DE2302348A1

DE2302348A1 - Entgasungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2302348A1
Application number: DE2302348A
Authority: DE
Inventors: Robert Retif
Original assignee: SAFT Societe des Accumulateurs Fixes et de Traction SA
Current assignee: SAFT Societe des Accumulateurs Fixes et de Traction SA
Priority date: 1972-01-19
Filing date: 1973-01-18
Publication date: 1973-07-26
Also published as: FR2168189B1; GB1395091A; FR2168189A1

Description

Feg.-Hr. SA 129 6233 Kelkheim, don 16.1.1973

EAP-Fri/Mar

Societe des Accunulateurs Fixes et de Traction 156 Avenue de Metz, 93 Romainville, Frankreich

Entgasungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Entgasungsvorrichtung mit einem-Rohr, das einen Boden und wenigstens eine Öffnung besitzt, insbesondere für galvanische Elemente mit flüssigem Elektrolyten.

Gemäß der Erfindung sollen die sich in einem abgeschlossenen Raum, insbesondere innerhalb eines galvanischen Elementes, bildenden Gase nach außen abgeführt v/erden.

Insbesondere soll eine erfindungsgemäße Entgasungsvorrichtung einen Elektrolytaustritt sowohl in der Normalstellung als auch in Kopfstellung eines galvanischen Elementes verhindern.

Au* der FR-PS 997 560 ist bereits eine Entgasungsvorrichtung für Akkumulatoren bekannt. Sofern das Elektrolytvolumen kleiner ist als die Hälfte des innerhalb des Akkumulators zur Verfügung stehenden Volumens, genügt eine einfache an der richtigen Stelle angebrachte Eintrittsöffnung.Durch diese Maßnahme ist es jedoch erforderlich, die Abmessungen des Akkumulators größer auszulegen. Ist die Elektrolytmenge größer als die Hälfte des zur Verfügung stehenden Volumens, kann man eine Kammer mit zwei Eintrittsöffnungen vorsehen, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind und von denen wenigstens eine durch eine schwere, im Innern der Kammer angeordnete Flüssigkeit verschlossen ist. Durch die Verwendung einer Flüssigkeit eines großen spezifischen Gewichts und durch die erforderlichen kapillaren Abmessungen der,Öffnungen wird eine solcho Vorrichtung sehr auf v/endig.

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Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der obengenannten Entgasungsvorrichtungen zu vermeiden und sine Entgasungsvorrichtung mit einem Rohr, das einen Boden und wenigstens eine Öffnung besitzt, insbesondere für galvanische Elemente mit •flüssigen Elektrolyten, zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein bewegliches Gleitstück zwischen zwei Stellungen entlang des Rohres verschiebbar angeordnet ist und daß die Öffnungen über das Gleitstück verschließbar sind.

In der Normalstellung des galvanischen Elementes sind die oberhalb des Elektrolytspiegels angeordnete Öffnungen durch das Gleitstück freigelegt, um die Entweichung der Gase zu ermöglichen. Erfindungsgemäß kann dabei das Rohr eine Öffnung besitzen es können jedoch auch mehrere am Umfang des Rohres verteilte Öffnungen angeordnet sein. In Kopfstellung des galvanischen Elementes sind die Öffnungen, die sich unterhalb des Elektrolytspiegels befinden, durch das bewegliche Gleitstück verschlossen, um zu verhindern, daß der Elektrolyt ausläuft.

Sollen die Gase auch in Kopfstellung des galvanischen Elementes entweichen können, so wird erfindungsgemäß wenigstens eine weitere Öffnung am Boden des Rohres oder in Bodennähe angebracht. Diese Öffnungen werden von dem verschiebbaren bzw. gleitenden Gleitstück verschlossen bzw. geöffnet, falls dieses sich in der ersten bzw. in der zweiten der obengenannten Stellungen befindet,

Aus Sicherheitsgründen und damit der Mechanismus schnell anspricht, ist das Gleitstück schwer und besitzt in Verbindung mit der gegenüberliegenden Oberfläche des Rohres einen geringen Reibungskoeffizienten.

Erfindungsgemäß kann das bewegliche Gleitstück ein das Rohr umgebender Ring sein; gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das Gleitstück ein im Innern des Rohres ver-

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schiebbarer Kolben und es besitzt einen-Entgasungskanal.

Irfindungsfemäß ist das Spiel zwischen den Rohr und dem Gleitstück hinreichend groß, um ein leichtes Gleiten zu ermöglichen, jedoch zu gering, um ein Auslaufen des Elektrolyten zu ermöglichen. Weiterhin kann erfindungsgemäß wenigstens eine der gegenüberliegenden Oberflächen des Rohres und des Gleitstückes ringförmige Rillen besitzen. Dadurch werden in den Spalt zwischen Rohr und Gleitstück eindringende Elektrolytspuren mit Sicherheit zurückgehalten.

Das verschiebbare Gleitstück besteht vorzugsweise aus mit Kunststoff material überzogenem Stahl, das Rohr aus Kunststoffmaterial. Hierfür sind insbesondere die fluorierten Polymere, wie beispielsweise Polytetrafluoräthylen, geeignet, da diese Kunststoffe einen kleinen Reibungskoeffizienten besitzen und hydrophob sind. Erfindungsgemäß können auch Polyolefine, Polymethacrylate , Polystyrol oder die Kopolymere des Polystyrols verwendet werden.

Besitzt das galvanische Element keinen alkalischen Elektrolyten, können auch mit Vorteil Silicon-Materialien verwendet werden.

■t .

Im folgenden wird anhand der Figuren 1 bis 7 die erfindungsgemäße Entgasungsvorrichtung näher erläutert.

Figur 1 stellt einen Teil eines Querschnitts eines Akkumulators in Normalstellung dar, der eine erfindungsgemäße Entgasungsvorrichtung mit.einem Ventil besitzt.

Figur 2 stellt einen Querschnitt eines Akkumulators gemäß Figur 1 in Kopfsteilung dar.

In Figur 3 ist eine andere Ausführungsform einer Entgasungsvorrichtung gemäß den Figuren 1 und 2 im Schnitt dargestellt.

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Figur 4 zeigt einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Entgasungsvorrichtung.

In Figur 5 ist der Schnitt gemäß der Linie V-V einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Figur 4 dargestellt.

Figur 6 zeigt einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Entgasungsvorrichtung, die in einem sich in Normalstellung befindlichen Akkumulator angeordnet ist.

Bei Figur 7 handelt es sich um eine Entgasungsvorrichtung gemäß Figur 6, der Akkumulator befindet sich jedoch in Kopfstellung.

Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Akkumulator besitzt ein an sich bekanntes Ventil, das eine mittels eines elastischen, verformbaren Ringes 4 abgeschlossene Öffnung 3 besitzt, und das gas- und flüssigkeitsdicht in der oberen Wand 5 des Akkumulators angeordnet ist.·

In dieses Ventil ist ein Rohr 2 eingeschraubt, dessen Ende in die. Öffnung 3 mündet. Das Rohr 2 durchdringende Öffnungen oder Löcher 6 und 7 verbinden das Innere des Rohres mit dem Innenra;um des Akkumulators. Die Öffnungen 6 und 7 sind entlang des Rohres 2 so angeordnet, daß sich in der Normalstellung des Akkumulators gemäß Figur ΐ die Löcher 6 oberhalb des Elektrolytspiegeis befinden; in Kopfstellung des Akkumulators (Figur 2) befinden sich die Löcher 7 oberhalb des Elektrolytspiegels.

Ein Ring 8 ist um das Rohr 2 angeordnet und kann ohne Behinderung an diesem entlanggleiten. Seine Verschiebung wird durch zwei Ansätze 9 und 10 derart begrenzt, daß unter Berücksichtigung, der Länge des Ringes und der Anordnung der Löcher 6 und 7 der Ring die Löcher 7, falls er auf dem Ansatz 9 (Figur 1) aufliegt, und die Löcher 6, falls er auf dem Ansatz 10 (Figur 2) aufliegt, verschließt.

Befindet sich der Akkumulator in Normalstellung gemäß Figur 1,

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verschließt der Ring 8 die Löcher bzw. Öffnungen 7, die sich unterhalb des Elektrolytspiegels befinden. Die Löcher 6 werden dagegen ,freigelegt und befinden sich oberhalb des Elektrolytspiegels. Damit kann sich ein möglicher Gasüberdruck über das Rohr 2 und die Öffnung 3 abbauen.

Befindet sich der Akkumulator dagegen in Kopfstellung gemäß Figur 2, verschließt der Riijg 8, der sich entlang des Rohres 2 verschoben hat,bis er sich an dem Absatz 10 abstützt, die Löcher 6 und legt die Löcher 7 frei. Somit kann der Elektrolyt, dessen Spiegel F.Ich oberhalb der Locher 6 befindet, nicht durch diese abfließen; dagegen kann sich ,jeder Überdruck über die oberhalb des Elektrolytspie"els liegenden Löcner 7, das Rohr 2 und die Öffnung 3 abbauen.

Aus diesen Ausführungen ergibt sich, daß der Ring 8 von seiner Auflagestellung an dem Ansatz 9 in seine Auflagestellung an dem Ansatz 10 und umgekehrt gleiten muß.

Diese Verschiebung muß sehr leicht erfolgen; dies ermöglicht ein genügend großes Spiel zwischen den zwei Teilen und eine Materialauswahl im Hinblick auf einen möglichst kleinen Reibungskoeffizienten zwischen .den beiden Materialien. Außerdem muß das Material des Ringes 8 schwer genug sein, damit dieser sich schnell entlang des Rohres 2 bewegt, sobald eine schwache, in Längsrichtung des Rohres wirkende Komponente der Schwerkraft oder einer anderen Beschleunigung, falls der Akkumulator auf einem Gefährt angeordnet ist, während des Kippens des Akkumulators auftritt.

Bei der Festlegung der Größe des Spiels muß jedoch noch eine andere Bedingung berücksichtigt werden: Die Dichtheit an der Stelle der .Löcher 6 und 7 je nach Lage des Akkumulators. Der Elektrolyt kann nur dann nicht durch die Löcher 6 und 7 hindurchtreten, wenn er eine solche Oberflächenspannung besitzt, daß er nicht durch den von der inneren Oberfläche des Ringes 8 und der äußeren Oberfläche des Rohres 2 gebildeten Spalt hindurchtreten kann; hier-

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durch wird die obere Grenze des Spieles zwischen diesen Oberflächen festgelegt. Aber wie bereits ausgeführt, ist es ebenfalls durch geeignete Wahl der Materialien möglich, einen sicheren Betrieb der erfindungsgemäßen Entgasungsvorrichtung zu gewährleisten.

Hierzu kann beispielsweise das Rohr aus Polytetrafluorethylen und der Ring aus mit Polytetrafluorethylen überzogenem Stahl hergestellt werden.

Zusätzlich kann man ringförmige Rillen bzvr. Muten vorsehen, um den Flüssigkeitsfiln zu unterbrechen, der sich infolge von durch Kapillarkräfte zwischen Rohr und Ring eingetretenen Elektrolytspuren gebildet hat.

Gemäß Figur 3 ist das Rohr 2 mit solchen Rillen 11 versehen. Selbstverständlich könnte der gleiche Effekt auch durch in der Innenwand des Ringes 8 vorgesehene Rillen erreicht werden.

Bei einer erfindungsgemäßen Entgasungsvorrichtung gemäß den Figuren 4 und 5 ist das Gleitstück 21 ein im Innern des Rohres verschiebbarer Kolben, dessen Bewegung durch den Boden 23 des Rojjires 22 und durch das untere Ende eines in das Rohr 22 eingeschraubten Teiles 24 begrenzt v/ird. Dieses in der Zeichnung nur unvollständig dargestellte Teil 24 kann beispielsweise ein Ventil sein, wie es mit 1 in den Figuren 1 und 2 bezeichnet ist. Die seitliche Wandung des Rohres besitzt zwei Öffnungen 25 und der Boden 23 eine zentral angeordnete Öffnung 26. Der Kolben 21 besitzt einen in Längsrichtung angeordneten, nicht mit seiner Achse zusammenfallenden Entgasungskanal 27.

Befindet sich der Akkumulator in seiner Normalstellung, so verschließt der Kolben 21 das Loch 26 und die Löcher 25 sind freigelegt (Figur 4). In Kopfstellung des Akkumulators sind die Löcher 25 verschlossen und das Innere"des Akkumulators steht mit der Umgebung über die Öffnungen 26 und den Kanal 27 in Verbindung.

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Die erfindungsgemaße Entgasungsvorrichtung gemäi3 den Figuren 6 und 7 enthält ein Rohr 31, welches ein oder mehrere Löcher 32 enthält, die in der Normalstellung des galvanischen Elementes freigelegt sind (Figur 6). Bei Kopfstellung des Akkumulators sind die Löcher 32 durch den Ring 33 verschlossen.

Diese Entgasungsvorrichtung ist einfacher_und nimmt weniger Platz ein als die vorher beschriebenen«, In Kopfstellung des Akkumulators kann eine solche erfindungsgemaße Entgasungsvorrichtung vollkommen vom Elektrolyten überflutet sein (Figur 7). Eine solche Vorrichtung ist besonders geeignet für solche Fälle, in denen der Akkumulator nur während einer kurzen Zeit in Kopfstellung verharrt und sich somit kein hoher innerer Druck aufbauen kann.

- Patentansprüche -

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Claims

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Patentansprüche

■1. Entgasungsvorrichtung mit einem Rohr, das einen Boden und wenigstens eine Öffnung besitzt, insbesondere für galva-' nische Elemente mit flüssigem Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet, daß ein bewegliches Gleitstück ('8, 21, 33) zwischen zwei Stellungen entlang des Rohres (2, 22, 31) verschiebbar angeordnet ist und daß die Öffnungen (6, 25, 32) über das Gleitstück (8, 21, 33) verschließbar sind.
2. Entgasungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Boden oder in Bodennähe des Rohres (2, 22, 31) wenigstens eine weitere Öffnung (7, 2.6) angeordnet ist und· daß die Öffnungen (-7, 26) in der ersten Stellung des Gleitstückes (8, 21, 33) verschlossen.und in der zweiten Stellung des Gleitstückes freigelegt sind.
3. Entgasungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch -* gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Oberflächen des Rohres (2, 22, 31) und des Gleitstückes (8, 21, 33) einen kleinen Reibungskoeffizienten besitzen.
4. Entgasungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück ein hohes spezifisches Gewicht besitzt.
5. Entgasungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Oberflächen des Rohres (2, 22, 31) und des Gleitstückes (8, 21, 33). hydrophob sind.
6. Entgasungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch

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gekennzeichnet, daß das Gleitstück (8, 33) ein das Rohr (2, 31) umgebender Ring ist.
7. Entgasungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der sich gegenüberliegenden Oberflächen des Rohres (2, 31) und des Gleitstückes (8, 33) ringförmige Rillen besitzt.
8. Entgasungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (21) ein im Innern des Rohres (22) verschiebbarer Kolben ist, und daß dieser Kolben einen Entgasungskanal (27) besitzt.
9. Entgasungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (2, 22, 31) aus Kunststoffmaterial besteht.
10. .Entgasungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (8, 21, 33) aus mit Kunststoff material überzogenem Stahl besteht.
11» Entgasungsvorrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial ein Material aus der Gruppe der Polyolefinen, der Polymethacrylate^, des Polystyrols, der Kopolymeren des Polystyrols, der Silikon-■ , Materialien und der fluorierten Polymeren ist.
12. Entgasungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Boden gegenüberliegende Ende des Rohres (2, 22, 31) ein Ventil besitzt.

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