BRPI0605931B1 - "acumulador com uma carcaça de baterias dividida em recipientes de células" - Google Patents
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Abstract
acumulador. a presente invenção refere-se a um acumulador (6) com uma carcaça de baterias subdividida em recipientes de células, com uma pluralidade de placas de eletrodo positivas e negativas que são separadas por separadores e são empilhadas paralelamente para formar pilhas de placas de eletrodos, e com uma tampa inferior (8) que fecha de modo estanque os recipientes de células, o acumulador tem aberturas (9) na tampa inferior (8) para os recipientes de células, e as aberturas (9) desembocam em um sistema de canal de desgaseificação (1) assentado na tampa inferior (8). elevações anulares (18) são formadas na tampa inferior (8), adjacentes a cada abertura (9). o sistema de canal de desgaseificação (1) tem meios de fixação (12, 21, 22), a fim de apertar o sistema de canal de desgaseificação (1) na tampa inferior (8), de tal modo que com as elevações (18), através de pressão de superfície ocorre uma vedação das aberturas (9) em relação ao sistema de canal de desgaseificação (1).
Description
(54) Título: ACUMULADOR COM UMA CARCAÇA DE BATERIAS DIVIDIDA EM RECIPIENTES DE CÉLULAS (51) lnt.CI.: H01M 2/04; H01M 2/12; H01M 10/52 (30) Prioridade Unionista: 10/05/2005 DE 10 2005 021421.5 (73) Titular(es): VB AUTOBATTERIE GMBH & CO KGAA (72) Inventor(es): HANS MÜHE
1/10
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para ACUMULADOR COM UMA CARCAÇA DE BATERIAS DIVIDIDA EM RECIPIENTES DE CÉLULAS.
[001] A presente invenção refere-se a um acumulador com uma carcaça de baterias dividida em recipientes de células, com uma infinidade de placas de eletrodo positivas e negativas empilhadas para formar pilhas de placas de eletrodos paralelamente, uma ao lado da outra, separadas uma da outra por separadores, e com uma tampa inferior que fecha de modo estanque os recipientes de células, sendo que a tampa inferior tem aberturas para os recipientes de células, e as aberturas desembocam em um sistema de canal de desgaseificação assentado na tampa inferior.
[002] Acumuladores desse tipo são conhecidos, em particular, como acumuladores de chumbo para baterias de partida em veículos automotores.
[003] Durante a operação de acumuladores forma-se gás, que precisa ser desviado dos recipientes de célula. Para isso estão previstas aberturas nos recipientes de célula para cima, que desembocam em um sistema de câmaras de desgaseificação. O sistema de câmaras de desgaseificação está ramificado por uma infinidade de almas de desvio de tal modo que é formado um labirinto para o líquido eletrolítico, que pode escorrer para o espaço oco através das aberturas dos recipientes de células. O eletrólito também é arrastado junto na corrente de gás, e pode colidir nas almas de desvio e condensar ali. O sistema de canal de desgaseificação, nesse caso, tem um tipo de declive, de tal modo que, o líquido eletrolítico pode fluir de volta novamente para o recipiente de células.
[004] Na patente EP 1 901 356 é conhecido um acumulador com régua de cobertura contínua, que fecha as aberturas de enchimento e no estado assentado, libera aberturas de desgaseificação para as célu2/10
Ias individuais. Em cada abertura de enchimento está disposta uma parte de tubo deslocável, que com a régua de cobertura assentada é deslocada na direção do interior da célula, e libera, pelo menos, uma abertura de desgaseificação. Durante o levantamento da régua de cobertura, a parte de tubo deslocável se encaixa em uma posição final superior, e fecha, com isso, a abertura de desgaseificação. A vedação, nesse caso, é efetuada em superfícies de vedação em formato de cone da seção do tubo.
[005] Da patente EP 1 017 119 A1 é conhecido um acumulador, no qual as aberturas de enchimento em uma tampa inferior de um recipiente de células de bateria são fechadas com um elemento do canal de desgaseificação, que é assentado sobre a tampa inferior e possui peças de tubo com válvulas de desgaseificação para a introdução nas aberturas. As peças de tubo são travadas com ganchos de encaixe elásticos, que no espaço interno das células são travados com a parede de abertura. A vedação da abertura ocorre, nesse caso, radialmente, com auxílio de um encaixe forçado das peças de tubo que se projetam para dentro das aberturas.
[006] Da patente US 4.348.466 é conhecido um acumulador, no qual um sistema de canal de gaseificação é assentado nas aberturas para a tampa inferior que apresenta recipientes de células. Por outro lado, a vedação das válvulas de desgaseificação em forma de tubo que se projetam para dentro da abertura ocorre radialmente, todavia com auxílio de anéis de vedação circundantes na parede externa das peças de tubo.
[007] Também da patente US 3.597.280 é conhecido um acumulador com sistema de canal de desgaseificação assentado, no qual o sistema de canal de desgaseificação é assentado com auxílio de tampões da válvula nos recipientes de células que se projetam na abertura. A vedação e a fixação do sistema de canal de desgaseificação nos
3/10 recipientes de células ocorre por meio de assento de pressão dos tampões da válvula nas aberturas. Um problema no caso desses acumuladores tradicionais é a vedação das aberturas na tampa inferior para o sistema de canal de desgaseificação, em virtude de tolerâncias de fabricação.
[008] Por isso, é tarefa da invenção criar um acumulador aperfeiçoado de acordo com o gênero, no qual seja assegurado um assento seguro e vedado do sistema de canal de desgaseificação assentado posteriormente.
[009] A tarefa é solucionada com um acumulador do gênero de acordo com a invenção, pelo fato de que, na tampa inferior, adjacente a, respectivamente, uma abertura estão moldadas elevações de formato anular, e o sistema de canal de desgaseificação tem meios de fixação, a fim de apertar o sistema de canal de desgaseificação fixamente na tampa inferior, de tal modo que com as elevações, através de pressão de superfície ocorre uma vedação das aberturas em relação ao sistema de canal de desgaseificação.
[0010] Em oposição à vedação radial tradicional na parede interna da abertura, é sugerido efetuar a vedação no lado superior da tampa inferior circundando em torno da abertura, com auxílio de uma pressão de superfície do sistema de canal de desgaseificação sobre a tampa inferior. Também no caso de um deslocamento das superfícies de contato da vedação, em virtude de tolerâncias de fabricação, nesse caso, ainda é assegurando um assento vedado do sistema de canal de desgaseificação na tampa inferior. A fim de obter a vedação da abertura com uma pressão de superfície, estão previstas as elevações de formato anular na tampa inferior adjacentes, respectivamente, a uma abertura, que durante o aperto do sistema de canal de desgaseificação sobre a tampa inferior, providenciam um contato vedado da elevação de formato anular com o sistema de canal de desgaseificação.
4/10 [0011] De preferência, no sistema de canal de desgaseificação estão previstas vedações que correspondem às elevações. De forma alternativa ou adicional, as elevações também podem ser vedações especiais. Nesse caso, as vedações podem ser formadas, de preferência, de um material flexível, a fim de serem pressionadas sobre a tampa inferior durante o aperto do sistema de canal de desgaseificação e, nesse caso, vedarem. É particularmente vantajoso que, as vedações sejam injetadas no processo de dois componentes, no material da tampa inferior ou superior.
[0012] O sistema de canal de desgaseificação tem, de preferência, um espaço oco entre um fundo e a tampa superior, e almas de desvio para a formação do sistema de canal, que se estendem entre o fundo e a tampa superior.
[0013] Em uma forma de execução preferida, estão previstos ganchos de encaixe elásticos no fundo do sistema de canal de desgaseificação, para o encaixe nas respectivas aberturas na tampa inferior, que se estendem para baixo, para longe do espaço oco. O comprimento dos ganchos de encaixe elásticos, nesse caso, é dimensionado exatamente de tal modo que, durante o assentamento do sistema de canal de desgaseificação na tampa superior, os ganchos de encaixe elásticos que se projetam para dentro das aberturas são travados com a tampa inferior, e asseguram uma pressão de superfície suficiente para a vedação das aberturas. Devido ao aperto do sistema de canal de desgaseificação na área das aberturas com a tampa inferior, de forma vantajosa, é assegurada uma pressão de superfície na área das aberturas, que é independente da rigidez do sistema de canal de desgaseificação e da tampa inferior.
[0014] As aberturas na tampa inferior possuem, de preferência, tubulações que se projetam para dentro dos recipientes de células. Essas tubulações têm a vantagem que, em particular, em ligação com os
5/10 ganchos de encaixe elásticos é obtido um assentamento facilitado do sistema de canal de desgaseificação na tampa inferior, e um aperto dos ganchos de encaixe elásticos nas extremidades inferiores das tubulações.
[0015] Também é particularmente vantajoso que, na tampa inferior estejam previstas paredes que se estendem para cima, para longe dos recipientes de células, com saliências de travamento e/ou ranhuras de encaixe. Nesse caso, o sistema de canal de desgaseificação tem ganchos de encaixe elásticos e/ou saliências de guia que correspondem com saliências de travamento e/ou ranhuras de encaixe, a fim de apertar ou fixar o sistema de canal de desgaseificação na tampa inferior. [0016] A seguir, a invenção será esclarecida em detalhes, com auxílio dos desenhos anexos a título de exemplo. São mostrados:
figura 1 uma vista de cima sobre um sistema de canal de desgaseificação com almas de desvio que formam um labirinto;
figura 2uma vista de cima sobre um acumulador de chumbo com seis aberturas que desembocam em um respectivo recipiente de células, sem sistema de canal de desgaseificação;
figura 3 uma vista explodida da seção transversal do sistema de canal de desgaseificação da figura 1;
figura 4 uma vista lateral do sistema de canal de desgaseificação da figura 1;
figura 5uma vista em corte da tampa inferior do acumulador de chumbo da figura 2, com o sistema de canal de desgaseificação assentado;
figura 6um corte longitudinal parcial através do acumulador da figura 2 com o sistema de canal de desgaseificação assentado;
figura 7 uma vista em corte de um recorte do sistema de canal de desgaseificação em torno de uma vedação que circunda a abertura de desgaseificação na parte inferior do sistema de canal de des6/10 gaseificação, e elevação na tampa inferior do acumulador;
figura 8 uma vista em corte de um recorte do sistema de canal de desgaseificação em torno de uma elevação que circunda uma abertura de desgaseificação na parte superior do sistema de canal de desgaseificação, e vedação na tampa inferior do acumulador;
figura 9 uma vista em corte parcial de uma segunda forma de execução do acumulador com o sistema de canal de desgaseificação apertado;
figura 10 uma vista em corte parcial de uma terceira forma de execução do acumulador com o sistema de canal de desgaseificação apertado.
[0017] A figura 1 permite reconhecer uma vista em corte de um sistema de canal de desgaseificação 1 como vista de cima. O sistema de canal de desgaseificação 1 de formato retangular tem, na circunferência externa, paredes externas 2, bem como, uma infinidade de almas de desvio 3, que se estendem do fundo 4 do sistema de canal de desgaseificação 1 para cima, para uma tampa superior. As almas de desvio 3 servem para a retenção de eletrólito em posições inclinadas e de tombamento do acumulador, quando o eletrólito escoa para o espaço oco no sistema de canal de desgaseificação 1, através das aberturas de desgaseificação 5. Isto está esboçado de forma exemplar por meio das setas.
[0018] A figura 2 permite reconhecer uma vista de cima sobre o acumulador 6 com um pólo positivo e um pólo negativo 7a, 7b para a conexão elétrica. O acumulador 6 está dividido em seis recipientes de células. Na tampa superior 8 do acumulador 6 estão previstas aberturas 9, as quais desembocam nos recipientes de células. No exemplo de execução representado está prevista uma abertura 9 por recipiente de células. Mas também são concebíveis outras formas de execução alternativas, nas quais estão previstas duas, três ou mais aberturas por
7/10 recipiente de células. Em particular, é possível uma forma de execução, na qual estão previstas aberturas de enchimento e de controle que podem ser fechadas com tampões, separadas de aberturas de desgaseifi cação.
[0019] No caso do acumulador está previsto colocar o sistema de canal de desgaseificação (1) separado sobre a tampa superior 8 do acumulador 6, e nesse caso, fechar as aberturas 9.
[0020] A figura 3 deixa reconhecer uma vista da seção transversal do sistema de canal de desgaseificação 1, que é composto de uma parte inferior 10 e de uma parte superior 11. A parte superior 11, nesse caso, é soldada com a parte inferior 10, ou é unida vedada de qualquer outra forma. A partir da parte inferior 10, se estendem ganchos de encaixe elásticos 12 para baixo. Esses ganchos estão dispostos e alinhados de tal modo que, eles se projetam para dentro de uma abertura 9 respectivamente coordenada, e ali são travados com a tampa inferior 8 do acumulador 6. Os ganchos de encaixe elásticos 12 são formados como uma peça de tubo de formato cilíndrico por abertura 9, ou de vários ganchos de encaixe elásticos 12 dispostos em uma pista circular com intervalo um do outro.
[0021] Além disso, pode ser reconhecido que, na abertura de desgaseificação circundada pelos ganchos de encaixe elásticos 12 está prevista uma válvula de desgaseificação 13 com uma peça de tubo que se projeta para baixo na direção dos recipientes de células, e uma peça de tubo que se projeta para cima na direção da parte superior 11. A válvula de desgaseificação 13 possibilita a saída de gás também, então, quando no sistema de canal de desgaseificação 1 o eletrólito que saiu através da abertura de retorno flui de volta para a célula.
[0022] Além disso, está esboçado um canal de desvio de gás 14, através do qual, por meio de um elemento de proteção contra ignição 15 o gás é conduzido para fora, para o ambiente.
8/10 [0023] Da figura 3, além disso, pode ser reconhecido que, no lado inferior do sistema de canal de desgaseificação 1 por abertura está previsto um elemento de vedação 16 de formato anular, que circunda os ganchos de encaixe elásticos 12.
[0024] A figura 4 permite reconhecer mais uma vez uma vista lateral do sistema de canal de desgaseificação 1 não recortada.
[0025] Da figura 5 pode ser reconhecido que, o sistema de canal de desgaseificação 1 é assentado na tampa inferior 8 do acumulador 6 de tal modo que os ganchos de encaixe elásticos 12 se projetam para dentro das aberturas 9. As aberturas 9 possuem uma peça de tubo 17 que se projeta para baixo, respectivamente no recipiente de células, e uma elevação 18 em formato de rebordo no lado superior da tampa inferior 8. A elevação 18 em formato de rebordo circunda a abertura 8 completamente e veda a abertura 9 para fora, se o sistema de canal de desgaseificação 1, com auxílio de ganchos de encaixe elásticos que se encaixam na peça de tubo 17 for apertado na tampa inferior 8. Então, a elevação 18 em formato de rebordo está assentada sobre o elemento de vedação 16 em formato de anel, e em virtude da pressão de superfície assegurada, os ganchos de encaixe elásticos 12 providenciam um assento vedado.
[0026] A figura 6 deixa reconhecer uma vista em corte longitudinal através do acumulador 6 com o sistema de canal de desgaseificação 1 assentado. É evidente que, os elementos de vedação 16 em formato de anel, que de preferência, são flexíveis, são pressionados fixamente sobre as elevações 18 em formato de rebordo e, com isso, asseguram uma vedação da abertura 9 em relação ao espaço externo envolvente. Os recipientes de células, com isso, são abertos somente através de válvulas de desgaseificação 13 na direção do espaço oco do sistema de canal de desgaseificação 1. Com auxílio das almas de desvio 3 o eletrólito é mantido afastado pelo elemento de proteção contra ignição
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15, e por meio do elemento de proteção contra ignição 15 pode fluir gás através do canal de desvio de gás 14 para fora para o ambiente. [0027] A figura 7 deixa reconhecer uma vista em corte de um recorte de tal modo que, com ganchos de encaixe elásticos 12 que circundam sua abertura 9 e se projetam para baixo, estão encaixados parcialmente na peça de tubo 17 da tampa inferior 8. Se o sistema de canal de desgaseificação 1 estiver assentado completamente sobre a tampa inferior 8, os ganchos de encaixe elásticos 12 travam com suas asas na extremidade inferior no canto inferior da peça de tubo 17.
[0028] Pode ser reconhecido que, na abertura 9 estão previstas válvulas de desgaseificação 13 na direção do espaço oco do sistema de canal de desgaseificação 1, a fim de manter o máximo possível na célula o eletrólito que escoa também no caso de tombamento do acumulador, e todavia, possibilitar um desvio de gás liberado.
[0029] Na forma de execução representada está prevista uma elevação 18 em formato de rebordo, que circunda a abertura 9 em formato de anel na tampa inferior 6. No lado inferior da tampa inferior está disposto um elemento de vedação 16 correspondente flexível, em formato de anel, que é pressionado sobre a elevação 18 em formato de rebordo, quando o sistema de canal de desgaseificação 1 está assentado fixamente sobre a tampa inferior 8.
[0030] A figura 8 deixa reconhecer uma forma de execução ligeiramente modificada em relação à figura 7. A única diferença é que, no lado superior da tampa inferior 8 está disposto o elemento de vedação 16 em formato de anel, e atua em conjunto com uma elevação 18 em formato de rebordo, que se estende em formato de anel no lado inferior da parte inferior 10 do sistema de canal de desgaseificação 1, e cujo raio é escolhido, de preferência, de tal modo que, essa parte corresponde ao raio médio do elemento de vedação 16 em formato de anel. [0031] A figura 9 deixa reconhecer uma segunda forma de execu10/10 ção do acumulador 6, no qual estão previstas paredes 20 que se projetam para cima, para longe dos recipientes de células, com saliências de travamento 19 na tampa inferior 8. O sistema de canal de desgaseificação 1 tem saliências de encaixe 21 ou ganchos de encaixe elásticos 22, que correspondem com as saliências de travamento 19, a fim de apertar o sistema de canal de desgaseificação 1 com pressão de superfície suficiente na área das aberturas, para as elevações 18 em formato de rebordo previstas ali. O sistema de canal de desgaseificação 1, nesse caso, é encaixado simplesmente na cavidade do acumulador 6 formada através das paredes 20, e ali é travado.
[0032] A figura 10 deixa reconhecer uma terceira forma de execução do acumulador 6, no qual nos dois lados de fixação estão previstas saliências de travamento 19 nas paredes 20 que se projetam para cima, para longe dos recipientes de células da tampa inferior 8. Nos cantos laterais do sistema de canal de desgaseificação 1, adjacentes às saliências de travamento 19 estão previstos ganchos de encaixe elásticos 22 que atuam em conjunto com as saliências de travamento 19, que em virtude de sua força de mola direcionada sob as saliências de travamento 19 para fora, para longe do canto lateral do sistema de canal de desgaseificação 1, encaixam as molas ali, quando o sistema de canal de desgaseificação 1 é colocado na cavidade da tampa do acumulador, isto é, entre as paredes 20.
[0033] Nas figuras 9 e 10, além disso, pode ser visto o gás do canal de desvio 14 que sai lateralmente do sistema de canal de desgaseificação 1.
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Claims (9)
- REIVINDICAÇÕES1. Acumulador (6) com uma carcaça de baterias dividida em recipientes de células, com uma infinidade de placas de eletrodo positivas e negativas empilhadas para formar pilhas de placas de eletrodos paralelamente, umas ao lado das outra, separadas umas das outras por separadores, e com uma tampa inferior (8) que fecha de modo estanque os recipientes de células, sendo que a tampa inferior (8) tem aberturas (9) para o recipiente de células, e as aberturas (9) desembocam em um sistema de canal de desgaseificação (1) assentado na tampa inferior (8), caracterizado pelo fato de que na tampa inferior (8), adjacente a, respectivamente, uma abertura estão moldadas elevações (18) de formato anular, e o sistema de canal de desgaseificação (1) tem meios de fixação (12, 21, 22), a fim de apertar o sistema de canal de desgaseificação (1) fixamente na tampa inferior (8), de tal modo que com as elevações (18), através de pressão de superfície ocorre uma vedação das aberturas (9) em relação ao sistema de canal de desgaseificação (1).
- 2. Acumulador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que no sistema de canal de desgaseificação (1) estão previstas vedações que correspondem às elevações (18).
- 3. Acumulador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as elevações (18) são vedações.
- 4. Acumulador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que as vedações são anéis de vedação flexíveis.
- 5. Acumulador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que as vedações são injetadas no processo de dois componentes.
- 6. Acumulador, de acordo com qualquer uma das reivindi2/2 cações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o sistema de canal de desgaseificação (1) tem um espaço oco entre um fundo (4) e uma tampa superior (11), e almas de desvio (3) que formam o sistema de canal de desgaseificação estão dispostas entre o fundo (4) e a tampa superior (8).
- 7. Acumulador, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por ganchos de encaixe elásticos (12) que se estendem para longe do espaço oco no fundo (4) do sistema de canal de desgaseificação (1) para o encaixe nas respectivas aberturas (9) na tampa inferior (8) para baixo, cujos comprimentos são dimensionados de tal modo que, durante o assentamento do sistema de canal de desgaseificação (1) na tampa inferior (8) os ganchos de encaixe elásticos (12) que se projetam para dentro das aberturas (9) são travados com a tampa inferior (8), e asseguram uma pressão de superfície suficiente para a vedação da abertura (9).
- 8. Acumulador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que as aberturas (9) possuem tubulações que se projetam para dentro do recipiente de célula na tampa inferior (8).
- 9. Acumulador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que na tampa inferior (8) se encontram paredes (20) que se estendem para cima, para longe dos recipientes de células, com saliências de travamento (19) ou ranhuras de encaixe (23), as quais apertam o sistema de canal de desgaseificação (1) com ganchos de encaixe elásticos (22) correspondentes ou com saliências de guia (21) na tampa inferior (8).
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