DE3877468T2 - Druckablassventil fuer batterien. - Google Patents
Druckablassventil fuer batterien.Info
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Description
- Diese Erfindung bezieht sich auf Ventile zum Entlüften elektrischer Speicherbatterien, wie in dem Oberbegriff von Anspruch 1 spezifiziert, zum Beispiel wie in US-A- 4 576 879 beschrieben.
- Abgedichtete Batterien sind in der Technik wohlbekannt und schließen typischerweise ein Druckentlastungs-/Rückschlagklappenventil ein zum Ablassen von Gasen, die innerhalb der Batterie erzeugt werden, wenn der innere Gasdruck einen vorher gewählten Pegel oberhalb des Atmosphärendruckes übersteigt. Zum Beispiel arbeiten Nickel-Zink-Batterien gewöhnlich rnit einem positiven inneren Gasdruck von etwa 3,45 kPa (ein halbes Pfund pro Quadratinch) oder mehr, um eine Sauerstoffrekombination innerhalb der Batterie zu fördern und CO&sub2; in der Luft davon abzuhalten, den Elektrolyten zu verunreinigen, wenn der Druck in der Zelle unterhalb des Atmosphärendruckes (Null psig) fällt. Gleichermaßen weiß man, daß Bleisäurebatterien vom Gasrekombinationstyp bei inneren Gasdrucken arbeiten, die von etwa 3,45 kPa bis etwa 345 kPa (1/2 psig bis etwa 50 psig) reichen (d.h. in Abhängigkeit von der besonderen Anwendung), um die Sauerstoffrekombinationsreaktion zu fördern und Sauerstoff aus der Umgebung aus der Batterie auszuschließen. Es ist für die verlängerte Lebensdauer solcher Batterien notwendig, daß, nachdem die Gase abgelassen worden sind, die Druckentlastungs/Rückschlagventile schließen und so nah wie möglich bei ihrem öffnenden Druck wieder abdichten, um (1) einen unnötigen Verlust der inneren Gase zu verhindern, die andernfalls für eine Rekombination verfügbar sind, und (2) jegliches Einströmen der umgebenden Atmosphäre in die Batterie zu verhindern, während der innere Gasdruck innerhalb der Batterie fällt.
- Bei ungeregeltem Aufladen können Batterien so viel Gas erzeugen, daß der innere Druck schnell den Konstruktionsdruck des Behälters übersteigen kann außer, die Rückschlagventile sind in der Lage, schnell relativ große Volurnina (d.h. Liter pro Mi-
- nute) der Gase bei relativ niedrigen inneren Üasdrucken austreten zu lassen oder zu entlüften. Zum Beispiel können einige Bleisäurebatterien bei Ladungsbedingungen mit hoher Rate, so wie sie bei einer vollständigen Feldaufladung von einem ungeregelten Automobilgenerator/Wechselstromgenerat0r oder mit einer anderen fehlerhaften Ladungsausrüstung auftreten können, mehr als die zehnfache Menge an Gas erzeugen, die andernfalls unter normalen Ladungsbedingungen erzeugt wird.
- Einige Ventile, die gewöhnlich in Batterien verwendet werden, dichten tatsächlich nicht wieder ab, bis Drucke erreicht sind, die so niedrig wie 25% oder weniger ihres öffnenden Druckes sind. Tatsächlich dichteten einige solcher Ventile, die von der General Motors Corporation getestet wurden, nicht wieder ab, bis der Druck in der Batterie unter den Atmosphärendruck (Null psig) gefallen war. Desweiteren sind Ventile, die zum schnellen Wiederabdichten bei relativ hohen Drucken konstruiert wurden, gewöhnlich nicht in der Lage, bei niedrigem Druck große Volurnina an Gas austreten zu lassen und umgekehrt. Es wurde kein kommerziell erhältliches Rückschlagventil für Batterien gefunden, welches sowohl ein schnelles, effektives Wiederabdichten nahe dem öffnenden Druck davon als auch eine Fähigkeit zum Ablassen eines großen Gasvolumens bei relativ niedrigen inneren Gasdrucken liefert. In dieser letzteren Hinsicht erzeugten alle kommerziellen, getesteten Ventile Druckaufbauvorgänge, wobei die Drucke signifikant mehr als zweimal so groß waren wie der öffnende Druck des Ventils, um große Volumina an Gas austreten zu lassen.
- Demzufolge ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein einziges, kompaktes Druckentlastungs/Rückschlagventil zum Entlüften einer elektrischen Speicherbatterie zu schaffen, wobei das Ventil in der Lage ist, bei Drucken von mindestens 50% oder mehr seines öffnenden Druckes wieder abzudichten und relativ große Volumina an Gasen unter abnormen Betriebsbedingungen ohne einen übermäßigen Gasdruckaufbau innerhalb des Batteriebehälters austreten zu lassen. Dies und andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ohne weiteres aus der ausführlichen Beschreibung davon, welche folgt, einsichtig werden.
- Ein Druckablaßventil für Batterien in einer elektrischen Speicherbatterie gemäß der
- vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch die Merkmale, die in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 spezifiziert werden.
- Die vorliegende Erfindung weist ein Rückschlag/Druckentlastungsventil für eine elektrische Speicherbatterie auf, das in der Lage ist, bei Drucken von mindestens 50% oder mehr seines öffnenden Druckes wieder abzudichten und relativ große Volumina an inneren Gasen ohne einen übermäßigen Gasdruckaufbau innerhalb der Batterie freizusetzen. Das Ventil der vorliegenden Erfindung weist ein Gehäuse auf, welches eine Entlüftungskammer definiert, die einen Gaseinlaß, um Gase aus dem Inneren der Batterie zu empfangen, und einen Auslaß, um diese in die Atmosphäre abzugeben, besitzt. Das Gehäuse schließt einen Ventilsitz ein, der sich in die Kammer erstreckt und eine schräge (vorzugsweise konische), äußere, abdichtende Oberfläche besitzt. Ein abdichtendes Bauteil umschreibt den Einlaß und schließt eine ringförmige elastomere Schürze ein, die eine abdichtende Kante besitzt, welche umfassend abdichtend im Eingriff steht mit der abdichtenden Oberfläche des Sitzes. Die Elastizität der Schürze wird ausgewählt auf der Grundlage des für die Batterie unter normalen Betriebsbedingungen gewünschten Entlastungsdruckes und ist derart, daß die Schürze beginnen wird, sich radial nach außen zu wölben, wenn der gewünschte Druck erreicht ist, um eine ringförmige Lücke zu bilden zwischen der abdichtenden Kante der Schürze und der abdichtenden Oberfläche des Sitzes, durch welche die Gase strömen. Die Elastizität der Schürze und daher der öffnende Druck des Ventils können über einen weiten Bereich verändert werden durch Variieren der Dimensionen der Schürze und der Härte (d.h. Durometer-Härte) des verwendeten Elastomer.
- Die in der Batterie erzeugten Gase wirken gegen die relativ große Oberfläche auf der Innenseite der Schürze, um ein Nach-Außn-Wölben der Schürze bei relativ niedrigen Drucken hervorzurufen. Unter Bedingungen, bei denen übermäßig viel Gase gebildet werden (z.B. Überladung), wird sich die Schürze einfach weiter nach außen wölben, um die Lücke zu vergrößern (d.h. die Fläche des Stromweges) zwischen der Schürze und dem Sitz. Daher nimmt bei nur einer geringen Zunahme des Durchmessers der nach außen gewölbten Schürze die Fläche der Lücke, durch welche das Gas strömt, exponentiell zu (d.h. mit dem Quadrat des Radius - R²), so daß viel größere Gasvolumina als normal abgelassen werden können ohne eine signifikante Zunahme des inneren Druckes. Entlüftungen, die gemäß der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, haben ihre Fähigkeit demonstriert, mehr als das zehnfache des normalen Volumens an erzeugten Gasen austreten zu lassen, bei einem Aufbau des Druckes von weniger als dem doppelten des öffnenden Druckes des Ventils.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der öffnende Druck des Druckentlastungs-/Rückschlagventils einstellbar, indem ein Mittel vorgesehen ist, um das abdichtende Bauteil hin und her bezüglich des Sitzes zu bewegen, so daß die Schürze des abdichtenden Bauteils im Eingriff steht mit der schrägen Oberfläche des Ventilsitzes bei verschiedenen Stellen, um die Schürze auf verschiedene Grade vorzuspannen und dadurch den Betrag des Druckes zu verändern, der erforderlich ist, um die Schürze nach außen weg von dem Sitz zu wölben.
- Die Erfindung kann besser verstanden werden, wenn man sie in Verbindung mit der folgenden ausführlichen Beschreibung bestimmter besonderer Ausführungsformen davon betrachtet, welche hieran anschließend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gegeben wird, in denen:
- Figur 1 eine Aufrißseitenansicht einer elektrischen Speicherbatterie ist mit Druckablaßventilen gemäß der vorliegenden Erfindung;
- Figur 2 ein vergrößerter Querschnitt eines Rückschlag/Druckentlastungsventils ist, der in der Richtung 2-2 von Figur 1 gelegt ist;
- Figur 3 eine Ansicht ähnlich Figur 2 einer anderen Ausführungsform eines Druckentlastungsventils gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
- Figur 4 eine Ansicht ähnlich Figur 2 noch einer anderen Ausführungsform eines Druckentlastungsventils gemäß der vorliegenden Erfindung ist, welche ein Ventilbauteil in aufsitzendem, geschlossenem Zustand zeigt;
- Figur 5 im wesentlichen die gleiche wie Figur 4 ist außer, daß das Ventilbauteil in nicht aufsitzendem, offenem Zustand (nicht aufsitzenden, offenen Zuständen) gezeigt wird;
- Figur 6 eine Ansicht in der Richtung 6-6 von Figur 5 ist;
- Figur 7 eine Ansicht in der Richtung 7-7 vom Figur 5 ist;
- Figur 8 eine Ansicht ähnlich Figur 2 noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist und eine Schürze eines Ventilbauteils zeigt, die tiefer auf einem Ventilsitz sitzt; und
- Figur 9 eine Ansicht ähnlich derjenigen von Figur 2 ist, aber von noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- Figur 1 zeigt eine Batterie 2 mit einem Behälter 4, der in eine Vielzahl von einzelnen Zellenabteilen 6 unterteilt ist. Jedes Abteil enthält, wie in Figur 2 gezeigt, ein Zellenelement 8, welches eine Vielzahl von abwechselnd verschachtelten Platten mit positiver und negativer Polarität aufweist zur elektrochemischen Erzeugung eines elektrischen Stromes unter Entladung der Batterie, und welche Gase (z.B. Wasserstoff (H&sub2;) und Sauerstoff (O&sub2;)) erzeugen bei einer Aufladung, wobei die Gase innerhalb der Zelle rekombiniert werden, wie in der Gasrekombinations-Batterietechnik wohlbekannt ist. Eine Entlüftung 10 ist in einer Abdeckung 12 des Behälters 4 vorgesehen, wobei die Entlüftung 10 ein Rückschlag/Druckentlastungsventil 14 einschließt, welches hieran anschließend detaillierter beschrieben wird.
- Das Druckentlastungsventil 14 schließt ein Gehäuse 16 ein, das eine Entlüftungskammer 18 definiert und einen Ventilsitz 20 an seinem unteren Ende besitzt. Das Gehäuse 16 kann mit der Abdeckung 12, wie in den Zeichnungen gezeigt, aus einem Stück bestehen oder kann zur Positionierung in einer Öffnung in der Abdeckung (nicht dargestellt) getrennt sein. Der Ventilsitz 20 hat eine schräge (vorzugsweise konische), äußere, abdichtende Oberfläche 22 für einen Eingriff durch eine ringförmige Schürze 24 auf dem herabhängenden, elastomeren, röhrenförmigen, abdichtenden Bauteil 26. Die elastomere Röhre 26 wird ein guminiartiges Material aufweisen, so wie ein Styrol- Butadien-Material, das unter der Handelsbezeichnung Kraton (RTM) von der Shell Oil Company, U.S.A., verkauft wird. Das röhrenförmige, abdichtende Bauteil 26 ist an einem wulstartigen Stutzen 28 befestigt, der von einem Stecker 30 herabhängt, welcher dazu dient, die Entlüftungskammer 18 von der die Batterie umgebenden Atmosphäre abzuschließen. Auslaßöffnungen 32 in dem Stecker 30 gestatten den Gasen, aus der Entlüftungskammer 18 in die umgebende Atmosphäre zu entweichen.
- Eine Einlaßöffnung 34, welche sich durch die Mitte des Sitzes 20 erstreckt, dient dazu, die Entlüftungskammer 18 mit dem Zellenabteil 6 der Batterie zu verbinden. In der besonderen, in Figur 2 gezeigten Ausführungsform ist der Stecker 30 in das Gehäuse 16 eingesetzt, um eine Einstellung des öffnenden und schließenden Druckes des röhrenförmigen Ventilbauteils 26 zu erlauben, indem das Bauteil 26 hin und her bezüglich des Sitzes 20 geschoben wird, so daß die Schürze 24 an verschiedenen Stellen entlang der schrägen Oberfläche 22 des Sitzes 20 sich anordnen kann, um die Schürze 24 auf verschiedene Grade diametral vorzuspannen und dadurch seine öffnenden und schließenden (d.h. wölbenden) Kennzeichen zu ändern. Die Fähigkeit, den öffnenden
- Druck des Ventils einzustellen, ist insbesondere nützlich während der Konstruktionsphase einer Batterie als ein Mittel, um leicht den Druck in der Zelle einzustellen, um die Rekombinationsreaktion zu optimieren. Das Merkmal der Einstellbarkeit ist ebenfalls vorteilhaft während der kommerziellen Entwicklungsphase der Batterie als ein Mittel, um eine standardisierte Entlüftungsanordnung zu schaffen, welche einfach auf verschiedene öffnende Drucke eingestellt werden kann, wie für verschiedene Batteriemodelle und/oder -anwendungen erforderlich sein kann.
- Die in Figur 3 gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der von Figur 2 außer, daß ein röhrenförmiges abdichtendes Bauteil 40 ein zentrales, elastomeres Versteifungsteil 42 nächst einer Schürze 44 einschließt, welches dazu dient, sicherzustellen, daß das Gas bei der Schürze 44 anstatt um einen Befestigungsstutzen 46 herum ausströmt. Außerdem erlauben die gewölbte Form und die Anordnung der Versteifung 42 relativ zu der Schürze 44 ein genaues Dosieren der öffnenden und schließenden Drucke des Ventilbauteils.
- Die Figuren 4-7 stellen eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, worin ein abdichtendes Bauteil 50 in einem Stück mit einem Steckerteil 52 geformt ist und einen hemisphärischen Hohlraum 54 oberhalb einer abdichtenden Kante 56 einer Schürze 58 einschließt. Der Stecker 52 sitzt auf einem Absatz 53 auf der Innenseite eines Gehäuses 55 und wird am Ort gehalten durch ein poröses Flammenrückschlag- Pellet 57, das geeignet am Ort angebracht ist, wie in der Technik wohlbekannt ist. Ein ringförmiger Raum 59 zwischen dem Pellet 57 und dem Stecker 52 bildet einen völlig ausgefüllten Raum für die Gase, die aus den Auslaßöffnungen 51 austreten, um sich für einen gleichförmigeren Durchgang durch die Flammensperre 57 auszubreiten. Der hemisphärisch gewölbte Hohlraum 54 in dem abdichtenden Bauteil 50 schafft eine Schürze 58, welche nahe ihres oberen Teils 61 dicker ist als bei der abdichtenden Kante 56 (d.h. ihre Dicke nimmt in der Richtung der abdichtenden Kante ab), was dazu dient, den Öffnungsvorgang im wesentlichen bei der abdichtenden Kante 56 (siehe Figur 5) zu konzentrieren und hilft, ein Ausbeulen statt eines Wölbens der Schürze 58 zu verhindern. Ein ähnliches Ergebnis erhält man, indem man eine Schürze vorsieht, deren Dicke zu der abdichtenden Kante hin abnimmt, was zum Beispiel erreicht werden kann, indem man den hemisphärisch gewölbten Hohlraum 54 durch einen abgeschnitten-konisch geformten Hohlraum ersetzt. Figur 5 stellt ein Öffnen/Wölben der Schürze 58 unter normalen Entlüftungsbedingungen in durchgezogenen Linien und ein Öffnen/Wölben der Schürze 58 unter Hochdruck-Entlüftungsbedingungen in gestrichelten Linien dar. Das Öffnen/Wölben der Schürze 58 schafft eine ringförmige Lücke 63 zwischen der Schürze 58 und einem Sitz 65, durch welche die Gase strömen.
- Figur 8 stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, worin ein Stecker 70 aus einem Stück besteht mit einem abdichtenden Bauteil 72 und in ein Gehäuse 74 geschraubt werden kann, um das oben diskutierte Merkmal der Einstellbarkeit zu schaffen. Wie gezeigt, befindet sich eine abdichtende Kante 76 einer Schürze 78 weiter unten auf einem Sitz 80, um die Schürze vorzuspannen und dadurch den Druck zu erhöhen, bei welchem die Schürze sich nach außen wölben wird.
- Figur 9 stellt noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, worin ein Gehäuse 90 eine Entlüftungskammer 92 definiert mit einem Ventilsitz 94 bei dem Auslaßende davon und mit einem abdichtenden Bauteil 96, das an einem hohlen zylindrischen Stutzen 98 auf einem Endstück 100 bei der Einlaßseite der Kammer 92 angebracht ist. Eine Öffnung 102 durch den Stutzen 98 dient als der Einlaß für die Gase zu der Entlüftungskammer 92 von dem Zellenabteil. Eine abdichtende Kante 95 auf einer Schürze 104 des abdichtenden Bauteils 96 steht im Eingriff mit dem Sitz 94 in unmittelbarer Nähe zu Auslaßöffnungen 106, wie gezeigt. Das ringförmige, elastomere, abdichtende Bauteil 96 kann geeignet geklebt oder anders permanent an dem zylindrischen Stutzen 98 angebracht werden, um sicherzustellen, daß der gesamte, Gas ablassende Vorgang bei dem Sitz 94 geschieht.
- Gemäß eines besonderen Beispiels der vorliegenden Erfindung wurde ein Ventil, im wesentlichen wie in Figur 3 gezeigt und angepaßt, um bei etwa 18,96 kPa (2.75 psig) zu öffnen und bei etwa 15,51 kPa (2.25 psig) zu schließen, aus einem Ventilbauteil hergestellt, welches eine 50-50 Mischung von 45 Durometer und 28 Durometer Kraton (RTM) aufweist und einen Außendurchmesser von 9,65 mm (0.38 inches), einen Innendurchmesser von 7,11 mm (0.28 inches) und eine Schürzenlänge von 2,54 mm (0.1 inches) besitzt (d.h. wie von der Mitte der Krümmung des hemisphärischen Teils aus gemessen). Das abdichtende Bauteil stand im Eingriff mit einem konischen Sitz, dessen Wände nach unten bei einem Winkel von 30 Grad gegen die vertikale Achse geneigt waren. So hergestellte Ventile sind in der Lage, bis zu 14 Liter/Minute an Gas bei inneren Gasdrucken von 34,47 kPa (5 psig) oder weniger austreten zu lassen.
Claims (6)
1. Ein Druckablaßventil (14) für Batterien in einer elektrischen Speicherbatterie (2)
mit einem Behälter (4), welcher ein Abteil (6) definiert, das ein gaserzeugendes
elektrochemisches Mittel (8) zur Erzeugung eines elektrischen Stromes enthält,
wobei das Druckablaßventil (14) für Batterien wirkungsmäßig dem Abteil (6)
zugeordnet ist, um nach dem Schließen das elektrochemische Mittel (8) von der
umgebenden Atmosphäre zu isolieren und nach dem Öffnen das Abteil (6) zu
entlüften, wenn der innere Druck des Gases, das in dem Abteil (6) erzeugt wird,
einen vorher gewählten Druck oberhalb des Atmosphärendruckes übersteigt,
wobei das Ventil aufweist ein Gehäuse (16; 55; 74; 90), das eine Entlüftungskammer
(18; 92) definiert und einen Ventilsitz (20; 65; 80; 94) einschließt, der sich in die
Kammer (18; 92) erstreckt, einen Einlaß (34; 102) in einem Ende des Gehäuses
(16; 55; 74; 90), um Gas in die Kammer (18; 92) aus dem Abteil (6) zu lassen;
ein Mittel (32; 51; 106), um das Gas von der Kammer (18; 92) in die
umgebende Atmosphäre abzulassen; und ein abdichtendes Bauteil (26; 40; 50; 72;
96) in der Kammer (18; 92), welches den Einlaß (34; 102) umschreibt zur
Regelung der inneren Gasdrucke, bei welchen das Öffnen und Schließen stattfindet,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (20; 65; 80; 94) eine schräge, äußere,
abdichtende Oberfläche (22) hat; daß das abdichtende Bauteil (26; 40; 50; 72; 96)
eine ringförmige, elastomere Schürze (24; 44; 58; 78; 104) aufweist, die an einem
Ende befestigt ist und einen röhrenförmigen Teil hat, der sich von dem einen
Ende oberhalb des Einlasses (34; 102) aus erstreckt, um ei.ne innere ringförmige
Oberfläche, die dem inneren Gasdruck ausgesetzt ist, und eine abdichtende Kante
(56; 76; 95) auf dem Inneren des anderen Endes des ringförmigen Teils zu
schaffen, welche umfangsmäßig abdichtend im Eingriff steht mit der schrägen, äußeren,
abdichtenden Oberfläche (22), wenn das Ventil (10) geschlossen ist; ünd daß die
Schürze (24; 44; 58; 78; 104) angepaßt ist, um auf den inneren Gasdruck
anzusprechen, der auf die innere Oberfläche wirkt, um (a) sich im wesentlichen
gleichförmig und radial nach außen zu wölben bei dem vorher gewählten inneren
Gasdruck, um eine ringförmige Lücke (63) zu öffnen zwischen der abdichtenden
Kante (56; 76; 95) und der schrägen, äußeren, abdichtenden Oberfläche (22),
damit relativ geringe Volumina des Gases in die Kammer (18; 92) und von da in die
umgebende Atmosphäre unter normalen Betriebsbedingungen gelangen, (b) sich
weiter auswärts zu wölben, um die Querschnittsfläche der Lücke (63) exponentiell
zu vergrößern, damit signifikant mehr von dem Gas unter abnormen
Betriebsbedingungen ohne einen signifikanten Aufbau des inneren Gasdruckes oberhalb des
vorher gewählten Druckes passiert, und (c) schnell zu dem geschlossenen,
abdichtenden Eingriff zu der Zeit zurückzukehren, wenn der innere Gasdruck auf etwa
50% oder mehr des vorher gewählten Druckes gefallen ist.
2. Ein Druckablaßventil (14) für Batterien in einer elektrischen Speicherbatterie (2)
nach Anspruch 1, in welchem der Einlaß (34) durch den Ventilsitz (20) mit der
schrägen, äußeren, abdichtenden Oberfläche (22) umschlossen wird; in welchem
es einen Stecker (30; 46) gibt zum Abschließen der Kammer (18) an dem anderen
Ende des Gehäuses (16); und in welchem das abdichtende Bauteil (26; 40) von
dem Stecker (30; 46) in die Kammer (18) herabhängt.
3. Ein Druckablaßventil (14) für Batterien in einer elektrischen Speicherbatterie
(2) nach Anspruch 2, in welchem die schräge äußere Oberfläche (22) eine im
wesentlichen konische Form hat.
4. Ein Druckablaßventil (14) für Batterien in einer elektrischen Speicherbatterie (2)
nach Anspruch 2, in welchem der Stecker (30) von dem Gehäuse (16) getrennt
und angepaßt ist für eine axiale Hin-und-Her-Bewegung innerhalb des Gehäuses
(16) bezüglich des Ventilsitzes (20), um die Eingriffposition der abdichtenden
Kante der Schürze (24) auf der schrägen äußeren Oberfläche (22) zu verändern
und damit den vorher gewählten Druck zu verändern.
5. Ein Druckablaßventil (14) für Batterien in einer elektrischen Speicherbatterie (2)
nach Anspruch 1, in welchem die Dicke der Schürze (44; 58; 78) in der Richtung
der abdichtenden Kante (56; 76) abnimmt.
6. Ein Druckablaßventil (14) für Batterien in einer elektrischen Speicherbatterie (2)
nach Anspruch 2, in welchem die Dicke der Schürze (44) in der Richtung der
abdichtenden Kante abnimmt.
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DE4041124C2 (de) * | 1990-12-21 | 1994-01-27 | Deutsche Automobilgesellsch | Sicherheitsventil für galvanische Zellen oder für ein Batteriegehäuse |
US5258243A (en) * | 1992-12-29 | 1993-11-02 | At&T Bell Laboratories | Pressure relief valve for recombinant battery |
DE4325464A1 (de) * | 1993-07-29 | 1995-02-02 | Emmerich Christoph Gmbh Co Kg | Akkumulator mit Kunststoffgehäuse |
US5486429A (en) * | 1995-04-24 | 1996-01-23 | Aer Energy Resources, Inc. | Diffusion vent for a rechargeable metal-air cell |
JP2691881B2 (ja) * | 1995-05-31 | 1997-12-17 | 株式会社サンエー化研 | 濾過面を有する逆止弁付き包装袋とその製造装置 |
DE19544050A1 (de) * | 1995-11-25 | 1997-05-28 | Emmerich Christoph Gmbh Co Kg | Verfahren zur Herstellung von prismatischen alkalischen Akkumulatorzellen |
EP0793283B1 (de) * | 1996-02-28 | 2002-07-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dichtbatterie |
US5981099A (en) * | 1998-01-20 | 1999-11-09 | Accuma Corporation | Pressure relief valve for electric storage batteries |
US6953637B2 (en) * | 2001-06-01 | 2005-10-11 | Energy Related Devices, Inc. | Catalytic hydrogen vent filter for batteries |
US7007715B2 (en) * | 2001-11-22 | 2006-03-07 | Nok Corporation | Pressure release valve |
US7579105B2 (en) * | 2005-02-18 | 2009-08-25 | The Gillette Company | End cap assembly and vent for high power cells |
US8940422B2 (en) * | 2005-03-18 | 2015-01-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Sealed battery |
DE102005017442B4 (de) * | 2005-04-15 | 2007-11-29 | Vb Autobatterie Gmbh & Co. Kgaa | Akkumulator und Deckel hierzu |
CN102412382B (zh) * | 2010-09-21 | 2014-05-21 | 江苏春兰清洁能源研究院有限公司 | 一种动力电池安全阀的收液装置 |
US8256467B1 (en) * | 2011-06-07 | 2012-09-04 | Ips Corporation | Plug with pressure release valve |
DE112017006504T5 (de) | 2016-12-22 | 2020-04-23 | Cps Technology Holdings Llc | Ventilanordnung für eine batterieabdeckung |
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FR967751A (fr) * | 1948-06-16 | 1950-11-10 | Bouchon réversible pour accumulateurs | |
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US3601152A (en) * | 1969-08-15 | 1971-08-24 | Grant F Kenworthy | Unidirectional flow valve |
US4296186A (en) * | 1975-08-22 | 1981-10-20 | Wolf Franz J | Two part pressure relief valve |
JPS53136488U (de) * | 1977-04-01 | 1978-10-28 | ||
US4328290A (en) * | 1980-12-29 | 1982-05-04 | Gould Inc. | Battery vent plug |
JPS5995571U (ja) * | 1982-12-17 | 1984-06-28 | 新神戸電機株式会社 | 鉛蓄電池 |
JPS59117063U (ja) * | 1983-01-27 | 1984-08-07 | 新神戸電機株式会社 | 密閉式鉛蓄電池 |
US4444853A (en) * | 1983-07-01 | 1984-04-24 | Globe-Union Inc. | Storage battery construction |
JPS6017856A (ja) * | 1983-07-11 | 1985-01-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄電池の安全弁 |
GB8325949D0 (en) * | 1983-09-28 | 1983-11-02 | Tungstone Batteries Ltd | Electric batteries |
DE3436290A1 (de) * | 1983-10-08 | 1985-04-25 | Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo | Abgedichtete blei-saeure-batterie |
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