DE2310403A1

DE2310403A1 - OVERCHARGE PROTECTION DEVICE FOR MAINTENANCE-FREE ACCUMULATORS

Info

Publication number: DE2310403A1
Application number: DE19732310403
Authority: DE
Inventors: Emil Dr-Ing Blaich; Werner Eisenacher
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-03-02
Filing date: 1973-03-02
Publication date: 1974-09-12

Description

Uberladeschutzvorrichtung für wartungsfreie Akkumulatoren Die Erfindung bezieht sich auf eine Uberladeschutzvorrichtung ftir wartungsfreie Akkumulatoren, deren Elektrolyt Wasser enthält und die bis auf je eine Entgasungsöffnung pro Zelle dauerhaft verschlossen sind.Overcharge protection device for maintenance-free accumulators The invention refers to an overcharge protection device for maintenance-free accumulators, whose electrolyte contains water and except for one vent opening per cell are permanently closed.

Wartungsfreie Akkumulatoren, deren Elektrolyt Wasser enthält und deren aktive Masse tragende Gitter nur wenig Antimon im Blei enthalten, verbrauchen während ihrer Lebensdauer bei normalem Pahrbetrieb im Kraftfahrzeug kaum Wasser und sind deshalb mit einem dauerhaft verschlossenem Stopfen je Zelle versehen, der nur eine Entgasungsöffnung aufweist. Derartige Akkumulatoren mUssen allerdings während ihrer Lebensdauer so behandelt werden, daß nicht unnötig Elektrolyt verloren geht und die Akkumulatoren aufgrund von Elektrolytmangel vorzeitig ausfallen. Die Gefahr eines zu hohen Wasserverbrauches ist insbesondere dann gegeben, wenn bei einer erforderlichen Nachladung eines solchen Akkumulators die Ladespannung erreicht wird, bei der eine Gasung und somit die Wasserzersetzung in Elektrolyten beginnt.Maintenance-free accumulators whose electrolyte contains water and whose active mass-bearing grids contain only a little antimony in the lead, consume during their service life with normal Pahrbetrieb in the motor vehicle hardly any water and are therefore provided with a permanently closed plug per cell, the only one Has degassing opening. Such Accumulators must, however be treated during their service life in such a way that electrolyte is not unnecessarily lost and the batteries fail prematurely due to insufficient electrolyte. the There is a particular risk of excessive water consumption when a necessary recharging of such a battery reaches the charging voltage at which a gassing and thus the decomposition of water in electrolytes begins.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Vorrichtung zu schaffen, die unabhängig vom Alterungszustand wartungsfreier Akkumulatoren gewährleistet, daß beim Nachladen nur geringfügige Wassermengen aus dem Akkumulator freigegeben werden.The invention is based on the object of a simple device to create, which guarantees maintenance-free accumulators regardless of the aging condition, that only small amounts of water released from the accumulator when recharging will.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Uberladeschutzvorrichtung ein auf Gasdruck ansprechendes und ein direkt oder indirekt signalgebendes Mittel aufweist, das mit einem Anschlußteil zum verlustfreien Auffangen der während des Ladevorganges aus mindestens einer Akkumulator-Zelle austretenden Gase versehen ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer solchen Überladeschutzvorrichtung enthält das signalgebende Mittel ein starres Gehäuse und einen in diesem Gehäuse vom Gas bewegbaren, Gas aber nicht austreten lassenden Sensor wie z.B. einen Kolben oder eine nachgiebige Membran; dieser Sensor ist mit einem Schalter verbunden, der eine Signalquelle oder einen Steuerimpuls für ein Ladegerät auszulösen vermag.This object is achieved according to the invention in that the overcharge protection device a gas pressure responsive and a direct or indirect signaling agent having, with a connector for lossless interception of the during the Charging process provided from at least one accumulator cell escaping gases is. In a preferred embodiment of such an overcharge protection device the signaling means contains a rigid housing and one in this housing A sensor that can be moved by the gas but does not allow gas to escape, e.g. a piston or a compliant membrane; this sensor is connected to a switch that capable of triggering a signal source or a control pulse for a charger.

Bei einer anderen Ausführungsform der Überladeschutzvorrichtung gemäß der Erfindung enthält das signalgebende Mittel einen#aufblähbaren Ballon, dessen aufgeblähter Durchmesser ein optisches Signal und dessen Platzen ein akustisches Signal als Hinweis für das erforderliche Unterbrechen der Akkumulator-Nachladung gilt.In another embodiment of the overcharge protection device according to of the invention, the signaling means includes an inflatable balloon #, whose inflated diameter an optical signal and its bursting an acoustic signal Signal as an indication that the rechargeable battery has to be interrupted is applicable.

Für einen problemlosen Anschluß der Überladeschutzvorrichtung, an den Akkumulator sind gummiartige Näpfe gut geeignet, die die Entgasungsöffnungen überdecken, einen Kanal zum Mittel aufweisen und durch Befestigungsmittel abdichtend gegen den Akkumulator drückbar sind; für mehrzellige Akkumulatoren können diese NSpfe verstellbar auf einer Halteschiene angeordnet werden.For problem-free connection of the overcharge protection device to The accumulator are rubber-like cups well suited to the degassing openings cover, have a channel to the means and sealing by fastening means can be pressed against the accumulator; for multi-cell accumulators they can Cups can be arranged on a support rail so that they can be adjusted.

Alternativ zu den Näpfen kann eine Überladeschutzvorrichtung auch mit einem aufschraub- oder aufsteckbaren Anschlußteil versehen sein.As an alternative to the bowls, an overcharge protection device can also be used be provided with a screw-on or slip-on connector.

Besonders einfach und zeitsparend ist eine erfindungsgemäße Überladeschutzvorrichtung dann einsetzbar, wenn der nachzuladende Akkumulator mit einem gemeinsamen Entgasungskanal für alle seine Zellen versehen ist und nur ein einziges Anschlußteil an dem Akkumulator zu befestigen ist.An overcharge protection device according to the invention is particularly simple and time-saving Can be used when the rechargeable battery to be recharged has a common degassing channel is provided for all its cells and only a single connector on the accumulator is to be attached.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden beschrieben und näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemässen Uberladeschutzvorrichtung für einen mehrzelligen Akkumulator, die auf einem Akkumulator befestigt ist, Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Anschlußteil einer Überladeschutzvorrichtung, das oberhalb einer Entgasungsöffnung einer Akkumulator-Zelle angeordnet ist und Fig. 3 einen Abschnitt einer teilgeschnittenen Akkumulator-Batterie, die einen allen Akkumulator-Zellen gemeinsamen Entgasungskanal mit Anschlußstutzen aufweist, und einen im Längsschnitt dargestellten Drucksensor, auf dem ein Schalter angeordnet ist.Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described and explained in more detail below. They show: FIG. 1 a perspective view of an overcharge protection device according to the invention for a multi-cell accumulator which is attached to an accumulator, FIG. 2 a longitudinal section through a connection part of an overcharge protection device, the above a degassing opening of an accumulator cell is arranged and FIG. 3 shows a Section of a partially cut accumulator battery showing all accumulator cells Has common degassing channel with connection piece, and one in longitudinal section shown pressure sensor on which a switch is arranged.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Überladeschutzvorrichtung 10 ist auf dem Deckel 11 eines Akkumulators 12 befestigt; dazu sind die Anschlußteile 13 der Uberladeschutzvorrichtung 10 auf einer Halteschiene 14 verstellbar angeordnet. Diese Halteschiene 14 ist an ihren beiden Endabschnitten in je einem Längsloch 15 von Ilaltewinkeln 16 geführt, die unter den Deckel-Rand 17 fassen und mit einer auf den Endabschnitt der Halteschiene 14 drückenden Schraube 18 versehen sind.The overcharge protection device 10 shown in FIGS. 1 and 2 is attached to the cover 11 of an accumulator 12; the connecting parts 13 are for this purpose the overcharge protection device 10 is arranged adjustably on a support rail 14. This holding rail 14 is in a longitudinal hole 15 at each of its two end sections out of Ilaltewinkeln 16, which grasp under the lid edge 17 and with a on the end portion of the retaining rail 14 pressing screw 18 are provided.

Durch Anziehen der Schrauben 18 werden die Anschlußteile 13 mit ihren gummiartigen Näpfen 19 abdichtend an den Akkumulator-Deckel 11 gedrückt, wo sie die Entgasungsöffnungen 20 über den Zellen 21 des Akkumulators 12 überdecken. Die zöpfe 19 sitzen je auf einem Träger 22, der eine vom Napf 19 bis zu einem Schlauchstutzen 23 führende Bohrung 24 und am Kopf eine Führungsbohrung 25 für die Halteschiene 14 hat. Von jedem Schlauchstutzen 23 führt ein Schlauch 26 zu dem gemeinsamen Mittel 27, das eine Führungsbohrung 28 für die llalteschiene 14 aufweist und im wesentlichen aus einem 1hauptrohr 29 mit je einem Schlauchstutzen 30 für die Schläuche 26 und einem freien Stutzen 31 besteht, auf den ein aufblähbarer Ballon 32 mit seiner Oeffnung aufgezogen ist.By tightening the screws 18, the connecting parts 13 with their rubber-like cups 19 sealingly pressed against the accumulator cover 11, where they cover the degassing openings 20 over the cells 21 of the accumulator 12. the braids 19 each sit on a carrier 22, the one from the cup 19 to a hose connector 23 leading hole 24 and on the head a guide hole 25 for the support rail 14 has. A hose 26 leads from each hose connector 23 to the common means 27, which has a guide bore 28 for the llalteschiene 14 and essentially from a 1 main pipe 29, each with a hose connector 30 for the hoses 26 and there is a free nozzle 31 on which an inflatable balloon 32 with its opening is raised.

- Die Anschlußpole des Akkumulators 12 sind mit 33 bezeichnet.- The connection poles of the accumulator 12 are denoted by 33.

Soll ein derartiger wartungsfreier Akkumulator 12 nachgeladen werden, so wird er mit seinen Anschlußpolen 33 an ein nicht dargestelltes Ladegerät angeschlossen. Wird nach einer gewissen Ladezeit die Spannung erreicht, bei der eine Gasung in mindestens einer Zelle 21 des Akkumulators 12 und somit eine Wasserzersetzung im Elektrolyten beginnt, dann bläht sich der Ballon 32 durch einströmendes Gas auf und zeigt somit bei einem bestimmten Durchmesser das erforderliche Unterbrechen des Ladestromes an. Ein Platzen des Ballons 32 kann außerdem als akustisches Signal zum Unterbrechen des Ladestromes verwendet werden.If such a maintenance-free accumulator 12 is to be recharged, so it is connected with its connection poles 33 to a charger, not shown. If after a certain charging time the voltage is reached at which gassing in at least one cell 21 of the accumulator 12 and thus a water decomposition in the Electrolyte begins, then the balloon 32 is inflated by the gas flowing in and thus shows the necessary interruption at a certain diameter of the charging current. A bursting of the balloon 32 can also be used as an acoustic signal can be used to interrupt the charging current.

Eine Überladeschutzvorrichtung nach der Erfindung ist besonders dann einfach aufgebaut und leicht anwendbar, wenn - wie in Fig. 3 gezeigt - ein wartunsfreier Akkumulator 40 mit einem gemeinsamen Entgasungskanal 41 ausgestattet ist, in dem die Entgasungsöffnungen 42 aus den Zellen 43 münden.An overcharge protection device according to the invention is special then simply constructed and easy to use if - as shown in Fig. 3 - a maintenance-free Accumulator 40 is equipped with a common degassing channel 41 in which the degassing openings 42 open out from the cells 43.

Auf die Darstellung der Plattenblöcke und deren Verbinder wurde zum Zwecke einer einfachen Zeichnungsausführung bei diesem Akkumulator 40 verzichtet.The representation of the plate blocks and their connectors was added to Purpose of a simple drawing execution in this accumulator 40 is omitted.

Ein solcher Entgasungskanal 41 hat einen Schlauchstutzen 44, auf dem ein Schlauch als Anschlußteil 45 aufsteckbar ist oder auch durch eine Verschraubung befestigt sein kann. Dieser Schlauch 45 allein genügt für den Anschluß aller Zellen 43 des Akkumulators 40 und kann zu einem Ballon gemäß der Beschreibung nach Fig. 1 führen, ist aber - wie in Fig. 3 dargestellt - zu einem Mittel 46 geführt, das aus einem starren Gehäuse 7 mit einem Kolben als vom Gas bewegbarer, Gas aber nicht austreten lassender Sensor 48, einer abgestimmten am Sensor 48 anliegenden Druckfeder 49 und einem von einer am Sensor 48 befestigten Kontaktstange 50 betätigbaren Schalter 51 besteht.Such a degassing channel 41 has a hose connector 44 on which a hose can be attached as a connector 45 or by a screw connection can be attached. This hose 45 alone is sufficient for the connection of all cells 43 of the accumulator 40 and can be converted into a balloon according to the description of FIG. 1 lead, but is - as shown in Fig. 3 - led to a means 46 which from a rigid housing 7 with a piston as movable by the gas, but not gas The sensor 48, a coordinated compression spring resting on the sensor 48, allows the exit 49 and a switch which can be actuated by a contact rod 50 attached to the sensor 48 51 exists.

Tritt beim Nachladen des Akkumlators 40 das Gasen des Elektrolyten auf, so wird der Kolben als Sensor 48 gegen den Druck der Feder 49 im Gehäuse 47 angehoben und löst mit seiner Kontaktstange 50 im Schalter 51 einen Steuerimpuls aus. Dieser Steuerimpuls kann den Ladestrom direkt abschalten, er kann aber auch ein Signal auslösen, das auf das erforderliche Beenden des Ladens hinweist.If the recharging of the battery 40 occurs, the gassing of the electrolyte on, the piston acts as a sensor 48 against the pressure of the spring 49 in the housing 47 raised and triggers a control pulse with its contact rod 50 in switch 51 the end. This control pulse can switch off the charging current directly, but it can also trigger a signal that indicates that charging is required.

Anstelle eines Kolbens als Sensor 48 ist alternativ auch eine nachgiebige Membran geeignet. Auch ist es möglich, anstelle eines elektrischen Schalters 51 eine Lichtschranke mit der Kontaktstange 50 zu beeinflussen und erst dadurch ein Signal oder die Unterbrechung des Ladevorganges auszulösen.Instead of a piston as the sensor 48, there is also a flexible one as an alternative Membrane suitable. It is also possible, instead of an electrical switch 51 to influence a light barrier with the contact rod 50 and only thereby a Signal or interrupt the charging process.

Claims

Expectations

t Overcharge protection device for maintenance-free accumulators, their Electrolyte contains water and is permanent except for one vent opening per cell are closed, characterized in that the overcharge protection device (10) a gas pressure responsive and a direct or indirect signaling agent (27, 32; 46), which has a connection part (13, 26; 45) for lossless Collecting the during the charging process from at least one accumulator cell (21, 43) escaping gases is provided.

2. Overcharge protection device according to claim 1, characterized in that that the means (46) has a rigid housing (47) and a gas movable therein, Sensor (48) that does not allow gas to escape, e.g. a piston or a flexible one Contains membrane.

3. Overcharge protection device according to claim 2, characterized in that that the sensor (48) is connected to a switch (51) which is a signal source or capable of triggering a control pulse for a charger.

4. Overcharge protection device according to claim 1, characterized in that that the means (27) contains an inflatable balloon (32).

5. Überladeschutzvorriehtung according to any one of claims 1 to 4 thereby characterized in that the connecting parts (13) are rubber-like cups (19) which the Cover vent openings (20), have a channel (24, 26) to the means (27, 32) and can be pressed against the accumulator (12) in a sealing manner by fastening means (14, 16) are.

6. Overcharge protection device according to claim 5, characterized in that that several connecting parts (13) with cups (19) adjustable on a support rail (14) are arranged.

7. Overcharge protection device according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the connection part (45) is screwed onto the degassing opening (42) or is attachable.

8. Overcharge protection device according to one of claims 1 to 7, characterized characterized in that the overcharge protection device (10) is connected to all of the accumulator cells (43) common degassing channel (41) can be connected.

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