DE2804750A1

DE2804750A1 - Bleiakkumulator

Info

Publication number: DE2804750A1
Application number: DE19782804750
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dipl Ing Dr Golz
Original assignee: VARTA Batterie AG
Current assignee: Clarios Germany GmbH and Co KG
Priority date: 1978-02-04
Filing date: 1978-02-04
Publication date: 1979-08-09
Also published as: DE2804750C2; ES239659U; NL186419C; DK149278C; JPS54111639A; AT365372B; DK149278B; BE873877A; IT1110378B; IT7919607A0; ATA801278A; CH634171A5; SE7811855L; FR2416556B1; FR2416556A1; NO784105L; FI783303A; GB2013963A; GB2013963B; GR67249B

Description

VARTA Batterie Aktiengesellschaft 3000 Hannover 21, Am Leineufer 51

Bleiakkumulator

Bleiakkumulatoren entwickeln insbesondere beim Laden Gase, die unter besonderen Bedingungen zu Explosionen führen können. Gase entstehen auch dann, wenn der Akkumulator nicht in Betrieb ist durch die Selbstentladung-Grundsätzlich sind zwei Arten der Zündung für Explosionen von gasenden Akkumulatorenzellen denkbar, nämlich die Außenzündung außerhalb der Batterie und die innerhalb der Batterie. Bei Zündung außerhalb der Batterie, bei der ohne besondere Vorkehrungen ein Durchzünden durch die Entgasungsstopfen nach innen erfolgt, läßt sich eine Explosion der Zellen mit hoher Sicherheit durch die Anwendung von Explosionsschutzstopfen verhindern. Dabei werden als Zündfunkenbarrieren poröse Fritten benutzt, die das Prinzip der Aufteilung des Gasungsstroms in viele extrem kleine Fäden verwirklichen.

Bei einer Innenzündung ist dagegen eine Explosion praktisch nicht vermeidbar, da die Ladegase bzw. Überladegase und der Zündfunke im gleichen abgeschlossenen Raum innerhalb des Akkumulators entstehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einein ein- oder mehrzelligen Bleiakkumulator die Folgen einer solchen Reaktion, die von leichter Verpuff ung bis zu schwerer Explosion gehen kann, in möglichst engen Grenzen zu halten.

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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß mindestens eine Teilfläche der äußeren Zellenbegrenzung oberhalb des Säurespiegels von einer Einfassung geringerer Materialdicke und/oder geringerer Festigkeit begrenzt ist. Die so entstehenden Sollbruchflächen werden vornehmlich in der waagerechten Deckelfläche angeordnet. Wenn es bei Vorhandensein einer derartigen Sollbruchfläche zu einer Explosion, sei es durch Innenzündung oder durch Außenzündung. wenn keine Explosionsschutzstopfen verwendet wurden - kommt, reißt die Zelle längs der verjüngten, die Teilfläche umlaufenden Linie auf und der Explosionsdruck kann ins Freie gelangen. Selbstverständlich ist es möglich, mehrere solcher Sollbruchflächen vorzusehen.

Ohne die erfindungsgemäßen Vorkehrungen sind die Folgen einer Zellenexplosion meist beträchtlich; dabei werden einerseits Zellenteile weggeschleudert und können Schaden anrichten, andererseits können die Zellenwände bis unter den Säurespiegel aufreißen, so daß die Schwefelsäure ausläuft und erheblichen Schaden anrichtet.

Von besonderer Bedeutung ist die Dimensionierung der Restmaterialdicke der Begrenzung der Teilflächen bzw. Sollbruchflächen. Sie muß so vorgenommen werden, daß die Zelle bei einer Explosion mit Sicherheit entlang der vorgesehenen Linie aufreißt. Die Materialdicke muß aber auch dort noch so groß sein, daß bei normaler Beanspruchung keine Beschädigung auftreten kann. In praktischen Versuchen hat sich gezeigt, daß die Materialdicke zwischen 0,2 - 0,6 der Materialdicke der normalen Zellenwandung sein sollte. Diese normale Materialdicke beträgt bei Bleiakkumulatorenbehäl— tern aus Polypropylen etwa 1,6 bis 2,8 mm.

Mit dem Ziele, eine ähnliche Wirkung zu erreichen, kann man in die Deckelflächen kreisrunde Öffnungen einformen, die

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man mit Steckstopfen verschließt. Diese Steckstopfen würden bei richtiger Dimensionierung im Explosionsfall herausgeschleudert v/erden. Ein Nachteil ist, daß eine derartige Anordnung aufwendiger ist, v/eil man zusätzliche Teile, nämlich beispielsweise bei einer Starterbatterie 6 Stopfen, benötigt. Ein weiterer Nachteil ist, daß der Sitz der Stopfen nicht unerheblich temperaturabhängig ist. Bei tiefen Temperaturen ist der Sitz sehr lose, und es kann im Zweifelsfalle zum Herausfallen des Stopfens kommen. Bei hoher Temperatur kann der Sitz so fest werden, daß bei einer Explosion die Zelle an einer anderen Stelle aufreißt. Auch die bei einer solchen Anordnung gegebene Möglichkeit des Wiederverschließens einer Zelle ist nicht vorteilhaft. Wenn es nämlich eine Innenzündung gegeben hat, dann ist sie auf einen Fehler in der Batterie, beispielsweise lose Platte, Polbrückenbruch oder Verbinderbruch, zurückzuführen und dann sollte diese Batterie sowieso ausgetauscht werden.

Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung anhand der Figuren 1 bis 5 näher erläutert.

Figur 1 zeigt dabei den üblichen Blockdeckel 1 für Bleiakkumulatoren in einer Draufsicht. Die waagerechten Flächen dieses Blockdeckels sind mit den erfindungsgemäßen Sollbruchflächen 2 versehen. Die Aufreißlinien sind mit 3 bezeichnet.

Figur 2 zeigt einen Teilschnitt durch den Akkumulator längs der Linie AB aus Figur 1. Wie aus diesem Teilschnitt ersichtlich, ist in die Deckelwand 4 eine Rille 3 eingearbeitet, so daß die Sollbruchfläche 2 von einer Einfassung umgeben ist, die lediglich eine verbleibende Materialdicke 5 besitzt. Dies ist auch Figur 3 zu entnehmen, welche ein Schnitt längs der Linie CD in Figur 1 ist. Die Materialdicke ist dabei

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durch die Ausbildung der umlaufenden Einfassung gleichmäßig verringert.

Eine Verbesserung und eine höhere Sicherheit läßt sich dadurch erreichen, daß, wie in Figur 4 gezeigt, die verbleibende Materialdicke nicht konstant ist, sondern eine Restmaterialdicke verbleibt, welche in ihrer Größe wechselt. Wie in Figur 4 dargestellt, besitzt die Restmaterialdicke Wellentäler 51 und Wellenberge 52. Insbesondere die Wellenberge v/irken dabei einer unbeabsichtigten Beschädigung entgegen, während bei einer Explosion das Material in den Wellentälern 51 im ersten Moment sicher aufreißt, so daß eine Perforationslinie entsteht und unmittelbar darauf die gesamte Sollbruchfläche herausgetrennt wird.

Es kann weiterhin vorteilhaft sein, die Explosions welle in eine ganz bestimmte Richtung abzuleiten, beispielsweise dann, wenn bekannt ist, daß in dieser bestimmten Richtung durch die Explosion der geringste Schaden angerichtet werden kann oder wenn sich aus der Zellenkonstruktion ergibt, daß in dieser bestimmten Richtung die geringste Säuremenge bei einer Explosion austreten wird. Eine solche gerichtete Führung der Explosionswelle kann dadurch erreicht werden, daß die Materialdicke, wie in Figur 5 dargestellt ist, so gewählt wird, daß an einer Seite der Sollbruchfläche die verbleibende Materialdicke kleiner ist als an der gegenüberliegenden Seite. Bei einer Explosion wird die Sollbruchfläche zuerst an der Stelle 54 und erst anschließend an der Stelle 53 aufreißen.

Um eine Verschmutzung des Akkumulators an seiner Außenseite zu verhindern, werden die Einfassungen bzw. Rillen, die die Sollbruchflächen begrenzen, vorteilhafterwoise von innen her in das Material des Deckels bzw. Zellenbehälters eingeformt.

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Claims

Reg.-Nr. HvP 92-DT 5233 Kelkheim, 2. Febr. 1978 EAP-Ksr/ur VARTA Batterie Aktiengesellschaft 2804750 3000 Hannover 21, Am Leineufer 51 Patentansprüche

1. Bleiakkumulator, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Teilfläche der äußeren Zellenbegrenzung oberhalb des Säurespiegels von einer Einfassung geringerer Materialdicke und/oder geringerer Festigkeit begrenzt isc.

2. Bleiakkumulator, dadurch gekennzeichnet, daß in die äußere Zellenbegrenzung Öffnungen eingeformt sind, die mit Steckstopfen verschlossen sind.

3. Bleiakkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilfläche in der waagerechten Fläche des Dekkels angeordnet ist.

4. Bleiakkumulator nach den Ansprüchen 1 und 3_t dadurch gekennzeichnet, daß die Einfassung von der Innenseite des Deckels her in das Deckelmaterial eingeformt ist.

5. Bleiakkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Teilfläche begrenzende Einfassung eine Rille ist, die zu einer geringeren und gleichmäßigen Materialdicke führt.

6. Bleiakkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Teilfläche begrenzende Einfassung eine Rille ist, die zu einer geringeren und ungleichmäßigen Materialdicke führt.

7. Bleiakkumulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die verbleibende Materialdicke beim Umlauf um die Teilfläche ein oder mehrere Male wechselt.

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8. Bleiakkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verbleibende Materialdicke das 0,2 bis O,6-fache der kleinsten Wandstärke von Deckel bzw. Behälter beträgt.

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