das Element mittels eines Deckels verschliesst.
Wenn auch bei umgekehrtem Aufbau der Elemente gegenüber der bekannten allgemein gebräuchlichen Herstellungsart, wo Zinkbecher verwendet werden, wesentliche Materialeinsparungen erreicht werden, so hat sich die bekannte Ausführungsform dieser Elemente in der Praxis nicht bewährt, weil die Form becherförmig ist, was die Herstellung erschwert, und die mangelnde Dichte der Papierhülle ein rasches Austrocknen des Elektrolyts in kurzer Zeit zur Folge hat, was zur Stromlosigkeit des Elementes führt.
Nach der Erfindung wird das Element in Wannenform hergestellt. Das Element, das die positive Elektrode und Depolarisationsmasse aussen und die negative Elektrode innen angeordnet hat, wird nun folgendermassen erfindunggemäss ausgeführt :
Die Depolarisationsmasse, die gleichzeitig der positive Pol ist, wird wannenförmig gepresst.
Nach der Pressung wird sie in eine gesondert hergestellte Isolierhülle aus einer wasserabstossenden Kunstmasse eingesetzt oder man füllt die Depolarisationsmasse in die gesondert hergestellte Presshülle, die die endgültige Wannenform besitzt, und presst sie mit einem Pressstempel. Der Pressstempel, der wie ein Keil wirkt, schafft gleichzeitig in dem Presskörper den Hohlraum für den Elektrolyt und den Zinkpol. Durch die Aussenanordnung von Elektrode und Depolarisationsmasse sowie die Raumgewinnung durch den Wegfall von Zinkbecher, Kohlenstift, Organtin, Garn und Isolierteilen ist die Unterbringung von mehr Depolarisationsmasse möglich, wodurch eine grössere Brenndauer des Elementes erreicht wird.
Diese Anordnung hat den Vorteil, dass eine Zerstörung der Aussenwand des Elementes durch den Elektrolyt nicht möglich ist, wodurch das Durchnässen der Elemente und die Zerstörung des Batteriegehäuses vermieden wird.
Die Ableitung des Stromes kann dabei in bekannter Weise durch ein gleichzeitig miteingepresstes Kohlenplättchen erfolgen. Für das einzupressende Kohlenplättchen ist am Boden der Presshülle in der Scheibenachse eine Aussparung vorgesehen. Man kann auch, wie bekannt ist, den Strom durch eine plastische Masse ableiten, die beispielsweise aus gepresster Kohle oder Graphit besteht, wobei ein wasserabstossender Stoff, z. B. Paraffin, Bergwachs u. dgl., beigefügt ist. Die plastische Masse wird hier aber erfindungsgemäss gleich als Stromabnehmer bzw. als Schaltkontakt verwendet. Der Zinkpol wird erfindungsgemäss bei der Herstellung der dichtabschliessenden Deckplatte, die ebenfalls aus Kunstmasse besteht, in der Scheibenachse eingepresst.
Dies geschieht derart, dass ein Teil
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des Zinkpoles oberhalb der Deckplatte hervorragt und als Schleifkontakt zur Stromabnahme ausgebildet ist. Der Zusammenbau der Elemente erfolgt in einfacher Weise, indem in den Presskörper nach Einfüllen des fertigen Elektrolyts die Abschlussplatte mit dem Zinkpol in die Presshülle eingesprengt wird. Das Element kann auch als Lagerelement ausgeführt werden.
Die erfindungsgemässe Anordnung der Elektroden in der Scheibenachse in Boden und Deckel ermöglicht es, ohne Lötung, durch blosses Aufeinanderstellen der Elemente, Normalbatterien, Anodenbatterien sowie Batterien für Spezialzwecke mit den gewünschten Volt-und Amperestärken zusammenzustellen. Durch diesen Bau des Elementes ist auch die Möglichkeit gegeben, verbrauchte Elemente mühelos auszuwechseln.
Es ist bekannt, dass es Batterien gibt, wo die Taschenelemente auswechselbar sind ; dies wird aber nur durch Zubau von verschiedenen Kleinbestandteilen am fertigen Zinkelement oder durch speziell hergestellte Gehäuse ermöglicht.
In den Figuren wird ein Element gemäss der Erfindung und dessen Aufbau in einer Ausführungsform dargestellt. Fig. 1 stellt den Presskörper im Schnitt dar, während Fig. 2 die Ansicht von oben zeigt. Der Depolarisationskörper a enthält die aus Graphit und Paraffin bestehende eingepresste Kontaktplatte und die Aussparungen c. Fig. 3 zeigt die Hülle d im Schnitt, die eine Öffnung e zur Aufnahme des Kontaktplättchens b aufweist. Fig. 4 zeigt den Isolationskörper in Draufsicht ; er hat eine Aussparung h zur Aufnahme eines Kontaktstreifens, durch den mehrere Elemente zu einer Batterie zusammengesetzt werden. Fig. 5 zeigt die Abdeckplatte mit dem eingepressten Zinkpol g in Seitenansicht und Fig. 6 das zusammengebaute Element im Schnitt. Durch einfaches Übereinandersetzen dreier solcher Elemente entsteht z. B. eine Taschenlampenbatterie.
Fig. 7 der Zeichnung zeigt eine solche Batterie. Die Zuleitung zum unteren Pol erfolgt mit Hilfe eines Kontaktstreifens k (Fig. 7 und 8), der durch eine isolierende Bodenplatte i gegenüber dem Gehäuse abisoliert und durch Schlitze in der Isolierhülle der einzelnen Elemente nach oben geführt ist. Die übereinander angeordneten Elemente können für jede Taschenlampenhülse verwendet werden. Der Kontaktstreifen k ist durch die Aussparungen h gegen ein Berühren der Metallhülse gesichert. Das fertige Einzelelement besteht aus drei Einzelteilen, von denen jeder in rationeller Weise als Massenprodukt hergestellt werden kann. Die Toleranzen können so gehalten werden, dass ein leichter Zusammenbau möglich ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Trockenelement, insbesondere Leclanchéelement, bei dem die positive Elektrode mit der Depolarisationsmasse aussen und die negative Elektrode innen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die positive Elektrode wannenförmig und mit einer Isolierhülle, insbesondere aus Kunststoff, überzogen ist und die Stromabnehmer so in Deckel und Boden der Hülle angebracht sind, dass sich beim Übereinanderlegen der Elemente eine Reihenschaltung ergibt.