DE2941749C2 - - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein galvanisches Element in Form einer Knopfzelle, deren metallisches Gehäuse mit einer bei einem bestimmten Zelleninnendruck ansprechenden Sollbruchstelle in Form einer Kerbe in der Gehäusewand versehen ist.The invention relates to a galvanic element in the form of a Button cell, its metallic housing with a particular one Appealing breaking point in the form of a notch in the housing wall is provided.

Bei galvanischen Elementen ist eine Vielzahl von Vorrichtungen zum Ab­ bau eines unzulässigen Überdrucks bekannt, beispielsweise werden Si­ cherheitsventile, Reißmembranen oder scharfkantige Spitzen vorgesehen, die durch Scheiben hindurchgetrieben werden. Bei allen diesen Sicher­ heitsvorrichtungen ist es schwierig, bei niedrigen Herstellungskosten eine gute Reproduzierbarkeit des Ansprechdrucks zu erzielen und gleichzeitig auch eine ausreichende Dichtigkeit des Elements zu erhalten. Sicher­ heitsventile, die beispielsweise dann öffnen, wenn die Kraft auf einen Ventilkörper den Gegendruck einer Feder überschreitet, sind verhältnis­ mäßig teuer und sie führen insbesondere oft zu Undichtigkeiten, bedingt durch die korrosiven Bestandteile des galvanischen Elements, beispiels­ weise den alkalischen Elektrolyten.In the case of galvanic elements, a large number of devices for the Ab construction of an impermissible overpressure known, for example, Si safety valves, tear membranes or sharp-edged tips provided, which are driven through disks. With all these sure It is difficult to use a device with a low manufacturing cost to achieve good reproducibility of the response pressure and at the same time also to maintain sufficient tightness of the element. Sure safety valves that open, for example, when the force is on you Valve body exceeds the counter pressure of a spring, are relationships moderately expensive and they often lead to leaks, conditionally through the corrosive components of the galvanic element, for example wise the alkaline electrolyte.

Reißmembranen bringen zwar materialmäßig einen geringeren Aufwand mit sich, es ist allerdings auch bei solchen Reißmembranen außerordentlich schwierig, zu gewährleisten, daß die Zerstörung bei einem bestimmten Druck erfolgt. Schließlich benötigen solche Sicherheitsvorrichtungen einen gewissen Raum, so daß bei vorgegebenem Gesamtvolumen das galvanische Element eine geringere Kapazität besitzt.Tear membranes bring less material in terms of material itself, however, it is also extraordinary with such tear membranes difficult to ensure that the destruction at a given time Printing takes place. After all, such safety devices need one certain space, so that the galvanic Element has a lower capacity.

Der US-PS 24 62 998 ist ein Primärelement zu entnehmen, bei dem als Sollbruchstelle sich kreuzende, durch Einschlagen eines Meißels in den Gehäuseboden erzeugte Kerben dienen.The US-PS 24 62 998 a primary element can be seen in which as Predetermined breaking point crossing, by driving a chisel into the Notches created in the housing base are used.

Solche einfache Kerben in den Wandungen haben den Nachteil, daß die Behälterwandung in Richtung der Kerbe aufreißt und somit nach dem Nachlassen des Drucks eine Öffnung erhalten bleibt, so daß beispielsweise der Elektrolyt des Elements auslaufen kann. Bei derartigen Einkerbungen in der Behälterwandung wird im Einprägungsbereich eine Materialver­ dichtung vorgenommen und bedingt durch diese Materialverdichtung lassen sich durch diese Maßnahmen ebenfalls keine reproduzierbaren Ansprech­ werte der Drucksicherung erzielen.Such simple notches in the walls have the disadvantage that the Tanks open in the direction of the notch and thus after the Release of the pressure leaves an opening, so that for example the element electrolyte may leak. With such notches  In the embossing area, a material ver seal and leave due to this material compression these measures also do not produce a reproducible response achieve pressure protection values.

In der GB-PS 15 41 029 ist bereits darauf hingewiesen, daß durch Ein­ schlagen erzeugte Kerbrillen im Gehäuse einer Rundzelle nicht genügend reproduzierbar ansprechen, und es wird dort vorgeschlagen, die durch Kaltverformung erzeugten Rillen bzw. Materialschwächungen einer Nach­ behandlung durch ein Glühverfahren zu unterziehen, d. h. die Zellenge­ häuse in einem weiteren aufwendigen Verfahrensschritt zu behandeln.In GB-PS 15 41 029 it is already pointed out that by one the generated goggles in the housing of a round cell do not beat enough address reproducibly, and it is suggested there by Cold deformation produced grooves or material weakening after one undergo treatment by an annealing process, d. H. the cell tightness to treat housing in a further complex process step.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein galvanisches Element in Form einer Knopfzelle mit einer Sollbruchstelle anzugeben, welche ohne hohen Aufwand herstellbar ist und dennoch eine hohe Zuverlässigkeit besitzt und die bei den verschiedensten elektrischen Systemen, seien es Nickel-Cadmium-Akkumulatoren oder Elemente mit organischem Elektroly­ ten, brauchbar sein soll.The invention is therefore based on the object of a galvanic element in the form of a button cell with a predetermined breaking point, which without high effort can be produced and still high reliability owns and the most diverse electrical systems, be it Nickel-cadmium batteries or elements with organic electroly ten should be useful.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Soll­ bruchstelle durch in den Gehäusedeckel oder Gehäuseboden durch materialabtragende Verfahren eingearbeitete Rillen gebildet ist. Die Rillen sind vorzugsweise etwa im Zentrum von Boden oder Deckel des Gehäuses angeordnet. Das galvanische Element besitzt ein rotationssymmetrisches oder prismatisches Gehäuse.This object is achieved according to the invention in that the target break through in the housing cover or housing base material-removing process incorporated grooves is formed. The grooves are preferably approximately in the center of the bottom or lid of the housing arranged. The galvanic element has a rotationally symmetrical one or prismatic housing.

Die Materialabtragung kann durch ein Fräsverfahren oder insbesondere durch Einbrennen mittels eines Laserstrahls hergestellt werden. Vorzugs­ weise wird diese Rille in die aus Stahl bestehenden Rohteile des Gehäu­ ses eingebracht und anschließend erfolgt das übliche Vernickeln der Ge­ häuseteile.The material can be removed by a milling process or in particular can be produced by baking using a laser beam. Preferential This groove becomes wise in the steel raw parts of the housing This is inserted and then the usual nickel plating of the Ge takes place parts of the house.

Besonders vorteilhaft ist es, die Materialschwächung bei einer Knopfzelle so anzubringen, daß die gebildete Rille gleichzeitig das übliche Polari­ tätssymbol der Zelle darstellt. Die Schwächung in Form des +Zeichens im Zellenboden oder Zellendeckel erfaßt sowohl die radiale als auch die tangentiale Komponente der Zugbeanspruchung im Boden oder Deckel. Selbstverständlich ist es möglich, die Rille auch in Form des Firmenzei­ chens in die Zellenwandung einzubringen. Das Einschneiden der Rille mittels einer Diamantscheibe, eines Gravierfräsers und insbesondere mit­ tels eines Laserstrahls ist auch bei hohen Stückzahlen geeignet und läßt eine große Wiederholgenauigkeit zu.It is particularly advantageous to weaken the material in a button cell to be attached so that the groove formed is at the same time the usual polar represents the cell's symbol. The weakening in the form of the + sign in Cell floor or cell cover covers both the radial and the  tangential component of the tensile stress in the floor or lid. Of course, it is also possible to have the groove in the form of the company logo chens into the cell wall. Cutting the groove by means of a diamond disc, an engraver and in particular with means of a laser beam is also suitable for large quantities and leaves great repeatability.

In der Figur ist der Gegenstand der Erfindung am Beispiel einer Nickel/ Cadmium-Knopfzelle mit einem Durchmesser von ca. 25 mm und einer Höhe von ca. 8 mm und einer Kapazität von 225 mAh schematisch erläu­ tert.In the figure, the subject of the invention using the example of a nickel / Cadmium button cell with a diameter of approx. 25 mm and one Height of approx. 8 mm and a capacity of 225 mAh tert.

Die Knopfzelle 1 ist mit nach oben gekehrtem Becher 2 dargestellt und läßt so die erfindungsgemäße Materialabtragung im Zentralbereich des Becherbodens - hier in der Form des + Zeichens - erkennen. Entlang der gekreuzten Rillen 3 ist die Wandstärke des Becherbodens um etwa die Hälfte reduziert.The button cell 1 is shown with the cup 2 turned upwards and thus shows the material removal according to the invention in the central region of the cup base - here in the form of the + sign. The wall thickness of the cup base is reduced by approximately half along the crossed grooves 3 .

In ihren übrigen Bauteilen, bestehend aus dem Deckel 4, der positiven Elektrode 5, der negativen Elektrode 6, dem Scheider 7 und Elektrolyt­ quellblatt 8, der Bodeneinlage 9, der Kontaktfeder 10 und dem Dich­ tungsring 11, weicht die dargestellte Zelle nicht von den handelsüblichen Ausführungen ab.In its other components, consisting of the cover 4 , the positive electrode 5 , the negative electrode 6 , the separator 7 and electrolyte source sheet 8 , the bottom insert 9 , the contact spring 10 and the device ring 11 , the cell shown does not deviate from the commercially available Executions from.

Eine solche übliche Knopfzelle besitzt beispielsweise einen Berstdruck von ca. 60 bar. Bei diesem Berstdruck wird der Zellendeckel explosionsartig abgesprengt. Gemäß Erfindung ist im Zellenbecher das dort üblicherweise vorgesehene + Zeichen so eingearbeitet, daß eine Wandstärke von 0,05 mm verbleibt, bei einer übrigen Wandstärke des Bechers von ca. 0,35 mm. Bei dieser Restwandstärke von 0,05 mm öffnet sich die Sollbruchstelle ohne heftige Reaktion schon bei einer Druckbelastung von 15 bar. Bei einer Restwandstärke von 0,1 mm liegt der Ansprechdruck bei ca. 25 bar.Such a conventional button cell has, for example, a burst pressure of approx. 60 bar. At this burst pressure, the cell cover becomes explosive blown off. According to the invention, this is usually there in the cell cup provided + characters incorporated so that a wall thickness of 0.05 mm remains, with a remaining wall thickness of the cup of approx. 0.35 mm. At This residual wall thickness of 0.05 mm opens the predetermined breaking point without violent reaction even at a pressure load of 15 bar. At a Residual wall thickness of 0.1 mm, the response pressure is approx. 25 bar.

Claims (3)

1. Galvanisches Element in Form einer Knopfzelle, deren metallisches Gehäuse mit einer bei einem bestimmten Zelleninnendruck anspre­ chenden Sollbruchstelle in Form einer Kerbe in der Gehäusewandung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle durch in den Gehäusedeckel oder Gehäuseboden durch materialabtragende Verfahren eingearbeitete Rillen gebildet ist.1. Galvanic element in the form of a button cell, the metallic housing is provided with a target breaking point responding at a certain cell pressure in the form of a notch in the housing wall, characterized in that the predetermined breaking point is formed by grooves incorporated into the housing cover or housing base by material-removing processes . 2. Galvanisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen mittels Laser oder Gravierfräser eingearbeitet sind.2. Galvanic element according to claim 1, characterized in that the grooves are machined using a laser or engraver. 3. Galvanisches Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rillen in Form eines Firmenzeichens angeordnet sind.3. Galvanic element according to claim 1 or 2, characterized records that the grooves are arranged in the form of a logo are.