DE4032990C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen gasdichten, wartungsfreien, in ste­ hender und liegender Position verwendbaren Akkumulator mit einem festgelegten Elektrolyten zwischen positiven und negativen Elek­ trodenplatten und mit einem durch einen Deckel verschlossenen, mit einem Überdruckventil versehenen Gehäuse, dessen Deckel­ durchführungsöffnungen für Pole und eine zentrale, verschließba­ re Einfüllöffnung aufweist.

Ein derartiger Akkumulator ist durch die DE 37 27 763 C1 be­ kannt. Derartige Akkumulatoren sind zur Erhöhung der Kapazität regelmäßig relativ zu ihrem Querschnitt hoch gebaut, so daß sich für viele Anwendungsfälle eine liegende Unterbringung des Akkumulators anbietet. Die liegende Anordnung des Akkumulators ist möglich, wenn ein festgelegter Elektrolyt verwendet wird, der somit auch im liegenden Zustand zwischen den positiven und negativen Elektrodenplatten verbleibt. Im Betrieb des Akkumulators wird es nicht vollständig auszuschließen sein, daß sich Elektrolyt in flüssiger Form bildet, der in den zwischen dem Deckel des Gehäuses und den Polverbindern des Akkumulators befindlichen Gasraum läuft, wenn der Akkumulator in liegender Position verwendet wird. Um ein Entweichen des flüssigen Elektrolyten zu vermeiden, ist bei dem durch die DE 37 27 763 C1 bekannten Akkumulator die zentrale Einfüllöff­ nung des Deckels durch einen geschlossenzelligen, elektrolyt­ festen Kunststoffschaum verschlossen, der im liegenden Zustand des Akkumulators den unteren Gasraum vollständig ausfüllt und sich bis über die Einfüllöffnung erstreckt. Ein von der Einfüll­ öffnung schräg nach unten gerichteter Schenkel eines Winkel­ stücks schließt den durch den Kunststoffschaum ausgefüllten Teil des Gasraumes ab und soll bewirken, daß flüssiger Elektrolyt, der sich im Gasraum angesammelt hat, zwischen die Elektroden­ platten zurückläuft. Das bei gasdichten Akkumulatoren notwendige Überdruckventil befindet sich bei diesem Akkumulator in der im liegenden Zustand oben befindlichen Gehäusewand, so daß das Gehäuse mit einer gesonderten Öffnung hierfür versehen werden muß. Wegen des nach dem Verdeckeln des Gehäuses erforderlichen Schäumvorgangs, der sich optisch nicht kontrollieren läßt, gestaltet sich die Herstellung des bekannten Akkumulators umständlich. Darüber hinaus muß ein spezielles Gehäuse vorgesehen werden, das die Anbringung des Überdruckventils in der Gehäusewand erlaubt. Die Verwendung eines Gehäusetyps für gasdichte und nicht gasdichte Akkumulatoren ist daher nicht ohne weiteres möglich.

Durch die CH 3 91 807 ist ein gasdichter Akkumulator mit einem festen Elektrolyten bekannt, bei dem ein Ventileinsatz in einer zentralen Öffnung des Gehäusedeckels angeordnet ist. Der Ventil­ einsatz ist von einem in das Gehäuseinnere ragenden Schutzkäfig umgeben, der Öffnungen zum Eintritt von Gasen aufweist, damit ein Überdruck der Gase das Ventil öffnen kann. Sollte diese Batterie im liegenden Zustand verwendet werden und sich wieder verflüssigter Elektrolyt bilden, kann dieser in den Bereich des Ventils gelangen und durch die Ventilöffnung in unerwünschter Weise aus dem Batteriegehäuse hinaustransportiert werden.

Durch die GB 3 20 903 ist ein Akkumulatorengehäuse bekannt, das zur Aufnahme üblicher Akkumulatorenplatten mit einem flüssigen Elektrolyten dient. Zwischen dem Elektrolytbereich und einem oberen Raum des Akkumulators ist eine Trennwand angeordnet, die ein Übertreten des Elektrolyten in den zum Deckel hin gerichteten Raum verhindern soll. Eine Durchtrittsöffnung durch diese Trennwand befindet sich benachbart einer Seitenwand, so daß der Akkumulator im stehenden und in einer liegenden Position verwendbar ist. Das Gehäuse weist eine Entlüftungseinrichtung auf, die in die Einfüllöffnung des Akkumulators nach dem Einfüllen des Elektrolyten eingesetzt wird. Demgemäß muß die Entlüftungseinrichtung so ausgebildet sein, daß sie vollständig durch die Entlüftungsöffnung in das Akkumulatorgehäuse eingeführt werden kann. Die Entlüftungsöffnung weist eine Vorkammer auf, an die sich ein äußeres, stirnseitig geschlossenes Rohr anschließt. Ein inneres, wesentlich kürzer ausgebildetes Rohr kommuniziert mit einer Entlüftungsöffnung. Der Gasaustritt erfolgt somit über mehrere Umlenkungen des Gasstromes beim Eintritt in die Vorkammer, beim Übertritt in das äußere Rohr und beim Eintritt in das innere Rohr. Etwaige mitgerissene Elektrolyttropfen sollen dadurch am Austritt aus der Entlüftungsöffnung gehindert werden. Die Entlüftungsanordnung benötigt eine erhebliche axiale Länge, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel dazu führt, daß der durch die Trennwand abgetrennte, grundsätzlich elektrolytfreie Raum etwa die gleiche Größe aufweist, wie der mit den Elektrodenplatten und dem Elektrolyten gefüllte, für die eigentliche Funktion des Akkumulators benötigten Raum. Die bekannte Anordnung führt daher zu einer erheblichen Vergrößerung des Gehäuses des Akkumulators.

Einen ähnlichen Akkumulator offenbart die DE 10 31 386, die ebenfalls eine Trennwand zwischen einem Raum mit den Akkumulatorplatten und einen darüberliegenden, zum Deckel gerichteten Raum aufweist. Die Trennwand ist so positioniert, daß der gesamte freie Elektrolyt zwischen Deckel und der Trennwand Platz hat, wenn der Akkumulator auf den Kopf gestellt wird. In eine Einfüllöffnung, die sich abgedichtet vom Deckel durch die Trennwand hindurch erstreckt, ist eine Entgasungseinrichtung einsetzbar, die aus mehreren, ineinander verschachtelten Kammern mit Rohransätzen besteht und Gaszutrittsöffnungen vom Deckel aus gesehen jenseits der Trennwand aufweist. Da der Akkumulator einen zusätzlichen Raum zwischen der Trennwand und dem Deckel aufweisen muß, der den gesamten Elektrolyten aufnehmen kann, entsteht auch bei dieser Konstruktion eine erhebliche Vergrößerung des Gehäuses.

Die vorliegende Erfindung geht daher von der Problemstellung aus, einen Akkumulator der eingangs erwähnten Art möglichst ohne zusätzlichen Platzbedarf einfach herstellbar auszubilden.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit einem Akkumulator der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß die Einfüllöffnung mit einem in den Gasraum ragenden Ansatz versehen ist, der ein Verschlußelement aufnimmt, daß auswärts von dem Verschlußelement eine Rohrleitung in den Ansatz mündet, die sich im liegenden Zustand des Akkumulators im wesentlichen parallel zur Deckelwand in dessen oberen Bereich erstreckt und daß das Überdruckventil in die Einfüllöffnung eingesetzt ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Akkumulator wird das Überdruckventil in die Einfüllöffnung eingesetzt, so daß das Gehäuse völlig un­ verändert bleiben kann, also keine zusätzliche Öffnung für ein Überdruckventil aufweisen muß. Um zu vermeiden, daß sich unter Umständen gebildete Elektrolytflüssigkeit in den Bereich des Überdruckventils gelangt und bei dessen Öffnungsfunktion ausge­ spritzt wird, kommuniziert das Überdruckventil mit dem Gasraum über eine im liegenden Zustand nach oben ragende Rohrleitung, durch die kein Elektrolyt zum Überdruckventil eintreten kann. Der direkte Zutritt von Elektrolytflüssigkeit zum Überdruckven­ til wird durch das Verschlußelement versperrt. Die erfindungsge­ mäße Anordnung befindet sich somit ausschließlich am Deckel des Gehäuses und kann am Deckel vormontiert werden, bevor dieser mit dem Gehäuse verklebt oder verschweißt wird. Der erfindungsgemäße Akkumulator läßt sich daher sehr einfach und unkompliziert her­ stellen. Das Gehäuse für den gasdichten Akkumulator braucht gegenüber einem Gehäuse eines herkömmlichen, nicht wartungs­ freien Akkumulators nicht verändert zu werden. Da die erfindungsgemäße Anordnung ausschließlich im Deckel des Gehäuses untergebracht werden kann, entsteht kein zusätzlicher Platzbedarf, so daß das Gehäuse des Akkumulators nicht vergrößert zu werden braucht.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Ansatz mit der Rohrleitung einstückig ausgebildet und mit dem Deckel verklebt.

Die Handhabung des erfindungsgemäßen Akkumulators nach dem Ein­ füllen des Elektrolyten gestaltet sich besonders einfach, wenn das Verschlußelement in den Ansatz durch Rastung einsetzbar ist, wobei das Verschlußelement vorzugsweise eine Verschlußscheibe sein kann, die in eine umlaufende Nut des Ansatzes eingeschnappt wird.

Zweckmäßigerweise wird die Rohrleitung parallel zur Deckelwand seitlich an einer Durchführungsöffnung vorbeigeführt, um im im liegenden Zustand des Akkumulators oberen Bereich des Akkumula­ torgehäuses zu enden.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen liegenden Akkumulator, dessen Gehäuse durch einen Deckel mit Überdruckventil verschlossen ist,

Fig. 2 eine Ansicht von unten auf den für die Anord­ nung gemäß Fig. 1 verwendeten Deckel.

Fig. 1 läßt ein Gehäuse 1 erkennen, das durch einen Deckel 2 verschlossen ist. In dem Gehäuse befinden sich Elektrodenplatten 3, von denen die positiven und die negativen jeweils mit einem Polverbinder 4 elektrisch verbunden und zu einem Pol 5 zusammen­ gefaßt sind, der durch eine Durchgangsöffnung 6 im Deckel 2 ab­ gedichtet herausgeführt wird. In Fig. 1 ist nur der untere Pol 5 dargestellt.

Zwischen den Elektrodenplatten 3 befindet sich ein festgelegter Elektrolyt 7, beispielsweise in Form eines thixotropen Gels. Der Rand des Deckels 2 ist in üblicher Weise ausgebildet und mit dem Rand des Gehäuses 1 verklebt oder verschweißt. Der Deckel 2 weist eine zentrale Einfüllöffnung 8 auf, die aus einem nach außen ragenden Stutzen 9 besteht, der in die eigentliche Deckel­ wand 10 übergeht. In Verlängerung des Stutzens 9 ist ein Ansatz 11 angeklebt, der in einen zwischen Elektrodenplatten 3 und Deckel 2 befindlichen Gasraum 12 des Akkumulators ragt. Der Ansatz 11 weist an seinem in den Gasraum 12 zeigenden Rand eine umlaufende Nut 13 auf, in die nach dem Einfüllen des Elektroly­ ten 7 eine Verschlußscheibe 14 als Verschlußelement einge­ schnappt ist.

In der in Fig. 1 dargestellten liegenden Position des Akkumula­ tors schließt der Deckel 2 das Gehäuse 1 seitlich ab. In die in dieser Position nach oben zeigende Wandung des Ansatzes 11 mün­ det eine Rohrleitung 15, die vom Ansatz 11 ausgehend in den in der Fig. 1 dargestellten Position oben liegenden Bereich des Gehäuses 1 führt und dort endet. Die Rohrleitung 15 verläuft parallel zur Deckelwand 10 und führt - wie dies Fig. 2 erkennen läßt - seitlich an der Durchführungsöffnung 6 für einen Pol 5 vorbei.

Mit der Rohrleitung 15 kommuniziert ein in den Stutzen 9 der Einfüllöffnung 8 gasdicht eingesetztes Überdruckventil 16, das beim Auftreten eines Überdruckes vorbestimmter Größe den Gasraum 12 öffnet und überschüssiges Gas abläßt, so daß das Entstehen eines übergroßen, das Gehäuse gegebenenfalls zum Platzen brin­ genden Überdrucks im Gasraum 12 verhindert wird.

Die Rohrleitung 15 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit dem Ansatz 11 einstückig ausgebildet. Der Ansatz 11 kann vor dem Aufsetzen des Deckels 2 auf das Gehäuse 1 mit dem Deckel 2 verklebt werden, so daß eine unproblematische Vormontage möglich ist. Nach dem Verdeckeln wird der Elektrolyt durch die zentrale Einfüllöffnung 8 eingefüllt. Danach wird die Einfüllöffnung mit der Verschlußplatte 14 verschlossen und anschließend wird das Überdruckventil 16 in den Stutzen 9 der Einfüllöffnung 8 ein­ gesetzt und durch Schrauben, Kleben oder Schweißen gasdicht be­ festigt. Das Überdruckventil 16 ist vor einem Kontakt mit flüs­ sigen Elektrolyten durch die Verschlußplatte 14 geschützt, da die Menge des in dem Gehäuse 1 ggf. auftretenden flüssigen Elek­ trolyten nicht ausreicht, um in die kurz unterhalb der oberen Gehäusewand bzw. des oberen Deckelrandes endende Rohrleitung 15 einzudringen und so in den Bereich des Überdruckventils 16 zu gelangen.

Claims (5)

1. Gasdichter, wartungsfreier, in stehender und liegender Position verwendbarer Akkumulator mit einem festgelegten Elektrolyten (7) zwischen positiven und negativen Elek­ trodenplatten (3) und mit einem durch einen Deckel (2) verschlossenen, mit einem Überdruckventil (16) versehenen Gehäuse, dessen Deckel (2) Durchführungsöffnungen (6) für Pole und eine zentrale, verschließbare Einfüllöffnung (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einfüllöffnung (8) mit einem in den Gasraum (12) ragenden Ansatz (11) versehen ist, der ein Verschlußelement (14) aufnimmt,
daß auswärts von dem Verschlußelement (14) eine Rohrleitung (15) in den Ansatz (11) mündet, die sich im liegenden Zustand des Akkumulators im wesentlichen parallel zur Deckelwand (10) in den oberen Bereich des Akkumulators erstreckt und daß das Überdruckventil (16) in die Ein­ füllöffnung (8) eingesetzt ist.

2. Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (11) mit der Rohrleitung (15) einstückig aus­ gebildet ist.

3. Akkumulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Verschlußelement (14) in den Ansatz (11) durch Rastung einsetzbar ist.

4. Akkumulator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (11) an seinem in den Gasraum (12) ragenden Ende eine umlaufende Nut (13) aufweist, in die eine Ver­ schlußscheibe (14) einschnappbar ist.

5. Akkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (15) von der zentra­ len Einfüllöffnung (8) parallel zur Deckelwand (2) seit­ lich an einer Durchführungsöffnung (6) vorbeigeführt ist.