DE2804750C2 - Bleiakkumulator - Google Patents

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.

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)

Patentansprüche:

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.