DE2804750C2 - Bleiakkumulator - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Bleiakkumulator mit einer Sicherheitseinrichtung gegen überhöhten Innendruck,
welche sich als Sollbruchfläche oberhalb des Elektrolytspiegels befindet.
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 Akkumulatorzellen 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.
Aus der US-PS 13 87 350 ist ein Sicherheitsverschluß für Akkumulatoren bekannt, welcher eine geringere
Festigkeit als der Gehäusedeckel aufweist. Der Verschluß besteht aus einem aufsetzbaren Ring, der mit
einem Diaphragma verschlossen ist.
Falls sich ein explosives Gemisch innerhalb der Zelle entzündet, wird das verhältnismäßig schwache Diaphragma
zerrissen und weggeblasen, so daß die expandierenden Gase austreten können.
Nach der beschriebenen Anordnung ist es erforderlich, für den Ringaufsatz eine eigene Montage mh
zusätzlicher Abdichtung vorzusehen. Weiterhin ist bei Überdruck lediglich eine ungerichtete Explosion zu
erwarten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem ein- oder mehrzelligen Bleiakkumulator die Folgen
einer Reaktion, die von leichter Verpuffung bis zu schwerer Explosion gehen kann, durch kontrolliertes
Zerbersten in möglichst engen Grenzen zu halten. Weiterhin soll auf zusätzliche Festigungs- und Dichtungsmaßnahmen
verzichtet werden.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß wenigstens eine Teilfläche der Gehäusewandung von einer
Bruchlinie geringerer Materialstärke umgeben ist.
Die so entstehenden Sollbruchflächen werden vornehmlich in der waagerechten Deckelfläche angeordnet.
Falls es bei Vorhandensein einer derartigen Sollbruchfläche zu einer Explosion kommt — sei es
durch Innenzündung oder durch Außenzündung, sofern keine Explosionsschutzstopfen verwendet wurden —
reißt die Zelle längs der verjüngten, die Teilfläche umlaufenden Linie auf und der Explosionsdruck kann ins
Freie gelangen. Selbstverständlich ist es möglich, mehre-e 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 J5 daß die Schwefelsäure ausläuft und erheblichen Schaden anrichtet.
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 J5 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 bis 0,6 der Materialdicke der normalen Zellenwandung sein sollte. Diese normale
Materialdicke beträgt bei Bleiakkumulatorenbehältern aus Polypropylen etwa 1,6 bis 2,8 mm.
Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung anhand der F i g. 1 bis 5 näher erläutert,
F i g. 1 zeigt die Draufsicht auf einen Blockdeckel;
F i g. 2 zeigt einen Teilausschnitt des Querschnitts längs der Linie AB'm Fig. 1.
F i g. 3 zeigt einen Teilausschnitt längs der Linie CD. In
Fig.4 ist ein Teilausschnitt des Querschnitts längs der Linie CD mit wechselnder Materialstärke dargestellt,
während
F i g. 5 den Querschnitt eines Teilausschnitts längs der Linie CD mit kontinuierlich abnehmender Materialstärke
zeigt.
F i g. 1 zeigt den üblichen Blockdeckel 1 für Bleiakkumulatoren in einer Draufsicht. Die waagerechten
Flächen dieses Blockdeckels sind mit den erfint>5
dungsgemäßen Sollbruchflächen 2 versehen. Die Aufreißlinien sind mit 3 bezeichnet.
F i g. 2 zeigt einen Teilschnitt durch den Akkumulator längs der Linie AB aus Fig. 1. Wie aus diesem
Teilausschnitt ersichtlich wird, ist in die Deckelwand 4 eine Rille 3 eingearbeitet, so daß die Sollbruchfläche 2
von einer Einfassung umgeben ist, die lediglich eine verbleibende restliche Materialdicke 5 besitzt Dies ist
auch der Fig.3 zu entnehmen, welche einen Schnitt längs der Linie CD in F i g. 1 zeigt. Die Materialdicke ist
dabei durch die Ausbildung der umlaufenden Einfassung gleichmäßig verringert.
Eine Verbesserung und eine höhere Sicherheit läßt sich dadurch erreichen, daß gemäß Fig. 4 die
verbleibende Materialdicke nicht konstant ist, sondern eine Restmaterialdicke verbleibt, welche in ihrer Stärke
wechselt. Die Restmaterialdicke besteht aus Wellentälern 51 und Wellenbergen 52. Insbesondere die
Wellenberge 52 wirken 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 Explosionswelle
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 Zelienkonstruktion ergibt, daß in dieser bestimmten
Richtung die geringste Säuremenge bei einer Explosion austreten wird. Eine solche gerichtete Führung der
Expiosionsweüe kann dadurch erreicht werden, daß die
Materialdicke gemäß F i g. 5 so gewählt wird, daß an
ίο 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 mit geringerer Materialstärke und erst anschließend an der Stelle 53 mit größerer
Materialstärke aufreißen.
Um eine Verschmutzung des Akkumulators an seiner Außenseite zu verhindern, werden die Einfassungen
bzw. Rillen, die die Sollbruchflächen begrenzen, vorteilhafterweise von innen her in das Material des
Deckels bzw. Zeüenbehälters eingeformt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Bleiakkumulator mit einer Sicherheitseinrichtung gegen Oberhöhten Innendruck, welche sich als
Sollbruchfläche oberhalb des Elektrolytspiegeis befindet, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens eine Teilfläche (2) der Gehäusewandung (4) von einer Bruchlinie (3) geringerer Materialstärke
umgeben ist.
2. Bleiakkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilfläche in der waagerechten
Fläche des Deckels angeordnet ist.
3. Bleiakkumulator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfassung von der
Innenseite des Deckels her in das Deckelmaterial eingeformt ist.
4. Bleiakkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Teilfläche
begrenzende Einfassung eine Rille ist, die zu einer geringeren und gleichmäßigen Materialdicke führt.
5. Bleiakkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Teilfläche
begrenzende Einfassung eine Rille ist, die zu einer geringeren und ungleichmäßigen Materialdicke
führt.
6. Bleiakkumulator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verbleibende Materialdicke
beim Umlauf um die Teilfläche ein oder mehrere Male wechselt.
7. Bleiakkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die verbleibende
Materialdicke das 0,2fache bis 0,6fache der kleinsten Wandstärke von Deckel bzw. Behälter beträgt.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OD | Request for examination | ||
8126 | Change of the secondary classification | ||
D2 | Grant after examination | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: VB AUTOBATTERIE GMBH, 30419 HANNOVER, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |