DE2021988C

DE2021988C - Closure for gas-tight accumulators

Info

Publication number: DE2021988C
Application number: DE19702021988
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Ever Ready Co Great Britain Ltd
Current assignee: WER MVL 1998 Ltd
Priority date: 1969-07-31
Filing date: 1970-04-29
Publication date: 1973-02-22

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verschluß für gasdichte Akkumulatoren mit einem becherförmigen Zellengefäß und einem Zellendeckel mit Entgasungsöffnung und einem Dichtungsteil, das über einen Halter am Zellendeckel festgelegt ist.The invention relates to a closure for gas-tight accumulators with a cup-shaped Cell vessel and a cell cover with a degassing opening and a sealing part that has a holder is fixed on the cell cover.

Derartige Verschlüsse sind beispielsweise durch die französischen Patentnschriften 1498 875 und 1461569 und die deutschen Gebrauchsmuster 6 909 499 und 1 769 476 bekannt, bei denen jedoch das aus elastischem Werkstoff bestehende Dichtungsteil als Ganzes zwischen einer Schließ- und Offenlage bewegbar ist.Such closures are for example by the French patents 1498 875 and 1461569 and the German utility models 6 909 499 and 1 769 476 are known, but in which the sealing part made of elastic material as a whole between a closed and an open position is movable.

Ferner ist durch die USA.-Patentschrift 3 320 097 ein ringförmiges Dichtungsteil bekannt, das zum Freilegen der Entgasungsöffnung gedehnt wird. Bei den bekannten Bauarten wird die Entgasungscffnung während des gesamten Abblasens voll geöffnet, und zwar mit einem Querschnitt, der weit größer ist als zur Abführung der Gase erforderlich ist. Hierdurch besteht die Gefahr, daß Elektrolyt nach außen gelangen kann, wie auch Luft von außen in das Zellengefäß eindringen kann, dessen Kohlensäuregehalt dem Akkumulator schädlich ist.Furthermore, from US Pat. No. 3,320,097, an annular sealing part is known which can be used to expose the vent opening is stretched. In the known designs, the degassing opening fully open during the entire blow-off, with a cross-section that is far larger than is required to discharge the gases. This creates the risk of electrolyte escaping to the outside can, just as air can penetrate from the outside into the cell vessel, its carbonic acid content to the Accumulator is harmful.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verschluß der eingangs erwähnten Art so weiter auszugestalten, daß bei der Entlüftung zum Absenken des Druckes im Zellengefäß der Austritt von Elektrolyt und der Eintritt von Luft verhindert ist.The invention is based on the object of further developing a closure of the type mentioned at the beginning, that when venting to lower the pressure in the cell vessel, the escape of electrolyte and the entry of air is prevented.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Dichtungsteil als Dichtungskörper aus elastisch verformbarem Werkstoff mit einem konvexen Teil in eine die Entgasungsöffnung des Zellendeckeis umgebende konkave Ausnehmung paßt, zwischen der Ausnehmung und dem Halter unter Druck gehalten und ohne Anheben des Dichtungskörpers als Ganzes nach beendetem Ausströmen des Gases wieder dicht verschlossen ist.This object is achieved according to the invention in that the sealing part consists of a sealing body elastically deformable material with a convex part in the degassing opening of the cell ceiling surrounding concave recess fits between the recess and the holder under pressure held and again without lifting the seal body as a whole after the gas has stopped flowing out is tightly closed.

Der Weg für das austretende Gas wird also nicht völlig geöffnet, sondern durch örtliche Verformung des Dichtungsteils im Bereich der austretenden Gasblase geschaffen, während der nicht verformte Teil die Abdichtung aufrecht erhält.So the way for the escaping gas will not be completely open, but through local deformation of the sealing part in the area of the exiting gas bubble created while the undeformed part maintains the seal.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vo: ge sehen, daß der Dichtungskörper einen kegelstumpfförmigen Teil mit einer den konvexen Teil bildenden abgerundeten Spitze aufweist. Bei einer anderen Au> führungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Dichtungskörper eine Kugel ist, die mit einem Teil ihrer Oberfläche in die konkave Ausnehmung im Zellendeckel paßt.In a further embodiment of the invention it is seen that the sealing body has a frustoconical part with a rounded tip forming the convex part. In another embodiment of the invention it is provided that the sealing body is a ball which fits with part of its surface into the concave recess in the cell cover.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigtExemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. It shows

Fig. 1 eine zum Teil geschnittene Seitenansicht eines Akkumulators mit einem Verschluß nach ik r Erfindung.Fig. 1 is a partially sectioned side view of an accumulator with a closure according to the invention.

Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine andere Au^- führungsfor. des Dichtungskörpers.Fig. 2 is a partial section through another Au ^ - leadership for. of the seal body.

Der in Γ i g. 1 dargestellte Nickel-Cadmium-Akkumulator enthält positive und negrtive Platten 10, die in einem abgedichteten Behälter enthalten sind, der aus einem Zellengefäß 11 aus nickelplattiertem Stahl und einem Zellendeckel 12 aus Stahl gebildet ist, wobei zwischen dem Zellengefäß und dem Zellendeckt'. eine übliche Gadichtung 13 vorgesehen ist. Der Zellendeckel 12 ist durch elektrisch leitende Streifen 17 mit den positiven Platten verbunden, während das Zellengefäß durch nicht gezeichnete elektrische Verbindungen an die negativen Platten angeschlossen ist.The in Γ i g. 1 shown nickel-cadmium accumulator contains positive and negative plates 10 contained in a sealed container, the is formed from a cell vessel 11 made of nickel-plated steel and a cell cover 12 made of steel, wherein between the cell vessel and the cell cover '. a conventional gas seal 13 is provided. The cell lid 12 is covered by electrically conductive strips 17 connected to the positive plates, while the cell vessel by electrical connections, not shown connected to the negative plates.

Die ringförmige Gasdichtung 13 besteht aus elektrisch isolierendem Werkstoff, z. B. Polyamid, und trennt die gebildeten elektrischen Pole des Akkumulators voneinander. Die Gasdicht., ης 13 umfaßt den Rand des Zellendeckels 12 und liegt unten gegen eine Sicke 14 am Zellengefäß 11 an, während sie oben gegen einen nach dem Einsetzen des Zellendeckels 12 radial nach innen umgebördelten Ringflansch 15 anliegt. Zur Verbesserung der Abdichtung kann die Gasdichtung 13 mit einem Füllstoff bekleidet sein, z. B. mit vor dem Zusammenbau aufgebrachtem Bitumen.The annular gas seal 13 consists of an electrically insulating material, for. B. polyamide, and separates the formed electrical poles of the accumulator from each other. The gas tight., Ης 13 includes the edge of the cell cover 12 and lies at the bottom against a bead 14 on the cell vessel 11, while at the top against an annular flange 15 which is flanged radially inward after the insertion of the cell cover 12. To improve the seal, the gas seal 13 can be clad with a filler, z. B. with bitumen applied before assembly.

Beim Aufladen des Akkumulators bildet sich an den positiven Platten Sauerstoff, und um einen Druckanstieg in dem Zellengefäß über einen vorgegebenen Wert zu unterbinden, ist eine Entgasung vorgesehen, die erfindungsgemäß so ausgebildet ist, daß sie nach dem Auslassen von Sauerstoff sofort wieder abdichtend schließt, um weitere Verluste an Sauerstoff oder Elektrolyt zu verhindern, und das Eintreten von Luft auszuschließen, die für den Akkumulator schädliche Kohlensäure enthält.When the battery is charged, oxygen is formed on the positive plates and around one To prevent pressure increase in the cell vessel above a specified value, degassing is provided. which, according to the invention, is designed so that it is restored immediately after the oxygen has been released sealingly closes to prevent further loss of oxygen or electrolyte, and entry to exclude from air which contains carbon dioxide harmful to the accumulator.

Hierzu enthält der Zellendeckel 12 eine Entgasungsöffnung 20, die von ein^r konkaven Ausnehmung 19 in der oberen Fläche des Zellendeckels 12 ausgeht. Diese Ausnehmung bildet einen Ventilsitz für eine konvexe Fläche 25 an einem Dichtungskörper 23 aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, der die Entgasungsöffnung 20 verschließt. Der Dichtungskörper 23 ist von einem napfartigen Halter 21 überdeckt, der mit der oberen Fläche des Zellendekkels 12, beispielsweise durch Punktschweißen, verbunden ist. Im Ausführungsbeispiel enthält der Halter 21 zusätzlich eine Gasauslaßöffnung 22. Die Höhe des Halters 21 ist auf den Dichtungskörper 23 so ab-For this purpose, the cell cover 12 contains a degassing opening 20 which is formed by a concave recess 19 goes out in the upper surface of the cell cover 12. This recess forms a valve seat for a convex surface 25 on a sealing body 23 made of an elastically deformable material, which closes the degassing opening 20. The sealing body 23 is supported by a cup-like holder 21 covered, which is connected to the upper surface of the cell cover 12, for example by spot welding is. In the exemplary embodiment, the holder 21 additionally contains a gas outlet opening 22. The height of the holder 21 is on the sealing body 23 so

if-if-

gestimmt, daß letzterer gegen die konkave Fläche der Ausnehmung 19 unter Druck gehalten wird und gegen ein Ausweichen gesichert ist Bei Überschreiten eines vorgegebenen Gasdruckes im Zellengefäß 11 verformt sich der Dichtungskörper 23, um im Bereich der Ausnehmung 19 einen Weg für das Gas freizugeben, der soujrt bei Beenden des Abströmens des Gases wieder dicht verschlossen wird. Dieses Öffnen der Entgasungsöffnung 20 erfolgt also ohne ein Anheben des Dichtungskörpers 23 als Ganzes. Es wurde festgestellt, daß durch diese Ausbildung das Wieder- \ erschließen der Entgasungsöffnung 20 schnell und zuverlässig erfolgt, so daß Kohlensäure nicht in das ZcitengeFäß gelangen kann. Das abströmende Gas gehmgt über den Halter 21 ins Freie. Dies kann bei (<·.!> <τ gasdichten Verbindung des Halters21 mit dem /.:;cndeckel 12 allein durch die Gasauslaßöffnung :; . i folgen, die aber entbehrlich sein kann, wenn der i',. ter21 nicht gasdicht mit dem Zellender'cel 12 verbinden wird.agreed that the latter is kept under pressure against the concave surface of the recess 19 and is secured against evasion at the end of the outflow of the gas is tightly closed again. This opening of the degassing opening 20 thus takes place without lifting the sealing body 23 as a whole. It has been found that this design allows the degassing opening 20 to be re-opened quickly and reliably, so that carbonic acid cannot get into the ZcitengeVessel. The outflowing gas is released through the holder 21. This can follow with (<·.!><Τ gas-tight connection of the holder21 with the /.:;cndeckel 12 through the gas outlet opening:;. I, but this can be dispensed with if the i ',. Ter21 is not gas-tight with the Zellender'cel 12 will connect.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 liegt der [i^htungskörper 23 mit einer ebenen Fläche gegen (' η Halter 21 an und hat neben diesem einen zylindrischen Teil 26. Die· ■:% geht in einen kegelstumpff.'-rmigen Teil 27 übei, an den sich ein abgerundeter 1 jil 28 anschließt, an dem die konvexe Fläche 25 ge-ί ;det ist, die gerben die konkave Ausnehmung 19 des 7 jllendeckels 12 anliegt.In the embodiment according to FIG. 1, the guide body 23 rests with a flat surface against the holder 21 and has a cylindrical part 26 next to it. The % goes into a frustoconical part 27 , which is followed by a rounded 1 jil 28, on which the convex surface 25 is ge-ί; det, which tans the concave recess 19 of the 7 jllendeckels 12 rests.

Dei der abgewandelten Bauform nach Fig. 2 hat der Dichtungskörper die Form einer Kugel 23a, die zwischen dem Halter 21 und der konkaven Ausnehmung 19 eingespannt ist. Diese Kugel 23 a weist einen über einen Größtkreis reichenden Bund 24 auf. Wird die Kugel aus zwei Teilen als Preßteil hergestellt, so befindet sich der Bund 24 im Bereich der Trennebene, so da3 der Grat an der Trennfläche nicht in den Bereich der konkaven Ausnehmung 19 gelangen kann. Die konvexe Fläche 25 des Dichtungskörpers wird in diesem FaIh durch einen Teil der Oberfläche der Kugel 23 α gebildet.In the modified design according to FIG. 2, the sealing body has the shape of a ball 23 a, which is clamped between the holder 21 and the concave recess 19. This ball 23 a has a collar 24 extending over a maximum circle. If the ball is produced from two parts as a pressed part, the collar 24 is located in the area of the parting plane, so that the burr on the parting surface cannot get into the area of the concave recess 19. The convex surface 25 of the sealing body is formed in this case by part of the surface of the ball 23 α .

Bei der Auswahl des Werkstoffs für Dichtungsieil 23 oder 23 α muß zunächst der Wert des Druckes berücksichtigt werden, bei dem Gas entweichen soll. Hieraus ergibt sich Formgebung, Abmessung und Art des Werkstoffs, um die erforderliehe Verformung des Dichtungsteils bei diesem Druck zu erhalten. Diese Verformung ist so zu bestimmen, daß bei Druckentlastung die Rückverformung in die ursprüngliche Ge-When selecting the material for the sealing cable 23 or 23 α , the value of the pressure at which the gas is to escape must first be taken into account. This results in the shape, dimensions and type of material in order to obtain the required deformation of the sealing part at this pressure. This deformation is to be determined in such a way that when the pressure is relieved, the deformation back to the original shape

S stalt schnell erfolgt.S stalt takes place quickly.

Der für den Dichtungskörper verwendete Werkstoff soll unempfindlich gegen Alkalien sein, damit er vom Elektrolyten des Akkumulators nicht beschädigt werden kann. Chloroprenkautschuk ist für diesen ZweckThe material used for the sealing body should be insensitive to alkalis so that it is from The electrolyte of the accumulator cannot be damaged. Chloroprene rubber is made for this purpose

ίο besonders geeignet. Zu bevorzugen ist ein schwefelfreier modifizierter Chloroprenkautschuk, dem verschiedene erwünschte Zusätze beigemischt werden können, um folgende Eigenschaften zu erhalten:ίο particularly suitable. A sulfur-free one is preferable modified chloroprene rubber to which various desired additives are mixed to obtain the following properties:

'5 Härte 52°I.R.H.'5 hardness 52 ° I.R.H.

(International Rubber Hardness Digrees)(International Rubber Hardness Digrees)

Zugfestigkeit 171 kg/cm-Tensile strength 171 kg / cm

Elastizitätsmodulmodulus of elasticity

bei 300 °/o Dehnung 63 kg/cm-'at 300 ° / o elongation 63 kg / cm- '

Bruchdehnung (i50%>Elongation at break (i50%>

a₅ Bfeibende Verfoimunga ₅ Lasting filming

bei 70° C 17,4<Voat 70 ° C 17.4 <Vo

Torsionsmodul bei ~20~ C _
Torsionsmodul bei +20⁰CTorsional modulus at ~ 20 ~ C _
Torsional modulus at +20 ⁰ C

Die Zusätze bestehen aus Antioxydationsmitteln,The additives consist of antioxidants,

Weichmachern, Schmiermitteln und Härtemitteln. DiePlasticizers, lubricants and hardeners. the

Dichtungskörper werden aus einem solchen WerkstoffSealing bodies are made from such a material

unter Druck und Wärme während einer bestimmten Zeit gepreßt.pressed under pressure and heat for a certain time.

Es können auch andere Werkstoffe für die Dichtungskörper verwendet werden, wie z. B. Äthylen-Propylen-Gummi, Butylgummi, Thiokol oder Polyurethane, die in entsprechender Weise auf die gewünschten Eigenschaften einzustellen sind.Other materials can also be used for the sealing body, such as, for. B. Ethylene Propylene Rubber, Butyl rubber, Thiokol or Polyurethane, which in a corresponding manner to the desired Properties are to be set.

Die Dichtungskörper sind einfach in der Herstellung, also billig, und leicht zu montieren. Sie arbeiten in zuverlässiger Weise und unterstützen damit, daß der Akkumulator eine höhere Lebenszeit erhält.The sealing bodies are simple to manufacture, that is to say cheap, and easy to assemble. they work in a reliable manner and thus help ensure that the accumulator has a longer service life.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Closure for gas-tight accumulators with a cup-shaped cell vessel and a Cell cover with vent opening and a sealing part that is attached to a holder on the cell cover is set, characterized in that that the sealing part as a sealing body (23) made of elastically deformable material with a convex part (25) in one surrounding the degassing opening (20) of the gauge cover (12) concave recess (19) fits, held between the recess (19) and the holder (21) under pressure and without lifting the Sealing body (23) as a whole tightly closed again after the gas has finished flowing out is.

2. Closure according to claim 1, characterized in that the sealing body (23) has a frustoconical part (27) with one of the convex Has part (25) forming rounded tip (28).

3. Closure according to claim I, characterized in that the sealing body is a ball (23 a) which fits with part of its surface in the concave recess (19) in the cell end (12)