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~Verschluß für einen mehrzelligen elektrischen Akkumulator." Die
Erfindung betrifft einen Verschluß für einen mehrzelligen elektrischen Akkumulator,-bei
dem Entlüftungsdurchgänge aufweisende Stopfen für die Füllöffnungen der Akkumulatorzellen
mittels abstehender Flanschteile in auf der Unterseite einer gemeinsamen Tragleiste
vorgesehenen Halterungen gehalten sind.
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Es ist bekannt, die Stopfen zum Verschliessen der Füllöffnungen eines
mehrzelligen elektrischen Akkumulators an einem gemeinsamen Tragstück so zu befestigen,
daß das Aufsetzen oder Entfernen der Stopfen mittels eines einzigen Bewegungsvorganges
erfolgen kann. Da die Füllöffnungen auf der Oberseite eines mehrzelligen elektrischen
Akkumulators sich nicht mit einer so großen Genauigkeit anbringen lassen, daß bei
fester Anordnung aller Stopfen in einem gemeinsamen Tragstück der notwendige genaue
Sitz, d.h. die notwendige genaue Achsenübereinstimmung der Füllöffnungen und Stopfen
erreicht werden kann, wurde bereits vorgeschlagen, die Stopfen im gemeinsamen Tragstück
verschiebbar zu lagern. Insbesondere ist es bereits bekannt, die Stopfen in einem
U-förmigen Drahtbügel
seitlich verschiebbar anzuordnen. Weiterhin
ist es bereits bekannt, die Stopfen in der Ebene des gemeinsamen Tragstückes allseitig
verschiebbar in Haltesitzen anzuordnen, die in jeder Richtung etwas größere Abmessungen
als die Stopfen aufweisen.
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Bei den bekannten Verschlußanordnungen besteht keine Möglichkeit,
die aus den Zellen des elektrischen Akkumulators über in den Stopfen vorgesehenen
Entlüftungsdurchgängen austretenden Gase zu sammeln und über eine Abzugsleitung
abzuleiten, da die Stopfen im gemeinsamen Tragstück zur Erzielung der Verschiebbarkeit
in einer oder mehreren Richtungen nur lose geführt sind.
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Diese lose Führung schliesst einen gasdichten Anschluß der Stopfen
an das gemeinsame Tragstück und damit auch die Möglichkeit aus, die austretenden
Gase über das gemeinsame Tragstück zwecks Ableitung an einen beliebigen Ort zusammenzufassen.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, einen
Verschluß der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß trotz gewisser Bewegungstoleranzen
der Stopfen ein gasdichter Anschluß der Stopfen an die gemeinsame Tragleiste und
damit die Möglichkeit der Ableitung der Gase über die gemeinsame Tragleiste gewährleistet
wird.
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Diese Aufgabe wird nun nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die
äussere Hülle jedes Stopfens in bezug auf die Innen fläche der zugeordneten Füllöffnung
derart geformt ist, daß beim Einpressen des Stopfens in die Füllöffnung der obere
Rand der Hülle zwangsläufig dichtschliessend gegen die Unterseite der Tragleiste
gedrückt wird, die innerhalb des vom oberen Rand der Hülle uischlossenen Bereiches
mit mindestens einer Gasduchtrittsöffnung versehen ist.
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Bei zylindrischen Füllöffnungen wird die äussere Hülle der Stopfen
erfindungsgemäß tonnenförmig ausgebildet. Bei Einführen des Stopfens in die zugeordnete
Füllöffnung wird die tonnenförmige
äussere Hülle des Stopfens zu
einem dicht an der zylindrischen Innenfläche der Füllöffnung anliegenden Zylinder
verformt. Dabei wird der von der Hülle abstehende Flanschteil zwangsläufig gegen
die auf der Unterseite der Tragleiste vorgesehenen Halterungen gedrückt und die
Hülle aufgrund der dadurch eintretenden Hebelwirkung mit ihrem oberen Rand dichtschlüssig
gegen die Unterseite der gemeinsamen Tragleiste gedrückt. Die über Öffnungen im
Bodenteil des Stopfens in das Innere des Stopfens eintretenden Gase können also
nut durch die Gasdurchtrittsöffnung entweichen, die innerhalb des vom oberen Rand
der Hülle umschlossenen Bereiches in der Tragleiste vorgesehen ist.
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Zweckmässigerweise ist auf der Oberseite der Tragleiste eine Aussparung
vorgesehen, in die die verschiedenen Gasdurchtrittsöffnungen münden und die unter
Bildung eines Gassammelraumes durch eine Deckplatte abgeschlossen ist. Aus diesem
gemeinsamen Gassammelraum können dann die Gase in einfacher Weise mittels einer
geeigneten Leitung an irgendeinen gewünschten Ort abgeleitet werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die auf der Unterseite
der gemeinsamen Tragleiste vorgesehenen Halterungen für die Flanschteile der Stopfen
umlaufend ausgebildet, wodurch beim Einsetzen der Stopfen in die Füllöffnungen neben
der dichtschliessenden Abdichtung zwischen oberem Rand jeder Hülle und Unterseite
der gemeinsamen Tragleiste auch noch eine Abdichtung zwischen dem äusseren Rand
jedes Flanschteiles und der zugeordneten Halterung erzielt wird.
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Weitere zweckmässige Ausgestaltungen sind in Unteransprüchen beansprucht
und in der nactistehenden Beschreibung anhand von Zeichnungen erläutert, in denen
zeigen: Figur i eine Teilansicht der Oberseite einer Ausführungsform eines Verschlusses
nach der Erfindung, Figur 2 eine Teilansicht der Unterseite der Ausführungsform
nach Figur 1,
Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in
Figur 1 Figur 4 in vergrössertem Maßstab einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV
in Figur 3, Figur 5 eine Teilansicht der Oberseite einer anderen Ausführungsform
eines Verschlusses nach der Erfindung, Figur 6 eine Teilansicht der Unterseite der
Ausführungsform nach Figur 5, Figur 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in
Figur 4, Figur 8 im vergrösserten Maßstab einen Querschnitt durch die Ausführungsform
nach den Figuren 5 - 7 im aufgesetzten Zustand, Figur 9 und Figur 10 schematische
Darstellungen zur Erläuterung der Anordnung von Rippen im Gassammelraum.
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Der zum Verschliessen der zylindrischen Füllöffnungen eines mehrzelligen
elektrischen Akkumulators auf das Akkumulator~ gehäuse aufsetzbare Verschluß nach
den Figuren 1 - 4 weist ein gemeinsames Bauteil in Form einer Tragleiste i auf,
die aus einem verhältnismässig steifen Kunststoff, beispielsweise Polystyrol, hergestellt
ist und gegebenenfalls zur Erhöhung der Längssteifigkeit mit von der Unterseite
abstehenden Längsrippen 2 versehen sein kann. Die Tragleiste 1 ist auf der Oberseite
mit einer muldenförmigen Aussparung 3 versehen, die zur Bildung eines abgeschlossenen
Gassammelraumes 4 durch eine Deckplatte 5 abgedeckt ist, die mit der Tragleiste
1 verklebt oder verschweisst ist. Zur Ableitung von im Gassammelraum 4 befindlichen
Gasen ist mindestens ein Schlauchanschlußstutzen 6 vorgesehen, der vorzugsweise
am einen Ende der Tragleiste 1 nach unten abstehend angeordnet ist und beim Aufsetzen
und Entfernen des Verschlusses als Griff benutzt werden kann. Auf der Unterseite
der Tragleiste 1 sind in Übereinstimmung mit der Anzahl und dem Abstand der zu verschliessenden
Füllöffnungen eines Akkumulators Halteklauen 7 paarweise angeordnet, die parallel
zur Längsachse der Tragleiste 1 verlaufende Führungsnuten 8 für zum Verschliessen
der Füllöffnungen vorgesehene Stopfen 9 festlegen. Die aus flexiblem Material bestehenden
Stopfen 9 sind tassenförmig ausgebildet, wobei die äussere
Hülle
10 jedes Stopfens 9 tonnenförmig nach außen gewölbt ist.
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Der ebenfalls etwas nach außen gewölbte Bodenteil 11 jedes Stopfens
9 ist mit einer Mittelöffnung 12 versehen, über die nach dem Einsetzen des Stopfens
in die zugehörige Füllöffnung Gase in den Stopfen 9 eintreten können. Unterhalb
des als Dichtungswulst dienenden oberen Randes 13 jeder Hülle 10 ist ein nach außen
abstehender Flanschteil 14 an die Hülle 10 angeformt. Wie aus Figuren 2 und 4 ersichtlich
ist, wird jeder Stopfen 9 mittels seines in den durch gegenüberliegende Halteklauen
7 gebildeten Führungsnuten 8 sitzenden Flanschteil 14 an der Tragleiste gehalten.
Die Abmessungen des Flanschteiles 14 in bezug auf die Abmessungen der Führungsnuten
8 sind dabei so gewählt, daß der mit seinem Flanschteil 14 in den Führungsnuten
8 geführte Stopfen 9 im unverformten Zustand in Längsrichtung der Tragleiste i verschiebbar
ist. Zur Begrenzung der Längsverschiebbarkeit jedes Stopfens 9 sind in der Mitte
zwischen zwei gegenüberliegenden Halteklauen 7 seitliche Anschläge 15 vorgesehen,
die an die Unterseite der Tragleiste 1 angeformt sind.
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Für jeden Stopfen 9 ist ein von der Unterseite der Tragleiste 1 in
das Innere des Stopfens 9 abstehender Stutzen 16 vorgesehen, der im wesentlichen
gleichachsig zur Stopfenhülle 10 an die Unterseite des Tragleiste 1 angeformt ist.
Der Gassammelraum 5 steht mit dem Innenraum jedes Stopfens 9 über vorzugsweise zwei
Gasdurchtrittsöffnungen 17 in Verbindung, die außerhalb des Stutzens 16 in den Innenraum
des Stopfens 9 münden. Ein über die Mittelöffnung 12 in einen Stopfen 9 eintretender
Gasstrom wird durch den Stutzen 16 umgeleitet, wobei eventuell durch den Gasstrom
mitgerissene Säuretröpfchen abgefangen werden.
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Der maximale Außendurchmesser der tonnenförmigen Stopfenhülle 10
ist etwas größer gewählt als der Durchmesser der zu verschliessenden zylindrischen
Füllöffnung. Beim Einpressen des Stopfens in die Füllöffnung wird daher die Hülle
10 zwangsläufig in eine zylindrische Form gebracht, woher der an die Hülle 10 angeformte
Flanschteil 14 gegen die als Widerlager wirkenden waagerecht abstehenden Unterteile
7a der Halteklauen
7 gedrückt und dadurch die Hülle 10 aufgrund
der auftretenden Hebelwirkung nach oben gegen die Unterseite der Tragleiste i gepresst
wird, so daß im eingesetzten verformten Zustand der obere Rand 13 der Hülle 10 dichtschlüssig
an der Unterseite der Tragleiste i anliegt. Die über die Mittelöffnung 12 des Stopfens
9 eintretenden Gase können somit lediglich über die Gasdurchtrittsöffnungen 17 in
den Gassammelraum 4 austreten.
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Vorzugsweise sind am unteren Ende der äusseren Hülle 10 der an den
Längsenden der Tragleiste 1 angeordneten Stopfens 9 Rasten 18 angeformt, die im
tonnenförmigen Zustand der Hülle 10 etwas nach innen weisen und aufgrund der beim
Einpressen des Stopfens 9 in die zugehörige zylindrische Füllöffnung auftretenden
Verformung der Hülle 10 zu einem Zylinder nach außen gedrückt werden und am unteren
Rand der Füllöffnung einrasten können, wodurch der Stopfen gegen Herausrutschen
gesichert wird.
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Eine andere Möglichkeit die Stopfen des Verschlusses gegen ein Herausrutschen
aus den Einfüllöffnungen zu sichern, besteht darin, an d~n Längsenden der Tragleiste
i nach unten abstehende federnde Halteklammern 19 vorzusehen, die im aufgesetzten
Zustand des Verschlusses am Deckel- oder Gehäuserand des Akkumulators einrastend
eingreifen. Es ist natürlich auch möglich alle Stopfen 9 mit Rasten 18 zu versehen
und gleichzeitig auch noch Halteklammern 19 vorzusehen.
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Zur Erzielung einer einwandfreien Abdichtung zwischen dem oberen
Rand 13 jedes Stopfens 9 und der Unterseite der Tragleiste 1 ist es erforderlich,
daß die Stopfen 9 aus einem flexiblen Material mit guter Rückstellkraft bestehen,
beispielsweise aus Polypropylen.
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Die in den Figuren 5 - 8 dargestellte abgeänderte Ausführungsform
unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen Ausführungsform dadurch, daß
anstelle von Anschlägen zur Begrenzung der Längsverschiebbarkeit der Stopfen 9 die
Halteklauen 7 durch bogenförmige Seitenteile 20 miteinander verbunden sind,
wodurch
eine im wesentlichen ellipenförmig umlaufende Führungsnut 8a für den Flanschteil
14 des Stopfens 9 entsteht. Bei dieser Ausführungsform liegt also der Flanschteil
14 rundum auf der Führungsnut 8a auf. Beim Einpressen des Stopfens 9 in die Füllöffnung
erzielt man daher neben dem gasdichten Abschluß zwischen oberem Rand 13 der Hülle
10 und der Unterseite der Tragleiste 1 auch einen gasdichten Abschluß zwischen dem
äusseren Rand des Flanschteiles 14 und der der Unterseite der Tragleiste 1 gegenüberliegenden
Fläche der Führungsnut 8.
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Die Deckplatte 5 ist kappenartig ausgebildet und umfasst den äusseren
Rand der Tragleiste 1 und wird vorzugsweise durch Aufschrumpfen gasdicht auf die
Tragleiste 1 aufgesetzt. Weiterhin sind die Stutzen 16 nicht an die Unterseite der
Tragleiste 1 angeformt, sondern an Scheiben 21 angeformt, die in in der Tragleiste
vorgesehenen Öffnungen 22 sitzen. Die Scheiben 21 können in den Öffnungen 22 durch
eine Kleb- oder Schrumpfverbindung gehalten sein. Die ellipsenförmige Ausbildung
der Führungsnut 8a für den Flanschteil 14 der Stopfen 9 ermöglicht ebenfalls eine
Längsverschiebung der Stopfen, wie aus Figur 5 ersichtlich ist. In Figur 6 ist zur
besseren Ubersicht der mittlere Stopfen weggelassen. Die beiden dargestellten Stopfen
9 sind zur Veranschaulichung der Längsverschiebbarkeit seitlich versetzt eingezeichnet.
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Figur 8 zeigt einen Querschnitt durch den aufgesetzten Verschluß.
Durch Vergleich mit Figur 4 ist deutlich die durch Einpressen in die Füllöffnung
23 erzielte Verformung der Stopfenhülle 10 ersichtlich, durch die die Abdichtung
zwischen Unterseite der Tragleiste 1 und oberem Rand 13 des Stopfens 9 sowie zwischen
äusserem Rand des Flanschteiles 14 und Führungsnut 8 bewirkt wird. Die von der Unterseite
der Tragleiste 1 abstehenden Längsrippen 2 liegen an der Oberseite des Akkumulatorgehäuses
24 an und die an die Stopfen 9 angeformten Rasten 18 sind über den unteren Rand
der Füllöffnung 24 ingerastet.
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Wie aus den Figuren 9 und 10 ersichtlich ist, kann die auf der Oberseite
der Tragleiste 1 vorgesehene Aussparung 3 durch Stege 25 derart unterteilt werden,
daß jeder Füllöffnung ein eigener Gassammelraum zugeordnet ist, der mit dem Schlauchanschlußstutzen
6 in Verbindung steht oder gegebenenfalls einen eigenen Schlauchanschlußstutzen
aufweist. Die Stege 25 bewirken ebenfalls eine Versteifung der Tragleiste 1.
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Die in den Zeichnungen dargestellten beiden Ausführungsformen der
Erfindung sind für Akkumulatoren mit zylindrischen Füllöffnungen vorgesehen. Das
der Erfindung zugrundeliegende Verschlußprinzip, mittels Verformung der äusseren
Hülle eines Stopfens beim Einpressen in die zugehörige Füllöffnung den oberen Rand
der Hülle zwangsläufig dichtschliessend gegen die Unterseite der Tragleiste zu pressen,
lässt sich natürlich auch bei anderer Formgebung der Füllöffnungen sowie der äusseren
Hüllen der Stopfen verwirklichen.
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Gegebenenfalls kann der Gassammelraum 4 mit einem Flüssigkeit aufnehmend
Adsorbens, beispielsweise mit Glaswolle, Kieselgel u.dgl., ausgefüllt sein, um die
restlichen Flüssigkeitsmengen aus dem Gas zu entfernen.