DE1671875A1

DE1671875A1 - accumulator

Info

Publication number: DE1671875A1
Application number: DE19641671875
Authority: DE
Inventors: Hermann Papst
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-07-18
Filing date: 1964-07-18
Publication date: 1971-12-23
Also published as: DE1671875B2

Description

A k k u m u 1 a t o r Die Erfindung betrifft einen Akkumulator, der eine niedrigere Bauhöhe, korrosionssichere, robuste Anschlüsse, austauschbare Plattensätze hat.A k k u m u 1 a t o r The invention relates to an accumulator which a lower overall height, corrosion-proof, robust connections, exchangeable plate sets Has.

Bei den bekannten Akkumulatoren befinden sich die Außenanschlüsse oben über den Platten. Das hat eine relativ große Bauhöhe zur Folge, da die Querverbindung zwischen den einzelnen Platten sich über diesen zum Außenanschluß nach oben hin fortsetzt. Dieser Verbindungsleiter zur Anschlußklemme muß für eine gewisse mechanische Festigkeit und auch für einen geringen elektrischen Widerstand einen relativ starken Querschnitt haben. Die Außenanschlüsse sind nicht mit dem Gehäuse fest verbunden, sondern in die eingegossenen Zellenabdeckungen eingelassen. Sie benötigen oft noch einen besonderen Schutzdeckel, damit äußere Kräfte - auf sie einwirkend - den Plattensatz nicht deformieren können. (Z. B. Batterie in bekanntem Fahrzeug unter dem Sitt). Die oben befindlichen Außenanschlüsse sind auch Säurenebeln ausgesetzt. Die Zelleneinsätze sind fest vergossen und bleiben im allgemeinen die ganze Lebenszeit der Batterie über in den gegeneinander gas- und säuredicht getrennten Zellräumen. Wenn die Batterie verbraucht ist, müssen die Teile weggeworfen werden.The external connections are located in the known accumulators above the plates. This results in a relatively large overall height, as the cross connection between the individual plates over this to the external connection upwards continues. This connecting conductor to the terminal must for a certain mechanical Strength and also a relatively strong one for a low electrical resistance Have cross-section. The external connections are not permanently connected to the housing, but embedded in the cast-in cell covers. You often still need a special protective cover so that external forces - acting on it - the plate set cannot deform. (E.g. battery in known vehicle under the Sitt). The external connections above are also exposed to acid mist. The cell inserts are firmly potted and generally remain in place for the entire life of the battery in the cell spaces, which are separated from each other in a gas- and acid-tight manner. When the battery is used up, the parts must be thrown away.

Der erfindungsgemäße Akkumulator soll diese und andere Nachteile vermeiden. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Akkumulatoraufbau zu finden, der eine geringere Bauhöhe ermöglicht, robuste, korrosionssichere Außenanschlüsse hat und einen bequemen Austausch aller oder einzelner Plattensätze gestattet.The accumulator according to the invention is intended to avoid these and other disadvantages. The invention is therefore based on the object of finding an accumulator structure, which enables a lower overall height, robust, corrosion-proof external connections and allows a convenient exchange of all or individual plate sets.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß vor allem durch Außenanschlüsse der Plattensätze durch die vorzugsweise flachen Seitenwände (2) des Gehäuses mittels durchgehender lssbarer Schraubenbolzen (5, 26) gelöst, wobei an die Innen- und Außenseite des Gehäuses Scheiben (8), Klemmplatten (7), Anschlußfahnen (10), gegebenenfalls mit Dichtungsmittel (27) gepreßt werden. (Anspruch 1).According to the invention, this object is achieved primarily through external connections the plate sets through the preferably flat side walls (2) of the housing by means of continuously soluble Screw bolts (5, 26) loosened, whereby on the inside and outside of the housing washers (8), clamping plates (7), terminal lugs (10), if necessary with sealant (27). (Claim 1).

Ein lösbarer Deckel dichtet den Akkumulator nach außen und die Zellen gegeneinander ab. An diesem Deckel sind Dichtungen, die auf den Zellzwischenwänden aufliegen, und so benachbarte Zellen gegenseitig abdichten, wobei gegebenenfalls abgedichtete Aussparungen am oberen Rand der Zwischenwände unter dem Deckel für die Polverbinder zwischen den benachbarten Zellen vorgesehen sind. Dieser Deckel gestattet, den ganzen Plattensatz nach Lösen der seitlichen Anschlüsse und Abheben des Deckels aus dem Akkumulatorgehäuse herauszuziehen.A detachable cover seals the accumulator from the outside and the cells from one another. On this cover there are seals which rest on the cell partitions and thus mutually seal adjacent cells, with possibly sealed recesses being provided on the upper edge of the partitions under the cover for the pole connectors between the adjacent cells. This cover allows the entire set of plates to be pulled out of the battery housing after loosening the side connections and lifting the cover.

Es sind jedoch Akkumulatoren bekannt geworden, bei denen zur Vermeidung von Säureschlüssen eine hermetische Abdichtung zwischen den Zellen nicht mehr erforderlich ist. Wenn man eine Mischung von gebranntem Gips mit drei- bis vierfacher Wassermenge anrührt, bildet sich nach Abbinden des Gipses ein hoch-poröses saugfähiges Gerüst von Gipskristallen, das eine gewisse Festigkeit aufweist. Umgibt man die aktiven Plattensätze auf geeignete Weise mit einem solchen Gipsgerüst, so bildet jeder Zelleninhalt eines Akkumulators eine kompakte Einheit, wobei dieses Gipsgerüst den Elektrolyten gleichzeitig aufsaugt bzw. speichert. Der Elektrolyt ist also in Gips, d. h. in Gipsblock- platten gehalten. Derartig aufgebaute Akkumulatoren benötigen keine hermetische Dichtung von Zelle zu Zelle. However, accumulators have become known in which a hermetic seal between the cells is no longer necessary in order to avoid acid locks. If a mixture of burnt plaster of paris is mixed with three to four times the amount of water, a highly porous, absorbent framework of plaster of paris crystals that has a certain strength is formed after the plaster of paris has set. If the active plate sets are suitably surrounded with such a plaster framework, then each cell content of an accumulator forms a compact unit, this plaster framework simultaneously absorbing or storing the electrolyte. The electrolyte is therefore held in plaster of paris, ie in plaster blocks. Accumulators constructed in this way do not require a hermetic seal from cell to cell.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird deshalb vorge- schlagen, insbesondere für solche Akkumulatoren ohne hermeti- sche Dichtung von Zelle zu Zelle, (z. B. für solche mit Gips als Elektrolyt-Saugkörper) einen einfachen Abschlufldeckel (19) über den Batteriezellen mit nur einer Randdichtung (20) für . alle Zellen vorzusehen. (Anspruch 2). Dabei können die Polverbinder zwischen zwei Zellen ohne besondere Dichtungsmaßnahmen über die Zellwände (15) gehen, beispielsweise als einfache Strombänder oder Bügel (14) über den Zellzwischenwänden (15) und unter dem Deckel (19) liegen. (Anspruch 3). In a further embodiment of the invention it is therefore proposed , in particular for those batteries without a hermetic seal from cell to cell (e.g. for those with plaster of paris as the electrolyte absorbent body), a simple cover (19) over the battery cells with only an edge seal (20) for . to provide all cells. (Claim 2). The pole connectors between two cells can go over the cell walls (15) without special sealing measures, for example as simple electrical bands or brackets (14) over the cell walls (15) and under the cover (19). (Claim 3).

Bei einem derart aufgebauten Akumulator muß der Druck unter dem gasdicht aufgesetzten Deckel überwacht werden. Deshalb wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, mittels des einen gasdicht aufgesetzten Deckels den bei der Ladung entstehenden Gasdruck aller Zellen auf einen Membranschalter zu leiten, der in an sich bekannter Weise bei Überschreiten einer gewissen Druckhöhe den Ladestrom mindert. (Anspruch 4).In the case of an accumulator constructed in this way, the pressure below the must be gas-tight attached lid can be monitored. Therefore, in a further development of the Invention proposed by means of a gas-tight lid attached to the to direct the gas pressure of all cells generated by the charge to a membrane switch, which increases the charging current in a manner known per se when a certain pressure level is exceeded diminishes. (Claim 4).

Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispielse der Erfindung. Die Figuren 1 und 2 zeigen Längsschnitte durch erfindungs-gemäße Akkumulatoren mit verschiedenen Anschlußleitern, wäh- rend Figuren 3 die Gesamtanordnung der Plattensätze und ihre Verbindungen zeigt.The drawing shows exemplary embodiments of the invention. FIGS. 1 and 2 show longitudinal sections through accumulators according to the invention with different connection conductors, while FIG. 3 shows the overall arrangement of the plate sets and their connections.

In Figur 1 ist der Außenanschluß 1 durch die Seitenwand 2 folgendermaßen aufgebautt In das kegelstumpffürmige Gegenstück 3 ist eine Gewinde- büchse 4 eingelassen, in welche von außen ein Schrauben- bolzen 5 einer Mutter 6 eingedreht ist, womit die Klemm- glatte 7 und die Dichtungsscheibe 8 gegen das an der Auflage- fläche 9 dichtende Gegenstück 3 unter Zwischenpressung der Anschlußfahne 10 gespannt wird. Die Anschlußfahne 10 wird so von außen gegen das Gehäuse dichtend gepreßt. Die zwischen. gelegte flache Dichtscheibe 8 dichtet das Gehäuse nach außen, indem der Gewindebolzen mittels Mutter 6 und Klemmplatte die Dichtflächen zusammenspannt. Eine weitere Mutter 11 dient zum kontaktsicheren Anschluß der Zuleitung 12 bzw. ihres Kabelschuhes. Bei dieser seitlichen Klemmanordnung werden die Schlüsselkräfte unmittelbar vom Gehäuse aufgenommen. Der Plattensatz kann nicht verzogen werden, da die gegen die Klemmplatte 7 festgezogene Mutter alle Kräfte auf das Gehäuse wirken läßt, welches zu diesem Zweck vorteilhafterweise aus festem Glasfaser-Kunststoff besteht. Die Anschlußfahne 10 und der Plattenverbinder 13, bzw. der Plattenverbinder 13 und der Polverbinder 14, können aus einem durchgehenden Streifen bestehen. Durch die Verbindungsplatte 13 mögen die Platten vor dem Einsetzen des kompakten Plattensatzes 16 in das Gehäuse durch Quetschen, Schweißen oder Nieten der Plattenfahnen 39 gut leitend miteinander verbunden werden. Über die Zwischenwand 15 ist der Polverbinder 14 abgeknöpft und liegt als Bandleiter unter dem Deckel 19, der benachbarte Zellen z. B. nicht hermetisch gegeneinander abdichtet. Benachbarte Zellen können jedoch auch durch Zwischenwände hindurch miteinander verbunden werden. In FIG. 1, the external connection 1 is constructed by the side wall 2 as follows . In the frustoconical counterpart 3, a threaded bushing 4 is embedded, into which a screw bolt 5 of a nut 6 is screwed from the outside, with which the clamping smooth 7 and the sealing washer 8 is biased against the surface of the Pad 9 sealing counterpart 3 with the interposition of compression of the terminal lug 10 degrees. The terminal lug 10 is pressed from the outside against the housing in a sealing manner. The between. Placed flat sealing washer 8 seals the housing to the outside in that the threaded bolt clamps the sealing surfaces together by means of nut 6 and clamping plate. Another nut 11 is used for the contact-safe connection of the supply line 12 or its cable lug. With this lateral clamping arrangement, the key forces are absorbed directly by the housing. The set of plates cannot be warped because the nut tightened against the clamping plate 7 allows all forces to act on the housing, which for this purpose is advantageously made of solid glass fiber plastic. The terminal lug 10 and the plate connector 13, or the plate connector 13 and the pole connector 14, can consist of a continuous strip. By means of the connecting plate 13, the plates may be connected to one another in a highly conductive manner by squeezing, welding or riveting the plate lugs 39 before the compact plate set 16 is inserted into the housing. About the partition 15 of the pole connector 14 is unbuttoned and is located as a strip conductor under the cover 19, the neighboring cells z. B. not hermetically sealed against each other. However, neighboring cells can also be connected to one another through partition walls.

Eine Ringdichtung 20 schließt den gemeinsamen Druckraum 21 aller Akkumulatorzellen nach außen ab. Sie liegt auf einer Randschulter des Gehäuses 2. Ein zweckmäßigerweise im Deckel 19 mit Hilfe eines Stutzens 22 eingeklebter und mit einer Lasche 23 gesicherter Kunststoffschlauch 24 führt zu einem Druckwächter (Membranschalter).An annular seal 20 closes the common pressure chamber 21 of all accumulator cells from the outside. It lies on an edge shoulder of the housing 2. A plastic tube 24 which is expediently glued into the cover 19 with the aid of a connector 22 and secured with a tab 23 leads to a pressure monitor (membrane switch).

Figur 2 zeigt einen ähnlich wie in Figur 1 aufgebauten,durch die Wand gehenden Außenanschluß, jedoch mit äußerem Kegel- flansch 25, welcher mit.einer Innensechskantschraube 26 über die Klemmplatte 7 und Dichtscheibe 8 gegen das stark kegelige Gegenstück 3 mit der Anachlußfahne 10 und der Dicht- scheibe oder Dichtmasse 27 und gegen die Gehäusewand 2 gespannt wird. Die Dichtschichten 27 und 8 werden dabei gepreßt und gleichen alle Maßdifferenzen aus. Auf dem Kegelaußenflansch lassen sich übliche Kabelschuhe mit Klemmung bequem festspannen. Gegen die Gehäusewand zu verbreitert sich die Auflagefläche des Gegenstückes 3 beträchtlich, weil die untergelegte Dichtung 27 weich, z. B. aus Gummi ist, damit bei gegebener Schraubenkraft keine unzulässige Deformation eintritt. Diese zwischengelegte, weichelastische Dichtung verhindert zuverlässig einen Angriff der Säure auf die Schraubenanschlüsse, welche auf diese Weise dem oben über der Zelle entstehenden Säurenebel entzogen sind. Das Zellengehäuse 2 ist mit einer ringsumlaufenden Schulter 28 versehen, gegen welche der Deckel 19 über eine weichelastische Dichtung 20 gepreßt wird.Figure 2 shows a similar built-up in Figure 1, passing through the wall external terminal, but with the outer cone flange 25 which mit.einer Allen screw 26 on the clamp plate 7 and gasket 8 against the strong conical counterpart 3 with the Anachlußfahne 10 and the sealing washer or sealing compound 27 and tightened against the housing wall. 2 The sealing layers 27 and 8 are pressed and compensate for all dimensional differences. Conventional cable lugs can be conveniently clamped onto the outer cone flange. Against the housing wall, the contact surface of the counterpart 3 widens considerably because the underlying seal 27 is soft, e.g. B. is made of rubber, so that no inadmissible deformation occurs with a given screw force. This interposed, flexible seal reliably prevents the acid from attacking the screw connections, which in this way are withdrawn from the acid mist that forms above the cell. The cell housing 2 is provided with a circumferential shoulder 28, against which the cover 19 is pressed via a flexible seal 20.

Figur 2 zeigt noch ergänzend die Niederspannung des Deckels, beispielsweise mit Befestigungsschienen 29 und Schrauben 30, welche gleichzeitig auch die ganze Batterie befestigen.Figure 2 additionally shows the low voltage of the lid, for example with mounting rails 29 and screws 30, which at the same time also the whole Fasten the battery.

Figur 3 gibt die Hintereinanderschaltung dreier Zellen 31 - 33 mit an der Gehäusestirnseite liegenden Endanschlüssen 34 und 35 in Aufsicht und im Schnitt wieder. Die kompakten (vorzugsweise' maßhaltigen Gipsblock-Plattensätze sind in die Zellkammern eingesetzt und durch durchgehende Verbindungsstreifen 36 (d. h. 13 und 14) miteinander verbunden bzw. mit Anschlußfahnen, Plattenverbindern 38, (d. h. 10 und 13) versehen, Die Verbindungsbügel 36 und auch die Endanschlußfahnen 38 zeigen Lochungen zum Anschließen der Plattenfahnen, d. h. Schweißstellen oder Nietköpfe. Und zwar erfolgt die Verbindung der Platten untereinander zweckmäßig durch Bleiblechbügel (36) (38), welche ggfs. mit einem U-förmigen Teil über die Zwischenstege hinweggehen. Sie sind passend gelocht und die einzelnen Platten (17, 18) sind mit Zacken 39 versehen, welche in diese Lochung passen. Die vorstehenden Zacken 39 werden mit den Flanken der Bügelverschweißt oder vernietet. Alle Schweißstellen 39 mögen vorteilhafterweise zugleich durch einen Mehrfachbrenner oder federnd aufgesetzte Kohlestifte, welche durch eine kurze Stromeinwirkung zum Aufglühen gebracht werden, in einem Zuge verschweißt werden.FIG. 3 shows the series connection of three cells 31-33 end connections 34 and 35 located on the front side of the housing in plan view and in section again. The compact (preferably dimensionally stable plasterboard plate sets are in the cell chambers are inserted and secured by continuous connecting strips 36 (i.e. 13 and 14) connected to one another or with terminal lugs, plate connectors 38, (i.e. 10 and 13) The connecting straps 36 and also the end tabs 38 show holes for connecting the plate lugs, i.e. H. Welds or Rivet heads. In fact, the connection of the plates to one another is expedient by lead sheet stirrups (36) (38), which if necessary. With a U-shaped part over the Go over the bridges. They are perforated to match and the individual plates (17, 18) are provided with prongs 39 which fit into these holes. The foregoing Prongs 39 are welded or riveted to the flanks of the bracket. All welds 39 may advantageously be carried out at the same time by a multiple torch or resiliently attached carbon pins, which by a short current to the Can be brought to glow, be welded in one go.

Zu diesem Zwecke sind alle Schweißstellen 39 von oben her zugänglich und praktisch in einer Ebene liegend vorgesehen. Der erfindungsgemäße Akkumulator ermöglicht durch diesen seitlichen, einfachen und einfach zu lösenden Anschluß und den einfach abzunehmenden Deckel ein leichtes Austauschen der Plattensätze. Nach Öffnen des Deckels und Lösen der Anschlußbolzen können die säuregetränkten Plattensätze ohne weiteres herausgenommen werden und ebenso leicht ersetzt werden. Das beschriebene Zellengehäuse genügt damit den Forderungen nach leichtem Zusammenbau und schnellem Austauschen der Platten-sätze. Das vorzugsweise aus glasfaserverstKrktem Kunststoff hergestellte Zellengehäuse läßt sich daher bequem öfter wieder verwenden. For this purpose, all welds 39 are accessible from above and are provided practically lying in one plane. The accumulator according to the invention enables an easy exchange of the plate sets due to this lateral, simple and easily detachable connection and the easily removable cover. After opening the cover and loosening the connecting bolts, the acid-soaked plate sets can be easily removed and just as easily replaced. The cell housing described thus satisfies the requirements for easy assembly and quick exchange of the plate sets. The cell housing, which is preferably made of glass fiber reinforced plastic , can therefore be conveniently re-used more often.

Bei seitlichen Außenanschlüssen wird die Bauhöhe der Batterie merklich niedriger und ein großer Teil des bisherigen Tot- volumens über dem aktiven Plattensatz fällt weg: Selbst bei konventionellem Batterieaufbau ergibt sich dieser wesent- liche Vorteil bei seitlichen Außenanschlüssen.With external connections on the side , the overall height of the battery is noticeably lower and a large part of the previous dead volume above the active plate set is eliminated: Even with a conventional battery structure, this significant advantage results from external connections on the side .

Das System erlaubt einen völlig gasdichten Abschluß des ganzen Zellengehäuses. Die Anschlüsse sind korrosionsfest, robust. Äußere Kräfte wirken sich nicht am Plattensatz, sondern nur am Gehäuse aus. Dadurch entfällt oft ein sonst zusätzlich notwendiger Deckel. Die Batterie ist aus diesen Gründen im Betrieb auch wartungsärmer. Die Betriebskosten solcher Batterien sind entschei- dend vermindert. Auch der Anteil an totem Bleigewicht wird kleiner. Durch diese Anordnung läflt sich ein wirtschaftlich lohnender Austauschservice aufbauen. The system allows a completely gas-tight closure of the entire cell housing. The connections are corrosion-resistant, robust. External forces do not affect the plate set, only the housing. This often eliminates the need for an additional cover. For these reasons, the battery also requires less maintenance in operation. The operating costs of such batteries are significantly reduced. The proportion of dead lead weight also decreases. This arrangement enables an economically viable exchange service to be set up.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1) Accumulator, characterized that the connection of the plate sets through the preferably flat side walls 2 of the Housing is carried out by means of continuous detachable screw bolts (5, 26), wherein. on the inner and outer wall washers (8), clamping plates (7), connecting lugs (10) optionally with sealant (27), are pressed.

2) accumulator according to claim 1, characterized in that a common cover (19) with a seal (20) at the edge all cells are closed off from the outside 3) Accumulator after the previous ones Claims, characterized in that the connections between the cells without special sealing measures go over the cell walls (15), for example as simple Ribbons or brackets (14) over the cell partitions (15) and under the lid (19) lie. 4) Method according to the preceding claims, characterized in that that by means of a gas-tight lid, the gas pressure generated during the charge of all cells is routed to a membrane switch in a manner known per se reduces the charging current when a certain pressure level is exceeded.