DE3232056A1

DE3232056A1 - Battery housing

Info

Publication number: DE3232056A1
Application number: DE19823232056
Authority: DE
Inventors: Horst 4618 Kamen Externbrink; Friedhelm 5750 Menden Harnischmacher
Original assignee: CEAG Licht und Stromversorgungstechnik GmbH
Current assignee: CEAG Licht und Stromversorgungstechnik GmbH
Priority date: 1982-08-28
Filing date: 1982-08-28
Publication date: 1984-03-01

Abstract

A battery cell for explosion-protected or flameproof portable lights has a chamber auxiliary valve (A) which is inserted in an opening (29) in the cell cover (12). The chamber auxiliary valve is closed by means of a closure plug (36) consisting of sintered metal whose external dimensions are selected and whose pores are dimensioned such that the passages formed by the pores conform to the VDE Regulations 0170/0171 with respect to the gap length and gap width. The closure plug prevents a short-circuit causing ignition through the exterior into the environment which is enriched with explosive gas. <IMAGE>

Description

Batterie gehäuse Battery case

Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a battery housing according to the preamble of Claim 1.

Derartige Batterien oder Akkumulatoren sind so auszubilden, daß sie in explosionsgefährdeten Bereichen oder unter Tage verwendet werden innen. Sie werden im allgemeinen bei tragbaren Leuchten eingesetzt und dienen der Stromversorgung von derartigen Leuchten im Exbereich (in Raffinerien oder im Bergbau, insbesondere -im Tunnelbau) Im oberen Bereich des Akkumulatorgehäuses ist ein sogenanntes Kammerhoffventil eingesetzt, mit dem ein Durchzünden eines im Inneren des Gehäuses auftretenden Zellen-Kurzscillusses nach außen verhindert wird, Das Kammerhoffenventil ist als Stopfen ausgebildet, der in den Gehäusedeckel eingeschraubt wird. Im Inneren des Stopes sind meist ein zylinderartigei Kragen und darin ein zylinderartiger, zapfenartiger Vorsprung angeordnet, der gegenüber dem Rand des Kragens zurückgesetzt ist und in dem sich eine Bohrung befindet, die der Entgasung dient.Such batteries or accumulators are to be designed so that they can be used indoors in potentially explosive areas or underground. you will be generally used in portable lights and are used for power supply of such lights in Ex areas (in refineries or in mining, in particular -in tunnel construction) In the upper area of the accumulator housing is a so-called Kammerhoff valve used, with the ignition of a cell short circuit occurring inside the housing to the outside is prevented, the Kammerhoffenventil is designed as a plug, which is screwed into the housing cover. Inside the stop are usually one cylinder-like collar and a cylinder-like, cone-like Arranged projection which is set back from the edge of the collar and in which is a hole that is used for degassing.

Derartige Kammerhoffventile sind nicht immer in dr Lage, ein Durchzünden aus dem Zellen- oder Akkumulatoreninneren definitiv zu verhindern. Aus diesem Grunde mußten besondere Maßnahmen getroffen werden; es mußte die Einsatzdauer der Zelle überwacht werden und dergleichen.Such Kammerhoff valves are not always able to ignite definitely to prevent from inside the cell or accumulator. For this reason special measures had to be taken; it had to be the duration of the cell monitored and the like.

Aufgabe. der Erfindung ist es, einen Akkumulator der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem ein Durchzünden von innen nach außen vermieden wird.Task. the invention is to provide an accumulator of the type mentioned at the beginning To create a way that prevents ignition from the inside out.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Dabei ist notwendig, daß das Sintermetall so hergestellt ist, daß in ihm selbst die erforderten Spaltweiten und Spaltlängen gem. VDE 0170/0171 sichergestellt werden. Es wird damit die Porösität des Sintermetalles ausgenutzt, um einen zünddurchschlagssicheren Verschluß eines Batteriegehäuses zu erhalten.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of claim 1 solved. It is necessary that the sintered metal is produced in this way is that in itself the required gap widths and gap lengths according to VDE 0170/0171 be ensured. The porosity of the sintered metal is used, to obtain a flameproof closure of a battery housing.

Bei der Herstellung wird zunächst der Verschlußpfropfen gesintert, sodann wird der Verschlußpfropfen in das Kammerhoffventil eingesetzt. Dies kann so erfolgen, daß die Buchse um den Pfropfen herumgespritzt oder - ebenfalls unter Beachtung von Spaltlängen und Spaltweiten -nach Herstellung der Buchse mit dem Kammerhoffventil in diese eingeschraubt wird.During production, the stopper is first sintered, then the stopper is inserted into the Kammerhoff valve. This can be done so that the socket is sprayed around the plug or - also under Observe gap lengths and gap widths - after manufacturing the socket with the Kammerhoff valve is screwed into this.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kann dahin -gehen, daß im Inneren der Buchse zusätzlich ein Verschlußventil vorgesehen ist, das ein Einströmen eines Fluids ins Innere der Zelle ermöglicht, wobei ein Ausströmen des Fluids durch das Ventil selbst verhindert ist, so daß im Inneren der Zelle entstehende Gase nur durch den Verschlußstopfen bzw. Verschlußpfropfen aus gesintertem Metall hindurchströmen können. Das Ventil ist eine Art Rückschlagventil.A further embodiment of the invention can -go that in Inside the socket, a shut-off valve is also provided, which allows an inflow of a fluid into the interior of the cell, with an outflow of the fluid through the valve itself prevents is so that arising inside the cell Gases only through the stopper or stopper made of sintered metal can flow through. The valve is a kind of check valve.

Anhand der Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.Based on the drawing, in the two embodiments of the invention are shown, the invention and further refinements and improvements are intended of the invention are explained and described in more detail.

Es z#eigt: Fig,# 1 eine Schnittansicht durch eine Zelle eines Akkumulators und Fig. 2 eine Schnittansicht durch eine Zelle des Akkumulators ähnlich der der Fig. 1, mit eingesetztem Rückschlagventil.It shows: FIG. 1 a sectional view through a cell of a storage battery and FIG. 2 shows a sectional view through a cell of the accumulator similar to that of FIG Fig. 1, with the check valve inserted.

Eine Zelle, beispielsweise eine Nickel-Cadmium-Zelle besitzt ein Gehäuseunterteil 10, das mit einem Deckel 12 an seiner Oberseite verschlossen ist. Im Inneren des Gehäuseunterteils 10 befinden sich nicht weiter dargestellte, den Strom erzeugende Elektroden sowie ein entsprechendes Flüssigkeitsgemisch.A cell, for example a nickel-cadmium cell, has a lower housing part 10, which is closed with a lid 12 on its top. Inside the Housing lower part 10 are not shown, the electricity generating Electrodes and a corresponding liquid mixture.

Der Deckel 12 besitzt einen plattenartigen Bereich 14 an dem ein Kragen 16 angeformt ist, der ins Innere des Gehäuseunterteils 10 greift. Auf der dem Kragen 16 gegenüberliegenden Seite des Deckels 12 ist ein stutzenartiger Vorsprung 18 vorgesehen, der mit einem Innengewinde 20 -versehen ist, in das eine Verschlußbuchse 22 eingeschraubt ist. Die Buchse 22 setzt sich nach innen hin fort in einen äußeren Zylinder 24, der zu seinem Rand hin in der Wandstärke verjüngt ist und der an seinem Rand eine Abschrägung 26 aufweist. Im Inneren des Zylinders 24 befindet sich ein zapfenartiger Vorsprung 28, in dem eine Mittelbohrung 30 angeordnet ist, die in eine topfartige Ausnehmung 32 im Gewindebereich der Buchse einmündet. Oberhalb eines flanschartigen Kragens 34, der gegen den freien Rand des Stutzens 18 zur Halterung der Buchse 22 anschlägt, ist ein Pfropfen aus Sintermetall eingesetzt.The cover 12 has a plate-like area 14 on which a collar 16 is integrally formed, which engages into the interior of the lower housing part 10. On the collar 16 opposite side of the cover 12, a nozzle-like projection 18 is provided, which is provided with an internal thread 20 into which a locking sleeve 22 is screwed is. The sleeve 22 continues inwardly into an outer cylinder 24, which is tapered towards its edge in wall thickness and the one at its edge Has bevel 26. Inside the Cylinder 24 is located a pin-like projection 28 in which a central bore 30 is arranged, the opens into a pot-like recess 32 in the threaded area of the socket. Above a flange-like collar 34, which against the free edge of the connecting piece 18 for holding the socket 22 strikes, a plug made of sintered metal is inserted.

Der Bereich A istl ein sogenanntes Kammerhoffventil, das ein Ausströmen bzw. Ausfließen von Elektrolyt aus der Batterie beim Kippen verhindern soll. Das Sintermetall ist, wie aus der Fig. 1 ersichtlich, in die Buchse 22 unverlierbar eingesetzt, was dadurch bewirkt werden kann, daß die Buchse mit Kammerhoffventil um den Sintermetallpfropfen 36 herumgespritzt ist. Das Sintermetall ist so herzustellen, daß in ihm selbst und an der Berührungsstellelzwischen dem Pfropfen 36 und der Buchse 22 die erforderlichen Spaltweiten und Spalt längen sichergestellt sind.The area A is a so-called Kammerhoff valve, which has an outflow or to prevent electrolyte from flowing out of the battery when it is tilted. That As can be seen from FIG. 1, sintered metal cannot be lost in the socket 22 used, which can be achieved by the fact that the socket with Kammerhoff valve is injected around the sintered metal plug 36. The sintered metal is to be produced in such a way that that in itself and at the point of contact between the plug 36 and the socket 22 the required gap widths and gap lengths are ensured.

Sollte im Falle eines Schadens zwischen zwei nebeneinanderliegenden Elektroden im Inneren des Gehäuseunterteils ein Kurzschluß entstehen, so kann sich die Zündung zwar in den Raum 32 hindurch fortsetzen; das gezündete Gas aber, wird durch den Sintermetall-Verschlußpfropfen hindurchströmen und sich dabei so weit abkühlen, daß explosible Gemische außerhalb der Zelle nicht gezündet werden.Should in the event of damage between two adjacent Electrodes in the interior of the lower part of the housing can cause a short circuit continue the ignition in the space 32 through; but the ignited gas will flow through the sintered metal stopper and move so far cool so that explosive mixtures outside the cell are not ignited.

Wenn die Zelle mit neuem Elektrolyt gefüllt werden soll, oder wenn Elektrolyt nachzufüllen ist, dann muß bei der Ausgestaltung der Fig. 1 die Buchse 22 abgeschraubt werden. Dies kann bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 2 vermieden werden, Die Zelle gemäß Fig. 2 besitzt ein Gehäuseunterteil 10, das mit einem Deckel 12 abgeschlossen ist. In den Deckel 12 ist in der Weise, wie in der Fig. 1 dargestellt, eine Buchse 22 eingeschraubt, die wieder den äußeren Zylinder 24 und den inneren Vorsprung 28 mit der Bohrung 30 besitzt. Der Raum 32 dient nunmehr zur Aufnahme eines Überstromventiles mit einem Zufüllstutzen. Das Überstromventil besitzt einen Kolben 40, der an seinem Umfang axial verlaufende Schlitze 42 aufweist. Die eine Seite des Kolbens ist flach und dem Boden der Ausnehmung 32 zugewandt; zwischen dem Boden der Ausnehmung 32 und der als#Kolbenboden bezeichnete Fläche des Kolbens 40 ist eine Druckfeder 44 eingesetzt, die den Kolben 40 immer nach außen drücken will. In der Buchse 22 ist ein Verschlußpfropfen 46 aus gesintertem Metall gebildet, das die gleiche Zusammensetzung aufweist wie der Verschlußpfropfen 36 in der Ausgestaltung gemäß Fig. 1. Der Verschlußpfropfen 46 besitzt eine Innenbohrung 48, in der ein Durchgangsrohr 50 aufgenommen ist, das eine Durchgangsbohrung 52 aufweist. Die im Inneren befindliche Stirnfläche des Rohres 50 ist kegelstumpfförmig eingezogen. Der Kolben 40 besitzt eine ebenfalls kegelförmig vorspringende obere Fläche 54, die in die Stirnflache 56 des Rohres 50 exakt hineinpaßt. Durch die Kraft der Feder 44 wird der Kolben 40 mit seiner oberen Fläche oder oberen Kegelspitze in die Stirnfläche 56 eingedrückt, so daß die Durchgangsbohrung 52 verschlossen wird. Bei einem Druckanstieg auf Grund einer Zündung im Inneren der Zelle strömt das Gas gemäß Pfeilrichtung F1 durch die Bohrung 30 und durch die Kanäle 42 an dem Kolben vorbei.When the cell is to be filled with new electrolyte, or when Electrolyte is to be refilled, then in the embodiment of FIG. 1, the socket 22 can be unscrewed. This can be avoided in the embodiment according to FIG. 2, The cell according to FIG. 2 has a lower housing part 10, that with a cover 12 is completed. In the lid 12 is in the manner as in 1, a bushing 22 is screwed in, which again is the outer cylinder 24 and the inner projection 28 with the bore 30 has. The room 32 is now used to accommodate an overflow valve with a filler neck. The overflow valve has a piston 40 which has axially extending slots 42 on its circumference. One side of the piston is flat and facing the bottom of the recess 32; between the bottom of the recess 32 and the area designated as # piston head of the piston 40 a compression spring 44 is inserted, which the piston 40 always to the outside want to push. In the socket 22 is a plug 46 made of sintered metal which has the same composition as the plug 36 in the embodiment according to FIG. 1. The sealing plug 46 has an inner bore 48, in which a through tube 50 is received, which has a through hole 52 having. The inside end face of the tube 50 is frustoconical moved in. The piston 40 also has a conically projecting upper one Surface 54 which fits exactly into the end surface 56 of the tube 50. By the force the spring 44 becomes the piston 40 with its upper surface or upper cone tip pressed into the end face 56 so that the through hole 52 is closed will. In the event of a pressure increase due to an ignition inside the cell flows the gas according to arrow direction F1 through the bore 30 and through the channels 42 on the Piston over.

Da die Durchgangbohrung 52 aufgrund der Kraft der Feder und zusätzlich aufgrund des Innendruckes verschlossen ist, kann das Gasgemisch nur noch durch das Sintermetall bzw. den Verschlußpfropfen 46 gemäß Pfeilrichtung F2 ausströmen. Umgekehrt ist es möglich, über die Bohrung 52 Lauge in das Innere des Gehäuses 10 einzufUlw len. Bei einem Druckaufbau gemäß P1 wird der Kolben 40 entgegen dem Druck der Feder 44 nach unten gedrückt, wodurch sich die Fläche 54 bzw. die Spitze 54 des Kolbens 40 von der Fläche 56 abhebt und so dem Elektrolyt oder der Lauge, die ins Innere der Zelle einzufüllen ist, den Weg freigibt. Wenn der Befüllvorgang beendet ist, wird das Ventil dadurch wieder verschlossen, daß der Kolben 40 mit seiner Spitze 54 gegen die Fläche 56 gedrückt wird.Since the through hole 52 due to the force of the spring and in addition is closed due to the internal pressure, the gas mixture can only pass through the Sinter metal or the plug 46 flow out in the direction of arrow F2. Vice versa it is possible to introduce lye into the interior of the housing 10 via the bore 52 len. When the pressure builds up according to P1, the piston 40 is counter to the pressure of the spring 44 pressed downwards, whereby the surface 54 or the tip 54 of the piston 40 stands out from the surface 56 and so the electrolyte or the lye that enters the interior of the Cell is to be filled, clears the way. When the filling process is finished, will the valve closed again in that the piston 40 with its tip 54 against the surface 56 is pressed.

Claims

Claims battery cell for explosion-proof or firedamp-proof portable lights, with a Kammerhoff valve inserted into an opening on the cell lid, characterized in that the Kammerhoff valve (A) to the outside by means of a Closure plug (36,46) made of sintered metal is closed, the external dimensions of which so chosen and whose pores are dimensioned so that at least the through the pores Passages formed through the sealing plug comply with VDE regulations 0170/0171 regarding gap length and gap width correspond.

2. Battery cell according to claim 1, characterized in that the Closing plug (36, 46) in a socket (22) containing the Kammerhoff valve (A) pressed in5 is cast or screwed in.

3. Battery cell according to claim 1, characterized in that by a tube (48) is passed through the stopper (46) in a flame-proof manner, that in the space inside the socket (2?) between the plug and the Kammerhoff valve by means of only one admission of a fluid into the interior allowed Check valve (40,44) is closed.

4. Battery cell according to claim 3, characterized in that the gekenD Check valve through one in the socket (22) and under the pressure of a Spring (44) against the inside face (# 6) of the pipe is pressed to seal the bore (52) extending through the pipe.

5. Battery cell according to claim 4, characterized in that the Piston (40) is axially guided in the bushing (40) and distributed on its circumference, axially extending grooves allowing passage through the piston (42).

6. Battery cell according to claim 5, characterized in that the Contact surface between the piston (40) and the end face of the tube (48) cone is shaped, the tip of the cone being molded onto the piston (40).