DE2057549A1

DE2057549A1 - Saeureabgabevorrichtung fuer im trockenen Zustand aufgeladene Sammlerbatterien

Info

Publication number: DE2057549A1
Application number: DE19702057549
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung R Antrag
Original assignee: Gould Inc
Current assignee: Gould Inc
Priority date: 1969-11-24
Filing date: 1970-11-23
Publication date: 1971-06-09
Also published as: LU62102A1; FR2069503A5; NL7017127A; JPS5035212B1; BE758984A; CA974583A; US3643834A

Description

Dipl.-lng. W. PAAP 8 MÖNCHEN Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH sMmderWrae.ίο

Dipl.-lng. K. GUNSCHMANN ^ ^108ΐυ Dr. rer. nat. W. KÖRBER

Patentanwälte ²³° November

GOUID IHO.
Highway-HO, Mendota Heights
Minnesota, V.St.A.

Patentanmeldung

Säureabgabevorriohtung für im trockenen Zustand aufgeladene Sammlerbatterien

Gegenwärtig befinden sich zwei bekannte Bauarten von Blei/Säure-Sammlerbatterien in Gebrauch, Bei der ersten Bauart handelt es sich um im nassen Zustand aufgeladene Batterien. Da solche Batterien gelagert werden, während sich ein wässeriger Elektrolyt, der Schwefelsäure enthält, in Berührung mit den Platten befindet, verlieren diese Batterien langsam ihre Ladung, so daß sie periodisch wieder aufgeladen werden müssen. Bezüglich dieser Batteriebauart ist ferner bekannt, daß sie im Vergleich asu anderen Batterien nur eine kürzere Lebensdauer erreichen, waeauf Korrosionsvorgänge sowie darauf zurückzuführen ist, daß die Batterieplatten während der Lagerung sulfatiert werden. Um diese Nachteile zu vermeiden, wurden im trockenen Zustand aufgeladene Batterien entwickelt.

Solche im trockenen Zustand geladenen Batterien werden vondem Elektrolyten getrennt gelagert, und sie werden dadurch aktiviert, daß ihnen Säure oder Wasser zugeführt wird. Da es lästig ist, die Säure gesondert zu handhaben, werden

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mit Wasser aktivierbare Sammlerbatterien bevorzugt. Bis jetzt werden zwei verschiedene Verfahren angew endet, um mittels Wasser aktivierbare Batterien herzustellen. Bei dem ersten Verfahren wird ein Behälter für die Säure in dem Batteriebehälter oder Kasten angeordnet. Dieser Behälter wird nach dem Einfüllen von Wasser in den Batteriekasten durchstoßen oder aufgerissen, derartige Behälter haben sich in der Praxis Jedoch nicht bewährt, da es schwierig ist, den Säurebehälter in der richtigen Weise zu öffnen, üin weiterer Nachteil besteht bei diesen Batterien darin, daß der Elektrolyt in einem erheblichen Ausmaß aufbrausen und zischen kann, wenn die Säure plötzlich mit dem Wasser gemischt wird, wie es beim Öffnen des Behälters geschieht. Ein weiterer Kachteil besteht darin, daß die Batterieplatten beschädigt und unbrauchbar gemacht werden können, wenn die konzentrierte Schwefelsäure in Berührung mit den Platten kommt, wie es geschehen kann, wenn der Behälter zufällig geöffnet wird, bevor der Batterie Wasser zugeführt worden ist. Ua diese Schwierigkeiten zu vermeiden, wird ein zweites Verfahren angewendet, bei dem die Säure dadurch in ihrer Lage gehalten wird, daß sie mit einem Gel oder einem anderen Material gemisvht wird, das die Säure absorbiert und sie auf diese Weise außer Berührung mit den Batterieplatten hält. Wenn solche Gele verwendet werden, besteht eine Schwierigkeit darin, daß es häufig erforderlich ist, eine große Menge eines nicht aktiven Gelbildungsmittels jbu verwenden, das in der Batterie verbleibt, wenn die Batterie in Gebrauch genommen und zu diesem Zweck aktiviert wird. In vielen fällen löst sich dieses Gelbildungsmittel in dem Elektrolyten nicht auf, so daß ein Rückstand verbleibt, der das einwandfreie Arbeiten der Batterie verhindert· Ferner wurde festgestellt, daß bei der Verwendung bestimmter Gelbildungsmittel lösliche Bestandteile in die Batterie gelangen, die sich schädlich auf das Betriebsverhalten bzw· die Leistung der Batterie auswirken. Eine weitere Schwierigkeit, die bei der Verwendung festgelegter Elektrolyten auftritt, besteht in der Gefahr, daß das Gel während der Lagerung Flüssigkeit

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ausschwitzt. Diese bei Gelen auftretende Erscheinung wird als Synerese bezeichnet. Die ausgeschwitzten Säuretröpfchen können in Berührung mit den Platten kommen und zu Korrosionserscheinungen Anlaß geben, so daß die Batterie vorzeitig beschädigt wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen ne artigen, die darin enthaltene Säure langsam abgebenden Behälter zu schaffen, bei dem alle vorstehend genannten Schwierigkeiten vermieden sind·

Ferner sieht die Erfindung Maßnahmen vor, um einen Säurebehälter auf regelbare Weise zu öffnen. Gemäß der Erfindung wird jede Öffnung des Säurebehälters durch eine f säurefeste geschmeidige Dichtung geschlossen gehalten, und diese Dichtung wird durch einen in Wasser löslichen Stopfen in ihrer Lage gehalten, über der Behälteröffnung ist eine Schraubkappe oder ein anderes Vers hlußteil angeordnet, um den Stopfen in seiner Lage zu halten. Die Schraubkappe oder dergleichen ist mit Öffnungen versehen, damit Wasserin sie eintreten und den Stopfen auflösen kann. Sobald derStopfen zerfallen ist, kann die Dichtung herabfallen, woraufhin das Wasser in ein gelochtes Kohr oder einen Kanal eintritt, der in der Säure in dem Behälter angeordnet ist, wobei das Wasser durch Offnungen der Verschlußkappe strömt. Wie aus der folgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele λ der Erfindung ersichtlich, können Haltemittel vorgesehen sein, welche die Dichtung derart festhalten, daß sie durch eine Zugkraft von der Öffnung entfernt wird, sobald der in Wasser lösliche Stopfen zerfallen ist. Somit sieht die Erfindung eine verbesserte, durch Zuführen einer Flüssigkeit betätigbare Vorrichtung zum Abgeben von Säure vor. Ferner sieht die Erfindungeine verbesserte, mit Hilfe von Wasser aktivierbare Säureabgabevorrichtungf ür im trockenen Zustand aufgeladene Batterien vor.

Die Erfindung undvorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Handschematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

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Pig. 1 zeigt sdiematisch in einem senkrechten Schnitt eine typische, im trockenen Zustand aufgeladene Sammlerbatterie, in deren Kasten ein erfindungsgemäßer Säurebehälter angeordnet ist.

Pig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Säurebehälter in einem größeren Maßstab in einer teilweise als Schnitt gezeichneten Seitenansicht.

Fig. 3, M- und 5 zeigen in einem noch größeren Maßstab jeweils in einem Teilschnitt mehrere Weiterbildungen der Erfindung.

In Pig. 1 erkennt man eine typische, im trockenen Zustand aufgeladene Batterie mit einem Kasten 10, der mehrere Platten 12 enthält, welche mit zwei Anschlußklemmen 14 und 16 verbunden sind. In dem Batteriekasten 10 ist in einem dafür vorgesehenen Raum ein Säufcebehälter 18 angeordnet. Gemäß Pig. 1 ist der Säurebehälter im linken Teil des Batteriekastens in einer eigens zu diesem Zweck vorgesehenen Kammer untergebracht. Der Behälter 18 ist mit Hilfe von zwei mit Gewinde versehenen Kappen 20 verschlossen, deren Einzelheiten im folgenden an Hand von Pig. 2 bis 5 näher beschrieben werden.

Pig. 2 zeigt den Säurebehälter 18 in einer teilweise als Längsschnitt gezeichneten Seitenansicht. Der Behälter 18 kann aus einem beliebigen säurefesten Werkstoff bestehen. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Behälter aus einem Kunststoff hergestellt. An jedem Ende des Behälters 18 ist eine Öffnung vorgesehen, die von einem Gewindeabschnitt umgeben ist, auf den jeweils eine von zwei mit Innengewinde versehenen Verschlußkappen 20 aufgeschraubt werden kann. Um zu gewährleisten, daß die trockene Säure 26 langsam freigegeben wird, ist in den Behälter 18 ein geöochtes Rohr 24 eingebaut, das sich zwischen den beiden Behälteröffnungen erstreckt. Das gelochte Rohr 24 bietet eine große Pläche dar,

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an welcher das Wasser in Berührung mit der Säure kommt, und es ermöglicht ein langsames Mischen der Saure und des Wassers innerhalb des Rohrs, wenn sich ein Verschlußstopfen "bzw. ein Einlagestück 32 in dem Wasser auflöst. Infolgedessen wird ein plötzliches Aufbrausen bzw. eine schnelle Reaktion vermieden, so daß keine Säure auf die Batterieplatten, gespritzt wird. Vielmehr spielt sich der Mischvorgang in dem Rohr 24 ab, so daß die Platten 12 geschützt werden. Das Rohr 24 kann aus Polypropylen oder einem anderen säurefesten Werkstoff hergestellt sein, der für Wasser durchlässig gemacht werden kann. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, auf welche Weise der Stopfen 32 zur Wirkung kommt, um die Säure frei- λ zugeben.

Pig. 3 zeigt in einem größeren Maßstab eine der von einem Außengewinde umgebenen Üffnungen des Behälters 18. Eine dünne Dichtung 30 oder dergleichen dient dazu, das benachbarte Ende des Rohrs 24 und die zugehörige Öffnung des Behälters 18 dicht zu verschließen. Die Dichtung 30 kann aus Gummi oder einem beliebigen anderen elastischen säurefesten Werkstoff hergestellt sein. Diese Dichtung ist durch einen in Wasser löslichen Stopfen 32 unterstützt, der die U_nterseite der Dichtung 30 überdeckt und gegenüber der benachbarten Öffnung des Behälters angeordnet ist. Der Stopfen 32 ist durch eine Kappe 20 in ihrer Lage gehalten, die mit einem % Innengewinde 33 versehen und auf das Außengewinde des Behälters aufgeschraubt ist. Die Kappe 20 kann aus einem beliebigen Werkstoff bestehen, doch ist sie vorzugsweise aus einem Kunststoff hergestellt. Die Kappe 20 weist gemäß i'ig. 3 mehrere üffnungen auf und ist z.B. mit zwei üffnungen 34· versehen. Wenn der Batteriekasten 10 Wasser gefüllt hat, tritt Wasser in die Öffnungen 34- ein, so daß es in Berührung mit dem auflösbaren Stopfen 32 kommt. Es stehen zahlreiche chemische Massen zur Verfügung, aus denen der Stopfen hergestellt werden kann. Beispielsweise kann man den Stopfen aus Natriumcarbonat oder aus einer von verschiedenen brauchbaren Kombinationen von Säuresalzen und Carbonaten bestehen, die

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stark aufbrausen und sich schnell auflösen, wenn sie mit Wasser in Berührung kommen.

Sobald sich der Stopfen 32 aufgelöst hat, fällt die Dichtung 30 herab, so daß sie die benachbarte Öffnung des Behälters freigibt, und daß die Säure 26 aus dem Behälter über die Öffnungen 34 der Kappe entweichen kann. Hierbei werden somit die Säure und das Wasser in dem Rohr 24 mit einer geregelten mäßigen Geschwindigkeit gemischt. Ferner beginnt der Mischvorgang schon nach Ablauf einer kurzen Zeitspanne, nachdem die Batterie mit Wasser gefüllt und wieder geschlossen worden ist. Somit wird eine etwa entstehende klene Gasmenge, die sich während des Mischvorgangs bildet, zuerst durch das Rohr 24· und dann durch den geschlossenen Batteriekasten zurückgehalten, so daß die Person, die die Batterie mit Wasser füllt, nicht gefährdet wird. Bei dieser vereinfachten Ausführungsform nach Fig. 3 besteht die Gefahr, daß die Dichtung 30 nicht von dem Behälter 18 abfällt; dies gilt insbesondere dann, wenn das Rohr 24 so angeordnet ist, daß sich die Dichtung 30 am oberen Ende des Rohrs befindet. Die Erfindung sieht jedoch mehrere Weiterbildungen vor, bei denen Gewähr dafür besteht, daß die Dichtungsmittel $0 von dem Rohr abgehoben werden.

Fig. 4 zeigt eine Anordnung ähnlich derjenigen nach Fig. 3» bei der jedoch verschiedene Abänderungen vorgesehen sind. Die Dichtungsmittel bzw. die Dichtung 30 nach Fig. 3 ist gemäß Fig. 4 durch ein gespanntes endloses Band 36 aus Gummi ersetzt, as gleichzeitig die Dichtungsmittel für den Behälter 18 und eine Spannvorrichtung bildet, die gewährleistet, daß die Säure 26 freigegeben wird. Wenn sich bei der Ausführungsform nach Fig. 4 der Stopfen 32 auflöst,eieht sich das endlose Gummiband 36 zusammen, so daß es eine Lage einnimmt, in der es durch einen Abstand von der benachbarten Öffnung des Behälters 18 getrennt ist. Somit kann der die eigentliche Dichtung bildende Abschnitt desGummibandes die Behälteröffnung nicht mehr verschließen, während bei der

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Ausführungsform nach Pig. 3 die Gefahr besteht, daß sich, die Dichtung nicht von dem Behälter abhebt. Die Kappe 21 nach EIg. 4 unterscheidet sich von der Kcppe 20 nach. Fig. 3 dadurch, daß sie mit zwei Schlitzen versehen ist, so daß man das endlose Gummiband 36 um den Stopfen 32 und die Außenfläche der Kappe herumlegen kann. Ferner sei bemerkt, daß zusätzlich, zu den Schlitzen auf beiden Seiten WassereintrittsÖffnungen 34- in der Stirnwand der Kappe 21 ausgebildet sind.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in

Fig. 5 dargestellt. Gemäß Fig. 5 ist die Dichtung 30 mit ei- λ nem gespannten Schaft 42 verbunden, der durch eine Öffnung in der Mitte eines in Wasser löslichen Stopfens 40 und eine damit gleichachsige kleine Öffnung einer anders geformten Verschlußkappe 23 ragt. Der in Wasser lösliche Stopfen 40 zerfällt wiederum, sobald er mit W; sser in Berührung kommt· Wenn sich der Stopfen 40 auflöst, zieht sich der gespannte Schaft 42 aus Gummi' zusammen, so daß er die Dichtung 30 von der benachbarten Mündung des Behälters 18 abhebt, um es der Säure 26 zu ermöglichen, sich mit dem Wasser zu mischea.

Ansprüche:

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Claims

ANSPRÜCHE

1.) Mittels Wasser aktivierbare Säureabgabevorrichtung zur Verwendung bei mittels Wasser aktivierbaren, im trockenen Zustand aufgeladenen Sammlerbatterien, gekennzeichnet durch einen säurefesten Behälter (18) ait Mindestens einer Öffnung, der so geformt ist, daß er innerhalb einer Sammlerbatterie angeordnet werden kann, sowie durch einen für Wasser durchlässigen Kanal (24), der in dem Behälter angeordnet und mit Öffnungen des Behälters verbunden ist, so daß der Kanal eine relativ große Fläche aufweist, die in Berührung mit der Säure (28) steht, und die dazu dient, die Säure in dem Behälter in ihrer Lage zu halten.

2. Säureabgabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der für Wasser durchlässige Kanal ein in dem Behälter (18) angeordnetes gelochtes Kohr (24) umfaßt.

3. Säureabgabevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (18) zwei öffnungen aufweist und sich das gelochte Kohr (24) von der einen Öffnung zur anderen Öffnung erstreckt.

4. Mittels Wasser aktivierbare Säureabgabevorrichtung zur Verwendung bei mittels Wasser aktivierbaren, im trockenen Zustand aufgeladenen Sammlerbatterien, gekennzeichnet durch einen säurebeständigen Behälter (18) mit mindestens einer Öffnung, der so geformt ist, daß er im Inneren einer Batterie angeordnet werden kann, säurebeständige Dichtungsmittel (30), die so angeordnet sind, daß sie die Öffnungen des Behälters verschließen, in Anlage an den Dichtungsmitteln angeordnet, in Wasser lösliche Stopfenmittel (32j 40), sowie Verschlußmittel (20} 21;23), die an dem Behälter über den Stipfenmitteln befestigbar sind, so daß sie die

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Stopfenmittel gegen die Dichtungsmittel drücken undden Behälter dicht verschließen, bis der Batterie Wasser zugeführt wird, durch das die Stopfenmittel aufgelöst werden.

5. Säureabgabevorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen in dem Behälter (18) angeordneten, für Wasser durchlässigen Kanal (24), der mit den Öffnungen des Behälters verbunden ist und dazu dient, die Säure (26) in dem Behälter in ihrer Lage zu halten und eine relativ große Berührungsfläche mit der Säure zu bilden.

6. Säure abgabevorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch unter. Spannung stehende elastische Haltemittel (36j42), die mit den Verschlußmitteln (21 j 23) und den Dichtungsmitteln (36; 30) so verbunden sind, daß sie auf die Dichtungsmittel eine Zugkraft ausüben, um sie von den Mündungen der Behälteröffnungen abzuheben, sobald sich die Stopfenmittel (32} 40) auflösen.

7. Säureabgabevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Haltemittel einen unter Spannung stehenden Bchaft (42) aus Gummi umfassen, der sich von den Verschlußmitteln (23) aus durch die Stopfenmittel (40) hindurch zu den Dichtungsmitteln (30) erstreckt.

8. Säureabgabevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Haltemittel und die Dichtungsmittel gemeinsam durch ein endloses Band (36) aus Gummi gebildet sind, das einen Teil der zugehörigen Verschlußmittel (21) und die Stopfenmittel (32) umschließt und einen Abschnitt umfaßt, der so geformt ist, daß er die benachbarte Behälteröffnung verschließen kann·

9. Säureabgabevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (18) eine erste und eine zweite Öffnung atffweist, die durch mit Außengewinde versehene Abschnitte des Behälters gebildet sind, daß die Dichtungs-

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mittel relativ weiche Gummidichtungen (50) umfassen, die über den Bt-hälteröfinungen angeordnet sind, daß die Verschlußmittel mit Innengewinde versehene Kappen (20j 23) umfassen, fiie auf die Gewindeabschnitte aufschraubbar sind, daß die Kappen mit Öffnungen (34) zum Zuführen von Wasser versehen sind, daß der für Wasser durchlässige Kanal ein gelochtes Kohr (24) umfaßt, das sich von der ersten Behälteröffnung zu der zweiten Behälteröffnung erstreckt, und daß die löslichen Stopfenmittel in Wassej? löslichen Tabletten oder Preßkörper (32) umfassen, die so geformt sind, daß sie in die Kappen passen.

10. Säureabgabevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die in Wasser löslichen Tabletten oder Preßkörper (32) aus einer von mehreren möglichen Kombinationen von Säuresalzen und Carbonaten bestehen.

11. Säureabgabevorrichtung nach Anspruch 9» gekennzeichnet durch unter Spannung stehende elastische Haltemittel (36; 42), diemit er Dichtung (36; 30) und der Kappe (21;23) verbunden sind und dazu dienen, auf die zugehörige Dichtung eine Zugkraft auszuüben und die Dichtung von der zugehörigen Behälteröffnung abzuheben, sobald sich, die (Tabletten oder Preßkörper (32) auflösen.

12® Säureabgabevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Haltemittel unter Spannung stehende Schäfte (42) aus Gummi umfassen, die sich von den Kappen (23) aus durch Öffnungen der Tabletten oder Preßkörper (30) zu den zugehörigen Dichtungen (30) erstrecken.

13· Säureabgabevorrichtung nach. Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Haltemittel und die Dichtungen gemeinsam durch ein endloses Band (36) aus Gummi gebildet sind, das einen Teil der zugehörigen Kappe (21) und den zugehörigen Preßkörper (32) umschließt und einen Abschnitt umfaßt, der so geformt ist, daß er die Aufgabe dererwähnten Dichtung erfüllt.