DE4319922C1

DE4319922C1 - Elektrolytstandanzeiger für Akkumulatoren

Info

Publication number: DE4319922C1
Application number: DE4319922A
Authority: DE
Inventors: Gustav Rust; Ludwig Schindler; Dirk Toepperwien; Raymond Berger; Bernd Wittek; Ralf Ilgner
Original assignee: Deta Akkumulatorenwerk GmbH
Current assignee: Deta Akkumulatorenwerk GmbH
Priority date: 1993-06-16
Filing date: 1993-06-16
Publication date: 1994-07-14
Anticipated expiration: 2013-06-17

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektrolytstandanzeiger für Ak kumulatoren, der aus einem durch den Gehäusedeckel geführ ten, in die Elektrolytflüssigkeit eintauchenden stabförmi gen Sensor und einer Signaleinrichtung besteht, die bei ei nem Absinken des Elektrolytpegels unter das untere Sensor ende ein optisches Signal erzeugt.

Bei Akkumulatoren ist es bekannt den Stand der Elektrolyt flüssigkeit zu überwachen. In der Praxis geschieht dies mit Hilfe von Schwimmkörpern, die bei einem Absinken des Elek trolytpegels unter ein bestimmtes Niveau einen Schalter, beispielsweise ein Readkontakt betätigen und ein optisches Signal o. dgl. auslösen. Aus EP 0 474 003 A2 und DE 23 44 991 C3 ist eine Vorrichtung zur Elektrolytstandüberwachung bei einer Akkumulatorenbatterie bekannt, bei der durch den Gehäusedeckel eine in die Elektrolytflüssigkeit eintauchen de stabförmige Elektrode vorgesehen ist, die bei einem Ab sinken des Elektrolytbehälters unter das untere Ende des Elektrodenstabs einen Steuerstromkreis unterbricht, wodurch ein Transistor derart gesteuert wird, daß er ein optisches Signal einschaltet oder entsprechend DE 29 44 326 A1 ein op tisches Anzeigeelement ausgeschaltet wird. Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil, daß die Elektrode in dem aggressi ven Elektrolyten korrodiert. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß innerhalb des Akkumulators spannungsführende Tei le vorhanden sind, durch die es zu Kurzschlüssen und im schlimmsten Fall auch zu einer Explosion kommen kann. Außer dem sind zur Elektrolytstandanzeige Schwimmervorrichtungen bekannt (DE-G 93 07 921 U1), die im Aufbau umständlich sind und leicht verklemmen und funktionsunfähig werden können.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ei nen Elektrolytstandanzeiger derart auszubilden, daß der in die Elektrolytflüssigkeit eintauchende stabförmige Sensor gegenüber der Elektrolytflüssigkeit widerstandsfähig ist und innerhalb des Akkumulatorengehäuses auf eine elektri sche Stromleitung verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sensor aus einem elektrolytbeständigen Lichtleitstab be steht und ein Lichtsender vorgesehen ist, der durch den Lichtleitstab in Richtung auf die Elektrolytflüssigkeit ei nen Lichtstrahl sendet, der beim Absinken des Elektrolytpe gels unter das untere Ende des Lichtleitstabes total re flektiert wird und am oberen Ende des Lichtleitstabes das optische Signal unmittelbar bildet oder eine das optische Signal bildende elektronische Einrichtung ansteuert.

Diese Ausführung hat zunächst den Vorteil, daß innerhalb des Akkumulatorengehäuses für die Elektrolytstandanzeige kein elektrischer Strom fließen kann. Weiterhin ist der Lichtleitstab elektrolytbeständig, so daß eine lange Benut zung des Elektrolytstandanzeigers möglich ist. Solange das untere Ende des Lichtleitstabes von der Elektrolytflüssig keit umgeben ist, tritt der Lichtstrahl im wesentlichen am unteren Ende des Lichtleitstabes aus. Sinkt der Elektrolyt pegel jedoch unter das untere Ende des Lichtleitstabes, er folgt am Übergang Stab/Luft eine Totalreflexion und das re flektierte Licht wird zum oberen Ende hin gelenkt, wo es entweder unmittelbar das optische Signal bildet oder als Steuersignal verwendet wird, mit dem das eigentliche opti sche Signal ausgelöst wird.

Vorzugsweise ist das untere Ende des Lichtleitstabes kegel förmig angespitzt, wodurch die Totalreflexion ermöglicht wird.

Eine besonders einfache Ausführung läßt sich dadurch erhal ten, daß der auf das untere Ende des Lichtleitstabes ge richtete Lichtsender innerhalb des Lichtleitstabes angeord net und dessen obere, aus dem Gehäusedeckel ragende Endflä che plangeschliffen und mattiert ist. In diesem Falle wird das optische Signal unmittelbar an der oberen Endfläche ge bildet. Nach einer weiteren Ausführung ist die obere aus dem Gehäusedeckel ragende Endfläche des Lichtleitstabes plange schliffen und die elektronische Einrichtung weist einen Lichtsender und einen Lichtempfänger auf, die nebeneinander über dem Lichtleitstab angeordnet sind, wobei der Lichtemp fänger gegen eine unmittelbare Lichteinwirkung des Licht senders abgeschirmt ist. Diese Ausführung läßt sich dadurch vorteilhaft ausgestalten, daß die elektronische Einrichtung in einem Gehäuse angeordnet ist, das eine das aus dem Gehäu sedeckel ragende Ende des Lichtleitstabes umfassende Vertie fung aufweist, auf deren aus einem lichtdurchlässigen Mate rial bestehenden Stirnwand der Lichtsender und der Lichtemp fänger angeordnet sind. Bei Verwendung einer elektronischen Einrichtung kann eine Lichtempfängerdiode vorgesehen sein, deren Ausgangssignal über einen Verstärker ein optisches Signal steuert. Zweckmäßig ist die elektronische Einrich tung und der Lichtsender derart ausgebildet, daß letzterer einen kodierten Lichtstrahl erzeugt.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung anhand von zwei Ausführungsbeispielen dargestellt, es zeigt

Fig. 1 einen mittleren Schnitt durch einen Akkumulator mit zugeordnetem Elektrolytstandanzeiger und

Fig. 2 eine andere Ausführung eines Elektrolytstandanzei gers.

In Fig. 1 ist schematisch ein Akkumulator 1 mit einem dar auf befestigtem Gehäusedeckel 2 dargestellt. In ihm ist ei ne Elektrolytflüssigkeit 3, beispielsweise bei Bleiakkumu latoren Schwefelsäure, enthalten, wobei der Elektrolytpegel 4 angedeutet ist. Im Gehäusedeckel 2 ist eine Öffnung 5 vorgesehen, beispielsweise eine mit einem nach unten wei senden Kragen versehene Diagnoseöffnung. Durch diese ragt ein Lichtleitstab 6. Erfindungsgemäß ist für den Lichtleit stab 6 ein Werkstoff gewählt, der gegenüber der Elektrolyt flüssigkeit 3 ausreichend widerstandsfähig ist. Besonde res geeignet sind Glas oder Plexiglas. Das obere Ende 8 ragt durch die Öffnung 5 des Gehäusedeckels 2 etwas heraus und besitzt eine plangeschliffene Endfläche 9. Ein Anschlag 10 am Lichtleitstab 6 trägt für eine genaue Lage des unteren Endes 7 des Lichtleitstabes 6 Sorge.

Zugeordnet ist eine elektronische Einrichtung 11, die in einem Gehäuse 12 angeordnet ist. Dieses Gehäuse 12 besitzt am Boden eine nach innen ragende Vertiefung 13, deren inne re Stirnwand 14 aus einem lichtdurchlässigen Werkstoff be steht. Auf der Stirnwand 14 ist die elektronische Einrich tung 11 derart angeordnet, daß sich ein Lichtsender 15 und ein Lichtempfänger 16 über der Stirnwand 14 befindet. Der Lichtsender 15 kann aus einer üblichen Leuchtdiode und der Lichtempfänger aus einer entsprechenden Lichtempfangsdiode bestehen. Lichtsender 15 und Lichtempfänger 16 sind neben einander angeordnet. Damit das vom Lichtsender 15 ausge strahlte Licht nicht unmittelbar auf den Lichtempfänger 16 einwirkt, ist zwischen beiden eine Abschirmung 17 vorgese hen. Weiterhin ist ein Schaltrelais 18 zugeordnet, welches den Stromkreis einer Signallampe 19 schaltet.

Solange die untere Spitze des Lichtleitstabes 6 in die Elektrolytflüssigkeit 3 eintaucht, tritt das vom Lichtsen der 15 durch den Lichtleitstab 6 gerichtete Licht am unte ren Ende 7 aus. Sinkt der Elektrolytpegel 4 unter das unte re Ende 7 des Lichtleitstabes 6, findet aber infolge der Grenzfläche Glas/Luft eine Totalreflexion statt, so daß der Lichtstrahl zurückgelenkt wird und dort vom Lichtemp fänger 16 empfangen wird. Das vom Lichtempfänger 16 erzeug te Steuersignal dient dem Ausführungsbeispiel der Steuerung eines Schaltrelais 18, welches eine Signallampe 19 ein schaltet. Anstelle eines Schaltrelais 18 kann auch ein elektronischer Schalter verwendet werden.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform eines Licht leitstabes 20 ist der Lichtsender 21 in den Lichtleitstab 20 derart eingebaut, daß der Lichtstrahl zum unteren Ende des Lichtleitstabes hin strahlt. Das bei einem entsprechend ab gesenkten Elektrolytpegel 4 reflektierte Licht gelangt zu der oberen Endfläche 22, welche plangeschliffen und mat tiert ist, so daß unmittelbar an dieser Endfläche 22 ein optisches Signal abgebildet wird.

Es versteht sich von selbst, daß je nach den Abmessungen des Akkumulators und des vorbestimmten niedrigsten Elektro lytpegels die Länge des Lichtleitstabes 6 angepaßt ist. Er reicht wird dies dadurch, daß ein Lichtleitstab 6 von vor gegebener Länge mit seinem oberen Ende 8 in die Vertiefung 13 des Gehäuses 12 gesteckt wird.

Bezugszeichenliste

1 Akkumulator
2 Gehäusedeckel
3 Elektrolytflüssigkeit
4 Elektrolytpegel
5 Öffnung
6 Lichtleitstab
7 unteres Ende
8 oberes Ende
9 Endfläche
10 Anschlag
11 elektronische Einrichtung
12 Gehäuse
13 Vertiefung
14 Stirnwand
15 Lichtsender
16 Lichtempfänger
17 Abschirmung
18 Schaltrelais
19 Signallampe
20 Lichtleitstab
21 Lichtsender
22 Endfläche

Claims

1. Elektrolytstandanzeiger für Akkumulatoren, bestehend aus einem durch den Gehäusedeckel geführten, in die Elektro lytflüssigkeit eintauchenden stabförmigen Sensor und ei ner Signaleinrichtung, die bei einem Absinken des Elek trolytpegels unter das untere Sensorende ein optisches Signal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor aus einem elektrolytbeständigen Lichtleitstab (6, 20) be steht und ein Lichtsender (15, 21) vorgesehen ist, der durch den Lichtleitstab (6, 20) in Richtung auf die Elek trolytflüssigkeit (3) einen Lichtstrahl sendet, der beim Absinken des Elektrolytpegels (4) unter das untere Ende des Lichtleitstabes (6, 20) total reflektiert wird und am oberen Ende des Lichtleitstabes (6, 20) das optische Signal unmittelbar bildet oder eine das optische Signal bildende elektronische Einrichtung (11) ansteuert.

2. Elektrolytstandanzeiger nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Lichtleitstab (6, 20) von vorgegebener Länge mit seinem oberen Ende (8) in die Vertiefung (13) des Gehäuses (12) steckbar ist.

3. Elektrolytstandanzeiger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Lichtleitstabes (6, 20) kegelförmig angespitzt ist.

4. Elektrolytstandanzeiger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der auf das untere Ende des Lichtleitstabes (20) gerichtete Lichtsender (21) innerhalb des Lichtleitstabes (20) angeordnet und dessen obere, aus dem Gehäusedeckel (2) ragende Endefläche (22) plangeschliffen und mattiert ist.

5. Elektrolytstandanzeiger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die obere aus dem Gehäu sedeckel (2) ragende Endfläche (9) des Lichtleitstabes (6) plangeschliffen ist und die elektronische Einrich tung (11) einen Lichtsender (15) und einen Lichtempfän ger (16) aufweist, die nebeneinander über dem Lichtleit stab (6) angeordnet sind, wobei der Lichtempfänger (15) gegen eine unmittelbare Lichteinwirkung des Lichtsender (15) abgeschirmt ist.

6. Elektrolytstandanzeiger nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die elektronische Einrichtung (11) in ei nem Gehäuse (12) angeordnet ist, das eine das aus dem Gehäusedeckel (2) ragende Ende (8) des Lichtleitstabes (6) umfassende Vertiefung (13) aufweist, auf deren aus einem lichtdurchlässigen Material bestehenden Stirnwand (14) der Lichtsender (15) und der Lichtempfänger (16) angeordnet sind.

7. Elektrolytstandanzeiger nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Einrichtung (11) mit einer Lichtempfängerdiode versehen ist, deren Aus gangssignal über einen Verstärker ein optisches Signal steuert.

8. Elektrolytstandanzeiger nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Ein richtung (11) und der Lichtsender (15) einen kodierten Lichtstrahl erzeugen.