DE19832929C1 - Vorrichtung zum Schutz von Kraftfahrzeugstarterbatterien vor elektrostatischer Aufladung - Google Patents

Vorrichtung zum Schutz von Kraftfahrzeugstarterbatterien vor elektrostatischer Aufladung

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz von Kraftfahrzeugstarterbatterien mit einem Kunststoffgehäuse vor elektrostatischer Aufladung, bestehend aus einer auf die Oberfläche des Zellengehäuses aufgebrachten Folie, die einen Oberflächenwiderstand < 1 È 10·9· Ohm aufweist. DOLLAR A Die erfindungsgemäße Vorrichtung schützt die Kraftfahrzeugbatterie gegen eine statische Aufladung und gestattet die Verwendung bekannter Kunststoffe ohne spezielle Modifikation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz von Kraftfahrzeugstarterbatterien mit einem Kunststoffgehäuse vor elektrostatischer Aufladung und ein Verfahren zu deren Anbringung.
Starterbatterien für Fahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor besitzen in der Regel eine mehrzellige Blei-Säure-Batterie, bei der die einzelnen galvanischen Zellen in einem gemein­ samen Batteriekasten angeordnet sind. Dieser Batteriekasten wird aus produktionstechnischen- und Kostengründen aus spritzgußfähigen Kunststoffen, insbesondere Polypropylen-, Acrylnitril- Butadien-Styren- oder Acrylatcopolymerisaten hergestellt. Kunststoffe neigen jedoch bekanntermaßen leicht zu statischen Aufladungen, da durch Reibung an ihrer Oberfläche erzeugte Ladungstrennungen sich nur sehr langsam wieder ausgleichen und häufig durch Funkenüberschlag oder Büschelentladung spontan ausgeglichen werden. Im Zusammenhang mit der für Blei-Säure-Akkumulatoren typischen Knallgasentwicklung bei Überladung des Akkumulators kann die durch Funkenüberschlag erfolgende statische Entladung zur Zündung des Knallgasgemisches und einer dadurch bedingten Zerstörung des Akkumulators führen. Insbesondere sind in solchen Fällen Mitarbeiter von Servicestationen bei der Batterienachladung bzw. Batteriepflege betroffen. Auch spontan im Fahrzeug stattfindende Batterieexplosionen führen neben dem Ausfall der elektrischen Versorgung des Fahrzeugs oft auch zu Folgeschäden aufgrund der freigesetzten Schwefelsäure.
Zur Vermeidung oder Verminderung von Schäden der vorgenannten Art wurde bereits vor­ geschlagen, den freien Gasraum einer Starterbatterie durch die Einbringung von Füllstoffen zu verkleinern oder durch die Anbringung von Sollbruchstellen am Batteriegehäuse die Ex­ plosionsfolgen zu minimieren.
Eine andere Möglichkeit zur Vermeidung von Explosionsschäden wird darin gesehen, die elektrostatische Aufladung des Batteriegehäuses zu verringern oder zu vermeiden. So sind aus den Dokumenten DE-A 21 57 290, DE-A 37 25 575 und DE-A 38 02 472 Mittel und Verfahren bekannt, durch die Kunststoffe mit antistatischen Eigenschaften versehen werden können.
Weiterhin sind aus den Dokumenten JP-A 87/019965, JP-A 80/139756, JP-A 82/121147 und JP-A 92/264355 Blei-Säure-Akkumulatoren bekannt, die Kunststoffgehäuse besitzen und die durch einen Zusatz von antistatisch wirksamen Mitteln zum Kunststoff antistatisch ausgerüstet sind. Die antistatischen Zusätze erhöhen die Leitfähigkeit des Kunststoffes und sollen dadurch ein schnelles Abfließen von Ladungen ermöglichen. Derartige Zusätze beeinflussen allerdings die mechanischen Eigenschaften des Kunststoffs nachteilig und erhöhen gleichzeitig die Selbstentladungsrate der Batterien.
Gemäß der DE 44 22 133 A1 werden Kraftfahrzeugteile wie z. B. Sitze, Lehnen, Sonnenblenden sowie Luftein- und -auslässe mit elektrisch leitenden Folien versehen, um elektrostatische Aufladungen zu vermeiden.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zum Schutz von Kraftfahrzeug­ batterien mit Kunststoffgehäuse gegen elektrostatische Aufladungen anzugeben, welche einerseits gegen eine statische Aufladung schützt und es andererseits gestattet, daß die bekannten Kunststoffe ohne Modifikation eingesetzt werden können. Die Erfindung hat sich weiterhin die Aufgabe gestellt, eine Verfahren zur Anbringung der Vorrichtung anzugeben.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Schutz von Kraftfahrzeug­ batterien gegen elektrostatische Aufladungen gelöst, wie sie im Anspruch 1 angegeben ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 dargelegt. Anspruch 7 betrifft ein Verfahren zur Anbringung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht zur Vermeidung der elektrostatischen Aufladung von Starterbatterien eine mit dem Minuspol galvanisch leitend verbundene Klebefolie vor, deren Oberflächenwiderstand im Bereich von 107 bis 109 Ohm liegt. Das Basismaterial kann bei­ spielsweise Polyethylen sein, welches mit 30 bis 40 Gew.-% pyrolytischer Kieselsäure (SiO2) versetzt ist. Diese helle, gut bedruckbare, papierähnliche Folie vermeidet sicher die elektro­ statische Aufladung der mit ihr beklebten Kraftfahrzeugbatterie. Die große innere Oberfläche (Porosität) und die starke Adsorptionskraft des SiO2-Pulvers sorgen auch bei hohen Umgebungstemperaturen für eine ausreichend große Menge gebundener Wassermoleküle und damit für einen Oberflächenwiderstand < 109 Ohm. Versuche haben gezeigt, daß die elektrostatische Aufladung des Gehäuses von Starterbatterien, insbesondere die durch Reibung bedingte Ladungstrennung, wie sie z. B. von Abdeckplatten oder Abdeckteppichen im Kraftfahrzeugkofferraum hervorgerufen wird, durch einen elektrisch leitenden Kontakt zum Minuspol der Starterbatterie besser abgeleitet wird.
Erreicht wird dieses durch einen als Blechklammer ausgebildeten Anschlußkontakt, welcher einerseits mit der Folie und andererseits durch eine über den Kegel des Batteriepols gestülpte Öffnung die elektrische Verbindung herstellt. Die Blechklammer weist zwei kreisförmige Aussparungen auf, die gegenüber dem unteren Kegeldurchmesser des Batteriepols ein Untermaß von ca. 0,05 bis 0,2 mm aufweisen. Der gezahnte Innenrand der einen kreisförmigen Aussparung bewirkt zusammen mit dem geringen Untermaß eine dauerhafte Verkrallung mit dem weichen Bleimaterial des Batteriepols und somit einen guten elektrischen Übergang. Als säurefestes Material für die Blechklammer wird Chrom-Nickel-Stahl oder reines Nickel verwendet.
Die Erfindung wird nachfolgend an zwei Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Abbil­ dungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 - die Draufsicht auf den Anschlußkontakt gemäß Beispiel 1 und
Fig. 2 - die Draufsicht auf den Anschlußkontakt gemäß Beispiel 2
Der als Blechklammer ausgebildeten Anschlußkontakt 1 besitzt eine kreisringförmige Öff­ nung 2, die an ihrem inneren Umfang Schlitze 3 aufweist. Der Innendurchmesser des An­ schlußkontaktes 1 ist kleiner als der Außendurchmesser eines Batterieendpols an dessen Fuß. Die Segmente zwischen den Schlitzen 3 richten sich beim Aufdrücken des Anschluß­ kontaktes 1 auf den Batterieendpol auf und graben sich dabei in den unteren Bereich des Batterieendpols so ein, daß sich ein sehr guter elektrischer Kontakt ergibt. An seiner ande­ ren Seite 4 besitzt der Anschlußkontakt 1 die Öffnung 5. Der Anschlußkontakt 1 wird entlang der Mittellinie 6 so aufeinander gefaltet, daß die kreisringförmige Öffnung 2 und die Öffnung 5 übereinander zu liegen kommen. Zwischen den Hälften des Anschlußkontaktes 1 wird die leitfähige Folie eingeschlossen und dadurch der elektrische Kontakt zwischen der Folie und dem Anschlußkontakt 1 hergestellt. Der Anschlußkontakt 1 besitzt weiterhin dreieckige Laschen 7, deren Spitzen sich in Löcher 8 der anderen Hälfte des Anschlußkontaktes 1 drücken und somit einen festen Halt der Hälften des Anschlußkontaktes 1 miteinander sowie der leitfähigen Folie herstellen.
Die Abmessungen des Anschlußkontaktes 1 sind an die Abmessungen der üblichen Batterieminuspole angepaßt. Der innere Durchmesser der Öffnung 2 beträgt ca. 18 bis 20 mm bzw. ca. 0,5 mm weniger als der Durchmesser am Fuß des Batterieendpols. Die Dicke des als Blechklammer ausgebildeten Anschlußkontaktes 1 beträgt ca. 0,2 bis 0,5 mm.
Das Verfahren zur Anbringung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gestaltet sich so, daß die leitfähige Folie von einem Abrollspender abgezogen und mit ihrer selbstklebenden Un­ terseite auf die dafür vorgesehene Stelle des Batteriegehäuses aufgebracht wird. An­ schließend wird der Anschlußkontakt 1 entlang der Mittellinie 6 gefaltet und durch Einklem­ men des mit einer entsprechend großen Öffnung versehenen Endes der Folie elektrisch lei­ tend verbunden. Die Öffnungen 2, 5 des Anschlußkontaktes 1 werden über den Minuspol der Batterie gestülpt und mit einem Spezialwerkzeug angedrückt.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Schutz von Kraftfahrzeugstarterbatterien mit einem Kunststoffgehäuse vor elektrostatischer Aufladung, bestehend aus einer auf die Oberfläche des Zellengehäuses aufgebrachten Folie, die einen Oberflächenwiderstand < 1 . 109 Ohm aufweist und die mit dem negativen Pol der Batterie galvanisch leitend verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie aus einem polymeren Material besteht, welches durch Zusatz von hygroskopischen Substanzen leitfähig ist und eine Klebeschicht aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Folienmaterial Polyethylen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hygroskopische Zusatz aus pyrolytischer Kieselsäure besteht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Folienmaterial 30 bis 40 Gew.-% pyrolytischer Kieselsäure enthält.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie einen leitfähigen säurefesten Anschlußkontakt besitzt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußkontakt als an den Zellenpol angepaßter Spreizring ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß­ kontakt aus Chrom-Nickel-Stahl oder Nickel besteht.
9. Verfahren zur Anbringung der Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die selbstklebende leitfähige Folie von einer Vorratsrolle abgezogen, an ihrem einem Ende mit einer Öffnung versehen und zwischen die entlang der Mittellinie 6 aufeinander gefalteten Hälften des Anschlußkontaktes 1 eingebracht wird, der Anschlußkontakt 1 über den Minuspol der Starterbatterie gestülpt und die Folie mit der Klebeschicht auf den Deckel des Batteriegehäuses aufgebracht wird.
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