Vorrichtung an einem Vielzellen-Akkumulator zum Füllen einer Mehrzahl von Zellen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einem Vielzellen-Akkumulator zum Füllen einer Mehrzahl von Zellen mit Flüssigkeit auf ein vorgegebenes Sollniveau innerhalb der einzelnen Zellen, und stellt eine weitere Ausführungsform der im Hauptpatent beschriebenen Füllvorrichtung dar.
Seit der Entwicklung der elektrischen Anwurfvorrich- tung für Automobile waren die Bestrebungen stets darauf gerichtet, den dafür notwendigen Akkumulator leichter zu bauen ohne Beeinträchtigung der zum Anwerfen des Motors benötigten Leistung. Die Fortschritte in der Verarbeitung von Hartgummi und säurebeständigen Kunststoffen haben es ermöglicht, die einen Strom liefernden Einzelelemente in einem Block zusammenzu bauen, wobei jedes Element durch einen Deckel mit einer Öffnung zum erstmaligen Einfüllen des Elektrolyten versehen ist.
Jede dieser Öffnungen muss mit einem Stopfen verschlossen werden, um nicht nur ein Entwei chen der beim Laden des Akkumulators entstehenden Säurenebel aus dem Element in die Atmosphäre, son dern auch einen Verlust der Elektrolyt-Flüssigkeit infolge Erschütterungen zu verhindern. Ein Teil dieser Flüssig keit verdunstet im Laufe der Zeit und muss durch destilliertes Wasser ersetzt werden. Zu diesem Zweck müssen bei jeder Wartung des Akkumulators sämtliche Stopfen der einzelnen Zellen entfernt werden. Bei einem 12-Volt-Akkumulator müssen beispielsweise sechs Stop fen entfernt und nach der Wartung wieder eingeschraubt werden.
Um für diese Wartungsarbeit eine Erleichterung zu erzielen, sind bereits Konstruktionen bekannt, bei denen die einzelnen Stopfen miteinander verbunden sind, so dass sie alle gleichzeitig mit einem Handgriff entfernt werden können. Es ist jedoch auch bei dieser Konstruk tion immer noch erforderlich, jede Zelle einzeln mit destilliertem Wasser auf das vorgeschriebene Niveau aufzufüllen.
Die vorliegende Erfindung verfolgt daher das Ziel, diese Wartungsarbeit noch weiter zu vereinfachen, wo durch es ermöglicht werden soll, durch Entfernung nur eines Stopfens alle Zellen eines Akkumulators gleichmäs- sig auf ein vorgeschriebenes Flüssig keits-Sollniveau auf- zufüllen, wobei gleichzeitig ein Überfüllen der einzelnen Zellen ausgeschlossen ist.
Die vorliegende, diese Forde rung erfüllende Vorrichtung an einem Vielzellen-Akku- mulator zum Füllen einer Mehrzahl von Zellen ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die jeden Zelleneinlass nach aussen abschliessenden und miteinan der verbundenen Räume einen gemeinsamen sich über sämtliche Zellen erstreckenden und zur Aufnahme eines Flüssigkeitsvorrates eingerichteten Raum bilden, der mit der gemeinsamen Einfüllstelle verbunden ist, und in den die in jede Zelle bis zur Höhe des Flüssigkeits-Sollni- veaus hineinragenden,
während des Füllens zur Entlüf tung mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Rohre münden, die gleichzeitig zum Füllen der Zellen dienen.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann dieser Raum zur Aufnahme der Flüssigkeit von den Deckeln der nebeneinander angeordneten Zellen und von einem alle Zellen überspannenden Deckel umschlossen sein, der Luft- und flüssigkeitsdicht mit dem Blockkasten verbun den ist, in dem die einzelnen Zellen enthalten sind. Diese Deckel können jeder für sich eine Zelle abschliessen, sie können aber auch in weiterer Ausgestaltung der Erfin dung ein gemeinsames Teil bilden, das den Raum nach unten abschliesst. Ebenso ist es auch möglich, dass die ein Teil bildenden, die einzelnen Zellen abschliessenden Deckel und der den ganzen Blockkasten überspannende Deckel aus einem Teil hergestellt werden, welcher somit den die Flüssigkeit aufnehmenden Raum bildet.
Die Zuleitungen zu den einzelnen Zellen können in bevorzugter Ausführung der Erfindung von senkrecht durch die Deckel geführten Rohren gebildet werden, deren Unterkanten jeweils auf der Sollniveau-Linie inner halb der Zellen im Abstand a vom Boden des Zellen deckels liegen und deren obere Kanten mit dem Abstand b von der Oberseite der Deckel in den Raum, der die Flüssigkeit aufnimmt, hineinragen.
Die Einfülleinrichtung kann bevorzugt aus einem in den genannten Raum hineinragenden Rohr bestehen, das oberhalb der Oberseite der Zellendeckel tiefer endigt als die Zuleitungsrohre zu den einzelnen Zellen und das zweckmässig von einem U-förmig ausgebildeten Entlüf tungsrohr durchzogen sein kann.
Innerhalb der Zuleitungsrohre zu den einzelnen Zel len können vorteilhaft Schwimmer vorgesehen sein, die zur Anzeige des Füllstandes innerhalb der Zelle dienen und die gleichzeitig auch so ausgebildet werden können, dass sie durch ihre jeweilige Eintauchtiefe erkennen lassen, ob ein Akkumulator entladen ist.
Wenn beim Einbau eines derartigen Akkumulators im Fahrzeug oder ähnliches sehr beengte Raumverhält nisse vorliegen, ist es in vorteilhafter Weise auch möglich, den die Flüssigkeit aufnehmenden Raum oberhalb des Akkumulators auf das geringstmögliche Mass zu be schränken und ein weiteres Gefäss mit grösserem Raum inhalt neben oder oberhalb des Akkumulators anzuord nen, welche beiden Räume sodann luftdicht miteinander verbunden werden und das Einfüllen der Flüssigkeit in das separat angeordnete grössere Gefäss erfolgt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der einzigen Zeichnung näher erläutert.
Die einzelnen Akkumulatorzellen 11 sind in einem Blockkasten 10 vereint und jede Zelle ist durch einen Deckel 2 abgeschlossen. Dies können einzelne Deckel sein, sie können aber auch einen gemeinsamen Teil bilden, der alle Zellen zugleich abschliesst. Der Blockka sten 10 ist durch einen alle Zellen überspannenden Deckel 4 luft- und flüssigkeitsdicht abgeschlossen, so dass dieser Deckel und die Deckel der einzelnen Zellen zusammen einen Raum 1 umschliessen, in den die Flüssigkeit, z.B. der Elektrolyt durch eine einzige Einfüll- einrichtung eingefüllt wird.
Ebenso ist auch eine solche Ausbildung möglich, bei der der Deckel 4 und die Zellendeckel 2 als zusammenhängender Teil ein Gefäss bilden, das den Raum zur Aufnahme der Flüssigkeit umschliesst. Jeder Deckel 2 der einzelnen Zellen ist von einem Rohr 3 durchzogen, das Luft- und flüssigkeitsdicht mit diesem Deckel verbunden ist. Die Unterkante jedes Rohres endigt im Abstand a vom Boden des Deckels 2 auf der Sollniveau-Linie innerhalb der Zellen und die obere Kante des Rohres ragt mit dem Abstand eb von der Oberseite des Deckels 2 in den Raum 1 hinein.
Die einzige Einfülleinrichtung zur Flüssigkeitszuleitung zu allen Zellen besteht aus einem in den Raum 1 hineinra genden Rohr 5, das oberhalb des Deckels 4 trichterför mig erweitert ist und das nach Beendigung des Einfüllens von einer Kappe 6 abgeschlossen wird. Ein Schenkel eines U-förmig ausgebildeten Entlüftungsrohres 7 durch zieht das Rohr 5 und der zweite Schenkel verläuft ausserhalb des Rohres 5 senkrecht nach oben und endigt oberhalb des Flüssigkeitsniveaus in dem Raum 1.
Der Abstand c von der Unterkante des Einfüllrohres 5 bis zur Oberseite der Zellendeckel 2 ist kleiner als die Distanz b , mit der die Zuleitungsrohre 3 über den Zellendeckel 2 hinaus nach oben ragen.
Durch diese Anordnung und durch die Bemessung der Durchström- querschnitte in dem Einfüllrohr 5 und dem Zuleitungs rohr 3 jeder Zelle, wobei der freie Ringquerschnitt innerhalb des Rohres 5 kleiner ist als der Ringquer schnitt innerhalb des Zuleitungsrohres 3, wird erreicht, dass ein kontrollierbarer Zufluss gewährleistet ist, denn die in den einzelnen Zellen beim Einfüllen verdrängte Luft muss durch den gleichen Ringquerschnitt des Roh res 3 entweichen und gelangt über das Entlüftungsrohr 7 nach aussen. Das Einfüllrohr 5 ist ferner mit einer Markierung 8 versehen, die anzeigt, bis zu welchem Niveau der Raum 1 im betriebsbereiten Zustand des Akkumulators gefüllt werden soll.
Die Füllung der einzelnen Zellen ist demnach beendet, wenn das Flüssig keitsniveau an der Markierung 8 konstant bleibt. Das Einfüllrohr 5 ist ferner oben durch eine Kappe 6 abgeschlossen, um zu verhindern, dass die noch in dem Rohr 5 verbleibende Flüssigkeit durch Erschütterungen oder durch Neigung des ganzen Akkumulators ausflies sen kann.
Um ein Entweichen der beim Laden des Akkumulators entstehenden Gase zu ermöglichen, muss in der Kappe 6 eine Öffnung vorhanden sein, die den Durchtritt von Gasen, nicht aber von Flüssigkeit oder Flüssigkeitsnebel erlaubt. In jedem Zuleitungsrohr 3 ist zur Anzeige des Füllstandes innerhalb der Zelle jeweils ein Schwimmer 9 angeordnet, der eine grössere Länge aufweist, als das Rohr 3. Dieser Schwimmer ist so ausgewählt, dass er beim Absinken bis zur Oberkante des Rohres 3 anzeigt, dass wieder Flüssigkeit nachgefüllt werden muss.
Er kann ausserdem in seinem Gewicht so ausgewählt werden, dass er absinkt, wenn die Säuredich te, die dem spezifischen Gewicht des Elektrolyten im entladenden Zustand des Akkumulators entspricht, er reicht ist, so dass er durch sein Absinken anzeigt, dass entweder der Akkumulator entladen ist oder, dass Flüs sigkeit, d.h. Elektrolyt nachgefüllt werden muss. Die Feststellung ist einfach, denn wenn das Flüssigkeitsni veau nach Auffüllen von Flüssigkeit bis zur Marke 8 konstant bleibt, ohne dass der Schwimmer das Erreichen des vorgeschriebenen Niveaus in der Zelle anzeigt, so bedeutet dies, dass die betreffende Zelle entladen ist.
Der Schwimmer 9 wird zweckmässig einer wasserabstossen- den Behandlung unterworfen, so dass ein Festhaften innerhalb des Rohres 3 vermieden wird.
Das Füllen des Akkumulators geschieht in jedem Falle nur durch das Einfüllrohr 5. Dabei gelangt die Flüssigkeit zunächst in den Raum 1, bis ein Niveau mit der Höhe b erreicht ist, so dass es durch die Zulei tungsrohre 3 in die einzelnen Zellen gelangt. Da der freie Querschnitt des Rohres 5 kleiner ist als derjenige des Rohres 3, kann die in den einzelnen Zellen verdrängte Luft entweichen. Ist das geforderte Niveau innerhalb der Zellen erreicht, welches durch die Unterkante des Zulei tungsrohres 3 bestimmt ist, so verhindert die in der Zelle eingeschlossene Luft ein weiteres Nachfliessen der Flüs sigkeit.
Wenn dies bei allen Zellen eingetreten ist, füllt sich auch das Zuleitungsrohr 3 mit Flüssigkeit und diese steigt über die Deckel 2 hinaus, bis bei Erreichen eines Niveaus entsprechend der Markierung 8 am Einfüllrohr 5 das Füllen beendet wird. Die Entlüftung des Raumes 1 kann ausser durch ein Entlüftungsrohr 7 auch durch ein weiteres Loch im Deckel 4 durchgeführt werden, welches nach Beendigung des Füllens durch einen getrennten Verschluss abgeschlossen wird.