DE2901427C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entgasungs- und Überfüllschutzeinrichtung für Akkumulatorenbatterien, die wenigstens ein Zellengehäuse mit einer in das Gehäuseoberteil eingelassenen und mit einem Innentubus versehenen Einfüllöffnung besitzen, wobei eine Schraubkappe die Öffnung verschließt und zugleich durch die Schraubbewegung der Kappe ein von dem Tubus umschlossenes Füllrohr in Achsen­ richtung verstellbar ist zwischen einer oberen Endposition, in welcher die Mündung des Rohres sich in einem freien Abstand über dem Elektrolytspiegel befindet und eine Entlüftung der Zelle durch das Füllrohr nach draußen möglich ist, und einer unteren Endposition, bei welcher die Mündung des Füllrohres sich auf einer definierten Höhe befindet, bis zu der sich die Zelle mit Elektrolyt auffüllt und über die hinaus weitere Elektrolytflüssigkeit nur noch im Füllrohr selbst aufsteigen kann.

Eine solche Einrichtung wird in der US-PS 22 42 671 beschrieben. Bei dieser Anordnung bewegt sich ein Füllstandsregulierungsrohr so, daß es beim Losschrauben der Verschlußkappe in Richtung Zellinneres abtaucht bis zu einer unteren End­ position, bei der sich die Mündung des Rohres ungefähr auf dem gewünschten Elektrolytniveau befindet, und daß es beim Einschrauben der Kappe bis zu einer oberen Endposition aufsteigt, in welcher eine offene Passage entsteht, durch welche Luft und Gase von der Zelle in die Umgebung gelangen können.

Der Mechanismus dieser Rohrbewegung setzt jedoch voraus, daß bei der gewünschten Abwärtsbewegung, welche durch Herausschrauben der Verschlußkappe aus dem mit einem entsprechenden Innengewinde versehenen oberen Rohrende veranlaßt wird, stets die Schwerkraft des Rohres voll zum Zuge kommt und daß seine glatte Außenwand an der Innenwand des Deckeltubus nicht klebt. Diese Voraussetzung ist aber nicht immer gegeben, am wenigsten bei Materialien wie Blei, dessen Oberfläche einen großen Reibungswiderstand besitzt und zudem von Korrosionsprodukten bedeckt ist.

Widrigenfalls würde die Kappe bei festsitzendem Füllstandsregulierungsrohr bei fortgesetzter Schraubbewegung zwar die Einfüllöffnung schließlich freigeben, je­ doch wäre das Rohr in der Position, in welcher die Rohrmündung weit oberhalb des vorgesehenen Elektrolytspiegels liegt (Schließposition), verblieben. Da dieser Zustand von einem mit dem Mechanismus dieser Vorrichtung nicht vertrauten Batteriebenutzer nicht erkannt wird, ist eine irrtümliche Überfüllung der Batterie mit der Gefahr von überhöhtem Innendruck und Elektrolytaustritt die unabwendbare Konsequenz.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Entgasungs- und Überfüllschutzeinrichtung der obenerwähnten Art anzugeben, welche mit den Nachteilen der bekannten Einrichtung nicht oder nur in geringem Maße behaftet ist. Des weiteren hat die Erfindung eine Anordnung zum Ziel, bei welcher die Mündung des Füllstands­ regulierungsrohres sich automatich zu einer vorausbestimmten unteren Lage bewegt, die ungefähr dem gewünschten Elektrolytniveau entspricht, wenn die Zelle durch die Entfernung des Werkzeugs für die Auffüllung vorbereitet wird und sich automatisch in eine vorausbestimmte obere Lage - Entlüftungslage - bewegt, wenn das Werkzeug in seine Position eingeführt wird. Schließlich ist eine Anordnung als Aufgabe gestellt, die ohne Beschädigung der Batterieanlage ein Auswechseln zumindest der beweglichen Teile gestattet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Füllrohr ein Außen­ gewinde 12 besitzt, welches zusammen mit einem korrespondierenden Innengewinde 13 im unteren Tubusabschnitt die axiale Höhenverstellung des Füllrohres 9 unter dessen gleichzeitiger Drehung bewirkt, daß die Schraubkappe 10 ebenfalls ein Außengewinde 16 besitzt, welches mit einem koaxial zum Innengewinde 13 angeordneten Innengewinde 17 im oberen Tubusabschnitt korrespondiert, wobei die korrespondierenden Gewinde 12, 13 und 16, 17 einander entgegengesetzte Steigungsrichtungen aufweisen, und daß zwischen Füllrohr 9 und der seine Höhenverstellung veranlassenden Schraubkappe 10 eine bewegliche Verbindung durch ein Kopplungsorgan 19 hergestellt ist, so daß sich bei Drehung der Schraubkappe 10 auch das Füllrohr 9 mitdreht.

Die Erfindung soll in dem Folgenden im Detail und anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt im Vertikalschnitt eine Teilansicht einer Akkumulatorenbatterie, die gemäß der Erfindung mit einer Entgasungs- und Über­ füllschutzeinrichtung versehen ist, mit dem Füllstandsregulierungsrohr in der Position, in der das Niveau reguliert werden kann.

Fig. 2 zeigt in einer gleichen Teilansicht wie bei Fig. 1 das Füllstandsregulierungsrohr in der Position, in der die Belüftung bzw. Entgasung vor sich gehen kann.

Unter Hinweis auf die Zeichnungen wird eine Akkumulatorenbatterie 1 mit einer Ummantelung gezeigt, die vier vertikale Wände 2 umfaßt, von denen nur zwei gezeigt werden, welche zusammen mit einem Deckel 3 den Zellraum 4 bilden. Die Elektrolytanordnung ist von konventioneller Art mit wechselnd positiven und negativen Elektrodenplatten (nicht gezeigt) und mit den üblichen Separatoren 5 dazwischen.

Die Zelle 4 enthält den Elektrolyten 6 bis zu einem Niveau 7, wobei von diesem Niveau angenommen wird, daß es dem ungefähren Niveau entspricht, bis zu welchem die Zelle gefüllt werden soll.

Die Entgasungs- und Überfüllschutzeinrichtung gemäß der Erfindung umfaßt drei Hauptteile: Der erste von diesen ist im wesentlichen die Fassung 8 in der Form einer hohlen Hülse mit offenem Ende, die sich von dem Deckel 3 hinunter in die Zelle erstreckt und einem Rohr 9 - dem Füllstandsregulierungsrohr - mit einem oberen Teil, das in die Fassung 8 eingeführt ist. Weiterhin ist eine Schraubkappe 10 vorhanden, die in die Fassung 8 von außen eingeführt ist und die in das Rohr 9 eingreift, um das Rohr innerhalb der Fassung 8 in axialer Richtung zu bewegen zwischen einer 1. Position (vgl. Fig. 1), in welcher die Mündung des Rohres eine Lage einnimmt, die ungefähr dem gewünschten Elektrolytniveau entspricht und einer 2. Position, in welcher eine offene Passage entsteht, durch welche Luft und Gase von der Zelle in die Umgebung gelangen können.

Der obere Teil von Rohr 9, der in die Fassung 8 eingeführt ist, hat einen größeren Durchmesser als der Teil des Rohres, der sich aus der Fassung in die Zelle 4 erstreckt, um ein Widerlager 11 zu bilden. Der Rohrabschnitt mit dem größeren Durchmesser ist versehen mit einem Außengewinde 12, das mit einem entsprechen­ den Innengewinde 13 auf der Innenseite der Fassung 8 zusammenarbeitet.

Das Rohr 9 kann auf diese Art in der Fassung 8 zwischen der 1. und 2. Position hoch- und heruntergeschraubt werden.

Die Fassung 8 ist an dem Ende, welches sich am weitesten entfernt von dem Deckel 3 befindet, mit einem nach innen gerichteten Flansch 14 versehen, der mit einer Oberfläche gegen das Widerlager 11 unter Verwendung eines Dichtungsringes 15 anliegt, wenn das Rohr 9 die Position einnimmt, bei der die Mündung des Rohres sich ungefähr auf dem gewünschten Elektrolytniveau befindet. Da es leicht ist, das Rohr aus der Fassung 8 herauszunehmen, kann man auch leicht den Dichtungsring 15 austauschen, wenn er beschädigt sein sollte oder auf andere Weise aufhört, seine Funktion zu erfüllen.

In der gezeigten Ausführungsform wird die Schraubkappe 10 dargestellt von einem Schrauborgan mit einem Außengewinde 16, welches in ein entsprechendes Innen­ gewinde 17 auf der Innenseite der Fassung (8) koaxial mit Schraubgang 13 eingreift. Die Gewinde 16, 17 und 12, 13 sind in entgegengesetzter Richtung angeordnet, wobei die Gewinde 16, 17 rechtsgerichtet und die Gewinde 12 und 13 linksgerichtet sind. Von dem Ende des Rohres 9, welches sich am Deckel 3 befindet, erstrecken sich zwei Zapfen 18, die so angeordnet sind, daß sie beweglich eingreifen in ein bzw. zwei Ausnehmungen, die sich in Längsrichtung der Schraubkappe 10 erstrecken und von den Wandeinschnitten des Kopplungsorgans 19 in der Schraubkappe 10 begrenzt sind, wodurch die Zapfen als Mittel für die bewegliche Verbindung der Schraubkappe 10 mit dem Rohr 9 dienen. Wenn die Schraubkappe 10 in die Fassung 8 geschraubt wird, schraubt das Rohr 9 sich von der in der Fig. 1 gezeigten Lage in die in Fig. 2 gezeigte Position durch die gegenseitig in verschiedene Richtung verlaufenden Gewinde. Wenn man infolgedessen die Schraubkappe losschraubt, wird das Rohr 9 in die in Fig. 1 gezeigte Position hinuntergeschraubt, das heißt in die Füllstandsregulierungslage.

Der Bewegungsspielraum des Rohres 9 beruht auf der Steigung der Schraubgewinde 12, 13 und 16, 17 und auch auf der Länge der Zapfen 18 sowie der Höhe der vertikalen Wände 19. Die Zapfen 18, die Gewinde 12, 13 und 16, 17 sowie die Länge des Rohres 9 sind daher so im Verhältnis zueinander dimensioniert, daß das Rohr 9 mit seiner Mündung das gewünschte Niveau des Elektrolyten erreicht, wenn die Schraubkappe 10 von der Fassung 8 losgeschraubt ist und das Widerlager 11 gegen den Flansch 14 gedrückt wird.

Wenn die Schraubkappe 10 ganz losgeschraubt ist und das Rohr 9 seine unterste Lage einnimmt, dient die Anordnung der Füllstandsregulierung. Wasser oder Extra­ elektrolyt werden über das offene Ende der Fassung 8 und Rohr 9 in die Zelle 4 eingefüllt, bis das Elektrolytniveau den unteren Teil des Rohres 9 erreicht. Aufgrund des Dichtungsringes 15 kann keine Luft aus der Zelle entweichen, und in der Zelle bildet sich ein Luftpolster, welches den Elektrolyten daran hindert höherzusteigen, ausgenommen im Rohr 9. Das Rohr kann daraufhin gefüllt werden bis zu einem zweckmäßigen Niveau, welches durch eine Markierung kenntlich gemacht werden kann.

Wenn die Schraubkappe 10 in die Fassung 8 hineingeschraubt wird, bis die in der Fig. 2 gezeigte Position erreicht ist, wird das Rohr 9 von der Abdichtungs­ positionslage durch die Gewinde 12 und 13 weggeschraubt, die in entgegengesetzter Richtung der Gewinde 16 und 17 arbeiten, so daß eine Lüftungspassage gebildet wird, durch welche Luft und Gas in die Atmosphäre entweichen können. Die Flüssigkeit im Rohr fällt auf das Niveau der Zelle 4. Bevor die Schraubkappe wieder zurückgeschraubt wird, ist sie mit ihrem Flansch abgedichtet durch dessen Sitz 20, welcher sich im Oberteil der Fassung 8 befindet. Der Flanschteil, der mit der Ziffer 23 bezeichnet ist, dichtet durch einen Dichtungsring 21 gegen den sitz 20 ab. Ein Rohr 22 erstreckt sich lotrecht hinunter in die Schraubkappe 10 und hat einen geringeren Durchmesser als das Rohr 9. Die Gase, die sich in der Zelle bilden, finden durch das Rohr 9 hinauf und durch das Rohr 22 hinaus den Weg ins Freie. Da die Schraubkappe leicht herausgeschraubt werden kann, entsteht keine Schwierig­ keit für den Dichtungsring 21, durch Anpressung zwischen den zusammen­ arbeitenden Oberflächen eine dichtende Funktion ausüben.

Die Erfindung resultiert in einer automatisch arbeitenden Entgasungs- und Über­ füllschutzeinrichtung, die verläßlich und leicht zu handhaben ist. Durch das Abschrauben der Schraubkappe 10 wird gewährleistet, daß die Mündung des Rohres das Niveau einnimmt, das dem richtigen Elektrolytniveau in der Zelle entspricht. Die Person, die den Elektrolyt auffüllt, wird in den Stand gesetzt, eine visuelle Kontrolle durchzuführen, ob das richtige Niveau erreicht wird, da die Flüssigkeit im Rohr 9 aufsteigt. Wenn die Schraubkappe 10 fest in seine sichtende Position geschraubt wird, wird das Rohr 9 automatisch von dem dichtenden Sitz gegen den Flansch 14 gehoben, wodurch sichergestellt wird, daß die Entgasung stattfinden kann.

Die Fassung 8 kann in einem Stück mit dem Deckel ausgeführt werden. Sie kann auch als ein separater Teil ausgeführt werden oder mit einem Deckel auf irgendeine entsprechende Art verbunden sein. Auch wenn die Erfindung hier anhand einer vorzugsweisen Ausführungsart beschrieben und veranschaulicht wurde, so ist sie nicht auf diese beschränkt, sondern kann im Rahmen der Patentansprüche modi­ fiziert werden.

Die gezeigte Schraubkappe kann zum Beispiel durch ein einbringbares Schrauborgan mit einer antreibbaren Kopplung mit den Zapfen 18 des Rohres 9 ersetzt werden. Es ist auch möglich, die Schraubkappe mit Hilfe von Werkzeugen, zum Beispiel eines Schraubwerkzeuges, zu drehen. Auch kann ein solches Werkzeug mit einer Lüftung 22 versehen sein.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Überfüllschutzeinrichtung im Vergleich zur bekannten Vorrichtung liegt in einer erheblich verbesserten Funktionssicherheit bezüglich des Mechanismus der Rohrbewegung. Weil das Füllstandsregulierungsrohr hier mittels eines Außengewindes selbst Gewindepartner ist und mit dem Deckel­ tubus im Gewindeeingriff steht, unterliegt es einer Zwangsführung, bei welcher die Höhenverstellung des Rohres in jeder Bewegungsphase kontrolliert erfolgt.

Claims (6)

1. Entgasungs- und Überfüllschutzeinrichtung für Akkumulatorenbatterien, die wenigstens ein Zellengehäuse mit einer in das Gehäuseoberteil eingelassenen und mit einem Innentubus versehenen Einfüllöffnung besitzen, wobei eine Schraubkappe die Öffnung verschließt und zugleich durch die Schraubbewegung der Kappe ein von dem Tubus umschlossenes Füllrohr in Achsenrichtung verstellbar ist zwischen einer oberen Endposition, in welcher die Mündung des Rohres sich in einem freien Abstand über dem Elektrolytspiegel befindet und eine Entlüftung der Zelle durch das Füllrohr nach draußen möglich ist, und einer unteren Endposition, bei welcher die Mündung des Füllrohres sich auf einer definierten Höhe befindet, bis zu der sich die Zelle mit Elektrolyt auffüllt und über die hinaus weitere Elektrolytflüssigkeit nur noch im Füllrohr selbst aufsteigen kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllrohr ein Außengewinde (12) besitzt, welches zusammen mit einem korrespondierenden Innengewinde (13) im unteren Tubusabschnitt die axiale Höhenverstellung des Füllrohres (9) unter dessen gleichzeitiger Drehung bewirkt, daß die Schraubkappe (10) ebenfalls ein Außengewinde (16) besitzt, welches mit einem koaxial zum Innengewinde (13) angeordneten Innengewinde (17) im oberen Tubusabschnitt korrespondiert, wobei die korrespondierenden Gewinde (12, 13) und (16, 17) einander entgegengesetzte Steigungsrichtungen aufweisen, und daß zwischen dem Füllrohr (9) und der seine Höhenverstellung veranlassenden Schraubkappe (10) eine bewegliche Verbindung durch ein Kopplungsorgan (19) hergestellt ist, so daß sich bei Drehung der Schraubkappe (10) auch das Füllrohr (9) mitdreht.

2. Entgasungs- und Überfüllschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gewinde (12) auf dem Rohr (9) ein Kammorgan bildet, welches in ein entsprechendes Innengewinde (13) in der Fassung (8) eingreift.

3. Entgasungs- und Überfüllschutzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gewinde (12) an einem Abschnitt des Rohres (9) ausgeformt ist, welcher oberhalb des unteren, in die Zelle hineinragenden Rohrabschnitts liegt und einen größeren Durchmesser als dieses besitzt, wobei die Fassung (8) an ihrem dem Zellinneren zugekehrten Ende mit einem radial nach innen gerichteten Flansch (14) versehen ist, welcher an der Übergangsstelle zwischen den genannten Rohrabschnitten und gemeinsam mit diesem Übergang eine Dichtung herstellt, sobald sich das Rohr in der genannten ersten Position befindet.

4. Entgasungs- und Überfüllschutzeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubkappe (10) durch einen für den dichtenden Abschluß gegen die Fassung (8) ausgeformten Verschluß gebildet ist, wobei der Verschluß mit einem ihn zentrisch passierenden Entgasungskanal (22) versehen ist.

5. Entgasungs- und Überfüllschutzeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zusammenkopplung der Schraubkappe (10) und des Rohres (9) mindestens ein vom oberen Ende des Rohres hervor­ stehender axialer Zapfen (18) mit einem axial nach innen gerichteten Wand­ einschnitt des an der Schraubkappe (10) festsitzenden Kopplungsorgan (19) beweglich koppelbar ist.

6. Entgasungs- und Überfüllschutzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Zapfen (18) auf dem Rohr (9) von einem durch einen Wandeinschnitt des Kopplungsorgans (19) begrenzten Raum aufgenommen wird.