DE3516552C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen versiegelten Akkumulator und insbesondere, aber nicht ausschließlich, einen Akkumulator vom Rekombinationstyp, der mit einem Sauerstoffzyklus ar­ beitet.

Die Verwendung von Einwegeventilen für versiegelte Akku­ mulatoren ist bekannt. So sind aus den deutschen Gebrauchsmustern 76 20 138 und 82 14 180 Verschlußstopfen für Akkumulatoren bekannt. Bei solchen Ventilen ist es wün­ schenswert, daß sie zuverlässig bei Drücken von etwa 20,7 kPa arbeiten und daß sie aus elektrolytbeständigem Material bestehen. Aus der DE-PS 8 51 370 ist ein Entgasungsstopfen für Entgasungsbatterien bekannt, bei dem durch eine Mittelöffnung des Stopfenkörpers ein Ventil aus elastischem Material hindurchgeführt wird, so daß diese mit einem verbreiterten Plattenteil an der Austrittsseite des Stopfens rückschlagventilartig verschlossen wird. Das Plattenteil dient hier nicht nur als Ventilteil, sondern auch als nachgiebiges Mittel, um das Verschließen des Ventils zu bewirken. Die nachgiebigen Eigenschaften und die Schließeigenschaften sind demnach in demselben Teil des Formkörpers vereinigt. Das Ergebnis dieser Konstruktion ist aber ein nur unzureichender Kompromiß zwischen den genannten Eigenschaften.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines betriebssicheren Einwege-Entlüftungsventils an einem ver­ siegelten Akkumulator, der einen Behälter für eine oder mehrere Zellen aufweist, einen Entlüftungsdurchgang in dem Behälter und ein Entlüftungsventil zur Steuerung des Gasflusses durch den Entlüftungsdurchgang, das einen Hohlkörper, der eine in dem Entlüftungsdurchgang angeordnete Querwand besitzt, und einen Oberflächenabschnitt, der in dichtendem Eingriff mit der Wand des Entlüftungsdurchgangs steht, eine Ventilöffnung in der Querwand, die in Verbindung steht mit dem Entlüftungsdurchgang und ein bewegliches Ventilteil, welches in dem Hohlkörper angeordnet ist, umfaßt.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird vorgeschlagen, daß das Entlüftungsventil außerdem ein nachgiebiges Mittel in dem Hohlkörper, welches das Ventilteil in Eingriff mit der Querwand des Hohlkörpers derart bringt, daß die Ventilöffnung verschlossen ist, wobei das Ventilteil und das nachgiebige Mittel aus einem einzigen Formkörper aus elektrolytbeständigem elastomeren Material besteht, und wenigstens eine Öffnung in dem Hohlkörper, die eine Verbindung schafft zwischen dem Hohlkörper-Innenraum und der Umgebungsatmosphäre, umfaßt.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Akkumulators weist der Formkörper an dem Ende des nach­ giebigen Mittels, das dem Ventilteil gegenüberliegt, einen Befestigungsflansch auf.

Bevorzugt greift der Befestigungsflansch in eine Innen­ schulter des Hohlkörpers ein.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfin­ dungsgemäßen Akkumulators besitzt der Hohlkörper eine ein­ schnappbare Kappe, die den Befestigungsflansch in Anlage an der Innenschulter hält, wobei die Kappe mit mindestens einer Öffnung versehen ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine gasdurchlässige Scheibe zwischen dem Befestigungsflansch und der Kappe angeordnet, die als Flammschutz wirkt.

Bevorzugt ist es ferner, daß das Ventilteil gewölbte Form hat. Der Rand des gewölbten Ventilteils berührt vorzugs­ weise eine plane Oberfläche der Querwand um die Ventil­ öffnung.

Vorteilhafterweise ist der Hohlkörper in dem Entlüftungs­ durchgang im Reibschluß.

Die Verwendung von Kunststoffmaterial für alle Komponenten des erfindungsgemäßen Entlüftungsventils wird bevorzugt, weil dies Widerstand gegenüber korrosiven Elektrolyten, wie sie in Akkumulatoren verwendet werden, sicherstellt.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Akkumulators wird nachfolgend als Beispiel beschrieben und in der Zeichnung dargestellt, die einen Längsschnitt durch einen Teil des versiegelten Akkumulators gemäß der Erfindung dargestellt.

Der versiegelte Akkumulator in der dargestellten Ausfüh­ rungsform ist vom sogenannten Rekombinationstyp, der mit einem Sauerstoffzyklus arbeitet. Solche Batterien sind be­ kannt und werden beschrieben mit Ausnahme der Zellen, die in einem Behälter befestigt sind. Solche Akkumulatoren sind versiegelt, aber mit einem Entlüftungsventil ausgerüstet, welches einen inneren Überdruck abbaut, der als Folge einer durch Überladen der Batterie entwickelten überschüssigen Gasmenge entstanden ist. In der Zeichnung ist der Akku­ mulator nur teilweise dargestellt und hat ein Entlüftungs­ ventil, welches in einem Entlüftungsdurchgang befestigt ist, der von den Zellen zur Außenseite des Akkumulators führt. Das Entlüftungsventil schließt den Entlüftungsdurch­ gang, der gebildet wird durch eine Hülse 1, die einstückig mit einem Deckel 2, der einen Teil des Akkumulatoren-Behäl­ ters bildet, geformt ist und sich von dessen Innenober­ fläche erstreckt. Das Entlüftungsventil umfaßt einen im wesentlichen zylindrischen hohlen Ventilkörper 10 aus Polypropylen, der stromaufwärts, bezogen auf die Flußrich­ tung durch das Ventil, eine querliegende Endwand 11 mit einer Ventilöffnung 12 in ihrem Mittelabschnitt aufweist. Ein Mehrzahl von ringförmigen Nuten 13 ist in der Um­ fangsfläche des Ventilkörpers 10 vorgesehen. Der Hohl­ körper 10 ist dichtend im Eingriff mit der Innenoberfläche der Hülse 1 und steht mit dieser im Reibungsschluß. Ein aus säurebeständigem elastomeren Material geformtes Ven­ tilteil 14, z. B. aus Polychloropren ist in dem Hohlkörper 10 angeordnet. Das Ventilteil 14 weist einen gewölbten Abschnitt 15 auf, der angefügt ist an die Unter­ seite des kreisringförmigen Endwandabschnitts 16, der eine Reihe (im vorliegenden Fall 3) im gleichen Winkel stehende Rippen 17 aufweist, die sich aufwärts davon erstrecken. Die oberen Enden der Rippen 17 sind angesetzt an einen oberen ringförmigen Befestigungsflansch 18, der sich über die Rippen 17 und den Wandabschnitt 16 nach außen er­ streckt. Der Ventilteilabschnitt 15 ist oberhalb der Ent­ lüftungsöffnung 12 in der Endwand 11 angeordnet. Die drei Rippen 17 liegen mit ihrer Längsachse parallel zur Achse des Ventilkörpers und sind paßgenau in den Hohlkörper 10 eingesetzt. Der Befestigungsflansch 18 berührt eine untere Ringschulter 19 eines Absatzes in der Wand des Hohlkörpers 10. Der Absatz umfaßt eine obere Ringschulter 21 und eine ringförmige Nut 22 in der Wand des Hohlkörpers nahe dessen oberen offenen Endes. Die ringförmige Nut 22 dient zur Auf­ nahme einer entsprechend ringförmigen Rippe 23 an einer einschnappbaren Ventilkappenanordnung 24. Die Ventilkappen­ anordnung 24 umfaßt eine flammbeständige gasdurchlässige Scheibe 25 aus synthetischem Kunststoffmaterial und eine Kunststoff-Haltekappe 26, in der vier Entlüftungsöffnungen 29 angeordnet sind. Die Kappe 26 ist mit einer von ihr aus­ gehenden Hülse 27 ausgestattet, deren unteres Ende gegen die Schulter 21 in dem Hohlkörper 10 stößt, wenn die Rippe 23 am Außenumfang der Hülse 27 in die ringförmige Nut 22 eingreift. Von der Außenfläche ist eine ringförmige Ver­ tiefung 28 in den Batteriedeckel 2 eingearbeitet zur Auf­ nahme der Kappe 26, deren Durchmesser größer ist als der des Ventilkörpers 10. Wenn das Ventil in Position ist, liegt die Kappe 26 in einer Ebene mit der Außenfläche des Batteriedeckels 2. Die Scheibe 25 in der Hülse 27 berührt dabei die obere Fläche des Befestigungsflansches 18.

Im Betrieb werden die Rippen 17 durch die Ventilkappenanord­ nung 24 unter Druck gehalten und wirken als nachgiebiges Mittel, welches das Ventilteil 15 in dichtenden Eingriff mit der ebenen Oberfläche der Endwand 11 um die Ventil­ öffnung 12 zwingt. Wenn die auf das Ventilteil 15 ausge­ übte Kraft aufgrund eines Innendrucks im Batteriebehälter größer wird als die Kraft, die durch die unter Druck stehenden Rippen 17 auf das Ventilteil 15 ausgeübt wird, dann verformen sich die unter Druck stehenden Rippen, und das Ventilteil bewegt sich aufwärts von der Ventilöffnung 12 weg, wodurch die aufgestauten Gase durch das Entlüftungs­ ventil entweichen können. Das Ausströmen der Gase erfolgt durch die Zwischenräume zwischen den Rippen und dann durch die flammhemmende Scheibe 25 und aus der Batterie durch die Ventilöffungen 29. Wenn der Druck in der Batterie soweit gefallen ist, daß die auf das Ventilteil 15 ausgeübte Kraft geringer ist als die Kraft, die durch die Rippen 17 auf dieses ausgeübt wird, wird das Ventilteil 15 wieder zurück in dichtende Stellung um die Ventilöffnung 12 gezwungen, wodurch weiterer Verlust an Gas oder das Einfließen von atmosphärischer Luft verhindert wird.

Bei dieser Ausführungsform ist das Ventil so konstruiert, daß es öffnet, wenn der Druck in der Batterie größer wird als 6,9 bis 20,7 kPa, und daß es schließt, wenn der Druck geringer ist als 3,45 kPa.

Claims (10)

1. Versiegelter Akkumulator, der einen Behälter für eine oder mehrere Zellen, einen Entlüftungsdurchgang in dem Behälter und ein Entlüftungsventil zur Steuerung des Gasflusses durch den Entlüftungsdurchgang aufweist, das folgende Teile umfaßt:

• a) einen Hohlkörper (10), der eine in dem Entlüftungsdurchgang angeordnete Querwand (11) besitzt und einen Oberflächenabschnitt, der in dichtendem Eingriff mit der Wand des Entlüftungsdurchgangs steht,
• b) eine Ventilöffnung (12) in der Querwand (11), die in Verbindung steht mit dem Entlüftungsdurchgang,
• c) wenigstens eine Öffnung (29) in dem Hohlkörper (10), die eine Verbindung schafft zwischen dem Hohlkörper-Innenraum und der Umgebungsatmosphäre,

dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil außerdem

• d) ein bewegliches Ventilteil (14, 15), welches in dem Hohlkörper angeordnet ist und
• e) mehrere als nachgiebiges Mittel wirkende Rippen (17) in dem Hohlkörper, welche das Ventilteil (14, 15) in Eingriff mit der Querwand (11) des Hohlkörpers derart bringen, daß die Ventilöffnung (12) verschlossen ist, wobei das Ventilteil (14, 15) und die nachgiebigen Rippen (17) aus einem einzigen Formkörper aus elektrolytbeständigem elastomeren Material bestehen, umfaßt.

2. Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebigen Rippen (17) in dem Hohlkörper (10) so angeordnet sind, daß sie auf das Ventilteil (14, 15) Druck ausüben.

3. Akkumulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebigen Rippen (17) mit ihrer Längsachse parallel zur Achse des Ventilkörpers liegen.

4. Akkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteilabschnitt (15) auf einer Seite eines Endwandteils (16) angeordnet ist, welcher auch einen Teil des einzigen Formkörpers bildet, und die Rippen (17) sich von der anderen Seite des Endwandteils (16) aus erstrecken.

5. Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper an dem Ende der nachgiebigen Rippen (17), das dem Ventilteil (14, 15) gegenüberliegt, einen Befestigungsflansch (18) aufweist.

6. Akkumulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsflansch (18) in eine Innenschulter (19) des Hohlkörpers eingreift.

7. Akkumulator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (10) mit einer einschnappbaren Kappe (26) versehen ist, die den Befestigungsflansch (18) in Anlage an der Innenschulter (19) hält und die mit mindestens einer Öffnung (29) versehen ist.

8. Akkumulator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Flammschutz wirkende gasdurchlässige Scheibe (25) zwischen dem Befestigungsflansch (18) und der Kappe (26) angeordnet ist.

9. Akkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteilabscnitt (15) gewölbte Form hat.