-
Die
Erfindung betrifft eine Fahrzeugbatterie, insbesondere eine leckresistente
Fahrzeugbatterie.
-
Eine
der größeren technischen
Neuerungen der letzten ungefähr
zwei Dekaden war die Entwicklung einer wartungsfreien Batterie für Anwendungen bei
Fahrzeugen und diese Technik wird nun weiterhin weltweit in der
Batterieindustrie angewendet.
-
Da
jedoch die meisten der Fahrzeugbatterien einen freien Elektrolyten
enthalten, verbleiben immer noch die Gefahren des Säureaustritts,
insbesondere beim Gebrauch der Batterie, beim Transport und beim
Aufladen. Der Säureabfall
und -verlust sind äußerst unerwünscht, denn
durch sie können
Brände,
Korrosion der Batterieanschlüsse
und der damit verbundenen elektrischen Systeme im Fahrzeug verursacht
werden. Aus diesem Grund wird eindeutig am Markt eine sicherere
leckresistente Fahrzeugbatterie bevorzugt, die man leichter handhaben
kann, ohne dass man sie einer Gefahr aussetzt. Angesichts dieser
Tatsache wird ein kleiner Prozentanteil der Fahrzeugbatterien lecksicher
gemacht, ventilgeregelte Typen mit AGM.-Trenneinrichtungen (Absorptive
Glasmatten) versehen, besonders bei den erstklassigen Fahrzeugen.
-
Ventilgeregelte
Fahrzeugbatterien sind aber wesentlich kostspieliger herzustellen.
Darüber
hinaus ist es bekannt, dass geflutete Batteriekonstruktionen gewisse
technische Vorteile gegenüber
den säureschwachen
VTLA (Ventilregulierte Bleisäure) Konstruktionen
haben. Trotz der beachtlichen Kostenfaktoren als auch gewisser technischer
Beschränkungen,
scheint der Trend offensichtlich hin zu dem ventilreguliertem Typ
zu gehen und dies hauptsächlich,
weil man eine sichere, leckresistente wartungsfreie Batterie benötigt. Beispielsweise
sind die meisten der zukünftigen
Konstruktionen für
eine 36 V-Fahrzeugbatterie vom VRLA-Typ verbunden mit AGM-Trennvorrichtungen.
-
Aus
dem Vorstehenden erklärt
sich, dass weitere technische Entwicklungen erforderlich sind, um
leckresistente oder gegen Lecks widerstandsfähige Batterien einer gefluteten
Vielfalt herzustellen. Diese Konstruktionen werden immer noch vorwiegend
in der ganzen Welt wegen ihrer geringeren Kosten als auch aufgrund
ihrer einfachen Herstellungsweise verwendet.
-
Bis
jetzt wurden viele Versuche unternommen um eine lecksichere Fahrzeugbatterie
mit einem freien Elektrolyten unter Verwendung einer speziellen
Batterieabdeckung zu entwickeln.
-
In
diesem Zusammenhang werden einige der wichtigen Neuerungen der letzten
20 Jahre nachstehend diskutiert.
-
Im
US-Patent 4,348, 466, veröffentlicht
am 7.September 1982 (übertragen
an VARTA-Battery Ltd.,
Willowdale, CA) wird eine leckresistente Einrichtung für eine Batterie
mit einem flüssigen
Elektrolyten beschrieben, die eine große rechteckige Kammer mit einem
Einlass, der mit einer entsprechenden Batteriezelle und mit einem
Auslass, der über
einen Durchgang mit der Atmosphäre
in Verbindung steht. Die Kammer und die zugehörigen Passagen sind ausreichend
groß,
um den Fluss des Elektrolyten zurückzuhalten, wenn die Batterie
gekippt oder gedreht wird. Darüber
hinaus ist die Kammeranordnung so gewählt, dass das Niveau des enthaltenen
Elektrolyten vom Ausgang entfernt bleibt.
-
Wenn
die Kammer und die Passagen mit Elektrolyt gefüllt sind, ist eine Luftsperre
vorgesehen, die einen weiteren Fluss des Elektrolyten von der Zelle
zur Kammer und der Anordnung der Passagen verhindert. Der bemerkenswerte
Punkt bei diesem Patent besteht darin, dass große Kammern und Passagenanordnungen
es ermöglichen,
dass eine beachtliche Menge an Elektrolyt in den Batteriedeckel
fließt und
dabei die Wahrscheinlichkeit erhöht,
dass Elektrtrolyt in den Lüftungsbereich
gelangt und dabei schließlich
ein Austreten des Elektrolyten aus der Batterie insbesondere verursacht
dann, wenn die Batterie geschüttelt
oder bewegt wird. Ferner bietet dieses Patent keinen Leckschutz
bei einer auf den Kopf stehenden Batterie.
-
Das
deutsche Patent Nr. 4 216 563, veröffentlicht am 24.November 1993
(VB Autobatterie GmbH) beschreibt eine Konstruktion mit einer doppelten
Abdeckung, mit einer Kammer, die jeder Zelle zugeordnet ist. Jede
Kammer ist genau so bemessen, dass, wenn die Batterie gekippt wird,
nur eine beschränkte
Menge an Säure
aus der entsprechenden Zelle in die Sammelkammer eintritt, die die
Kammer enthalten kann. Bei auf dem Kopf stehender Position fließt eine
beachtliche Menge an Elektrolyt aus den Zellen in die Abdeckung,
wodurch das Risiko eines Austritts des Elektrolyten aus der Batterie
erhöht wird.
-
In
dem US-Patent Nr. 5,380,604 (Hampey et al) ausgegeben am 10.Januar
1995 und in dem US-Patent Nr. 5,424,146 Lin(ausgegeben am 13.Juni 1993),
sind ähnliche
Ausbildungen zu sehen.
-
Der
leckresistente Batteriedeckel umfasst zwei Teile, nämlich einen
oberen und einen unteren Teil, und weist eine Kammer auf, die jeder
Zelle zugeordnet ist. Jede Kammer hat Führungen zur Steuerung des Säurestromes.
Diese Führungen
sind so ausgebildet, dass bei jeder Lage des Gehäuses, wenn dieses auf einer
der Seitenwände
ruht, die Säure
in den Kammern unter dem kritischen Niveau bleibt, über dem
die Säure
in einen Funkenlöscher fließt.
-
Jedoch
kann eine beachtliche Elektrolytmenge in den entsprechenden Deckel
fließen,
wodurch die Möglichkeit,
dass Säure
austritt, wenn die Batterie geschüttelt oder bewegt wird, steigt.
Es besteht daher wenig oder gar kein Schutz gegen den Austritt von
Elektrolyt, wenn die Batterie auf den Kopf gestellt wird.
-
Das
US-Patent Nr. 5,683,830 vom 4.November 1997 und das US-Patent Nr.
5, 843,593 vom 1.Dezember 1998 (übertragen
an Douglas Battery Manufactoring Comp., USA) zeigen einen leckresistenten
Batteriedeckel aus zwei Teilen. Der Batteriedeckel weist ein Labyrinth
von Durchgängen
auf, die einen Pfad von jeder Zelllüftung zum Ausgang in die Atmosphäre bilden.
Bei dem Labyrinth befindet sich jeweils ein Teil jedes Pfades oberhalb
des Niveau des Elektrolyten, wenn die Batterie gekippt oder um 90° aus ihrer
aufrechten Stellung gedreht wird.
-
Das
europäische
Patent Nr.
EP 0 639
862 B1 , veröffentlicht
am 18.September 1996 (VB-Autobatterie
GmbH) zeigt eine Mehrzellenbatterie mit einem zentralen Gasentlüftungssystem,
das mit der Batterieabdeckung integriert ist und eine Gassammelleitung
umfasst und in der Seitenwand der Abdeckung eine Vertiefung aufweist,
die über
eine seitliche Leitung mit der Sammelleitung verbunden ist, wobei
in der Vertiefung ein Einsatz vorgesehen ist. Der Einsatz enthält eine
poröse
Glasmasse, die die Gasleitung verschließt, die mit der Abdeckung luftdicht
verbunden ist. Die poröse
Glasmasse ist so in dem Einsatz angeordnet, dass ihr unterer Rand
stets oberhalb des Niveau des Säurerückflusses
liegt.
-
EP-A-0
496 539 LUCAS YUASA BATTERIES LTD., veröffentlicht am 29.Juli 1992,
beschreibt eine Fahrzeugbatterie mit Zellen, Abdeckung und Zuführungen.
Die Abdeckung umfasst ein Lüftungssystem
mit einer Lüftungsleitung,
die die Füllöffnungen jeder
Zelle miteinander verbindet und die erzeugten Gase zu einem seitlichen
Auslass leitet, der mit einer Abschlusskappe versehen ist.
-
Die
genannten Patente beruhen im Wesentlichen auf einer relativ komplexen
Konfiguration eines Batteriedeckels, der zwei Teile umfasst, d.h.
einen oberen und einen unteren Teil, wobei der obere Teil mit dem
Hauptdeckel entweder mittels Ultraschall oder durch Heißversiegelung
fest verbunden ist. Diese Batterieausbildungen sind relativ teuer
und umständlich
herzustellen. Daraus ergibt sich klar, dass man eine einfache lecksichere
Abdeckung benötigt, die
keinen gegenteiligen Effekt auf den Kostenwettbewerb hat.
-
Demzufolge
ist eine wesentliche Aufgabe der Erfindung, eine Fahrzeugbatterie
zu schaffen, die in allen Richtungen während eines beträchtlichen Zeitraumes
leckresistent ist, d.h., wenn die Batterie um 90° gedreht, auf der vorderen Fläche, auf
der hinteren Fläche,
auf einer der Seitenflächen
liegt oder aus ihrer normalen Aufrechtstellung vollständig auf den
Kopf gestellt wird.
-
Ensprechend
einer Ausbildungsform der Erfindung umfasst die lecksichere Fahrzeugbatterie
ein Gehäuse,
in dem sich Zellen befinden, von denen jede einen Füllstöpsel aufweist,
mit einer Batterieabdeckung, die auf das Gehäuse an seiner oberen Öffnung flüssigkeitsdicht
passt und die Füllöffnungen aufweist,
die über
den jeweiligen Zellen liegen und mit zwei Zuleitungen, die auf der
Batterieabdeckung befestigt und mit den Zellen verbunden sind. Sie
ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Lüftungsleitungblockierung vorgesehen
ist, die die Batterieabdeckung, in mindestens zwei Lüftungskammern,
die zwei Gruppen von Zellen entsprechen, abteilt, so dass der Elektrolyt
daran gehindert wird, von einer der Gruppen von Zellen zur anderen
Gruppe von Zellen zu fließen,
wenn die Batterie gekippt wird, dass eine gemeinsame Lüftungsleitung
in der Batterieabdeckung vorgesehen ist, die die Räume über den
Zellen jeder Gruppe von Zellen miteinander verbindet, und dass eine
parallele Lüftungsleitung
in der Batterieabdeckung für
jede Gruppe von Zellen getrennt von der gemeinsamen Lüftungsleitung
vorgesehen ist, wobei ein Ende der gemeinsamen Lüftungsleitung verschlossen
ist, während
das andere Ende der gemeinsamen Lüftungsleitung über die
entsprechende Lüftungskammer
mit einem Ende der parallelen Lüftungsleitung
verbunden ist und die parallele Lüftungsleitung an ihrem anderen
Ende eine Lüftungskappenanordnung
aufweist, die den Austritt des entlüfteten Gases aus den Zellen
jeder Gruppe ermöglicht.
-
Bei
dieser ersten Ausbildungsform der Erfindung kann die Lüftungsleitungblockierung
vorzugsweise eine Trennwand aufweisen, die sich in der Batterieabdeckung
befindet, um die Batterieabdeckung in mindestens zwei Lüftungskammern
zu unterteilen, wobei jede Lüftungskammer über einer
Gruppe von Zellen liegt, um den Elektrolyten daran zu hindern, dass
er von einer Gruppe der Zellen zur anderen Gruppe der Zellen fließt, wenn
die Batterie gekippt ist.
-
Gemäß einer
weiteren Ausbildungsform der Erfindung unfasst eine leckresistente
Fahrzeugbatterie ein Gehäuse,
in dem sich Zellen befinden, von denen jede einen Füllstöpsel hat,
ferner umfasst sie eine Batterieabdeckung, die heißversiegelt
mit einem oberen offenen Rand des Gehäuses verbunden ist, und Füllöffnungen
aufweist, die über
den entsprechenden Zellen liegen und zwei Zuführungen aufweist, die auf der
Batterieabdeckung errichtet und mit den Zellen verbunden sind. Sie
ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Trennwand in der Batterieabdeckung
vorgesehen ist, die die Batterieabdeckung in mindestens zwei Lüftungskammern unterteilt,
wobei jede Lüftungskammer über jeder Gruppe
von Zellen liegt um den Elektrolyt daran zu hindern, dass er von
einer der beiden Gruppen von Zellen zu der benachbarten Gruppe von
Zellen fließt, wenn
die Batterie gekippt ist und dass eine gemeinsame Lüftungsleitung
in der Batterieabdeckung vorgesehen ist, die die Räume über den
Zellen jeder Gruppe von Zellen miteinander verbindet, wobei jede gemeinsame
Lüftungsleitung
an ihrem einen Ende verschlossen ist und mit ihrem anderen Ende über die
entsprechende Lüftungskammer
mit einem Ende der entsprechenden parallelen Lüftungsleitung verbunden ist,
wobei jede parallele Lüftungsleitung
an ihrem anderen Ende eine Lüftungskappenanordnung trägt, die
ermöglicht,
dass das entlüftete
Gas aus den Zellen jeder Gruppe von Zellen entweichen kann.
-
Sowohl
bei der ersten als auch bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung kann das eine Ende der gemeinsamen Lüftungsleitung
jeder Entlüftungskammer
mit einer Lüftungsstopvorrichtung
verschlossen sein, die sich durch die Batterieabdeckung hindurch
in die Lüftungsöffnung der
ersten Zelle jeder Gruppe von Zellen erstreckt.
-
Die
Lüftungskappenanordnung
kann eine Lüftungskappe
enthalten, die auf das andere Ende der parallelen Lüftungsleitung
aufgepasst ist und ein Gasfilter ist in die Lüftungskappe eingesetzt, um
zu ermöglichen,
dass das entlüftete
Gas in die Atmosphäre
entweicht. Die Lüftungskappe
kann auf ihrem äußeren Umfang
einen schraubenförmigen
Pfad als Durchgang für
das entlüftete
Gas aufweisen und in Verbindung mit mindestens dem Ende der parallelen Lüftungsleitung
sein. Das Gasfilter steht mit dem stromabwärts gelegenen Ende des schraubenförmigen Pfades
in Verbindung.
-
Zusätzlich zu
dem schraubenförmigen
Pfad als Durchgang des entlüfteten
Gases umfasst die Lüftungskappe
noch eine Lüftungsöffnung auf
ihrer Einlassseite, eine erste vertikale Öffnung, die mit der Lüftungsöffnung in
Verbindung steht und sich nach oben bis hin zum äußeren Umfang der Lüftungskappe
erstreckt, um mit ihrem einen Ende mit dem einen Ende des schraubenförmigen Pfades
für den
Durchgang des entlüfteten
Gases verbunden zu sein und eine zweite Öffnung, die mit dem anderen
Ende des schraubenförmigen
Pfades verbunden ist und sich nach unten zum Zentrum an der Ausgangsseite
der Lüftungskappe
erstreckt um in Verbindung mit dem Filter zu sein.
-
Das
Gasfilter kann vorzugsweise ein wasserabstoßendes, mikroporöses Gasfilter
sein. Das mikroporöse
Gasfilter kann eine Korngröße von ungefähr 270 micron
haben. Das Gasfilter, das in die Lüftungskammer eingepasst ist,
kann mit einem Filterdeckel ausgestattet sein, in dem eine Öffnung als Auslass
für das
entlüftete
Gas vorgesehen ist.
-
Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
kann jede der Lüftungskammern
mit einem Kammerdeckel versehen sein, der im Presssitz aufgebracht
ist und jede der Lüftungskammern
und der Kammerdeckel können
mit der Batterieabdeckung heißversiegelt
sein.
-
Ferner
kann in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
jede der Seitenwände
des Gehäuses eine
honigwabenförmige
Konstruktion aufweisen.
-
Die
vorliegende Erfindung schafft eine auslaufsichere Mehrzellenfahrzeugbatterie
mit einer seiten/zentralen Entlüftungsanordnung,
wobei die zentrale Lüftungsleitung
in der Batterieabdeckung in der Mitte blockiert ist, entsprechend
der mittleren Trennwand des Batteriebehälters. Hierdurch werden effektiv
zwei isolierte Batterieabteilungen mit Zellen geschaffen. In einer
bevorzugten Ausbildungsform kann die Batterie sechs Zellen umfassen,
wobei jeweils drei Zellen in jeder Batterieabteilung liegen.
-
Obwohl
die Batterien mit der Seitenlüftungseinrichtung
(d.h. dass eine Lüftungsleitung
längs der langen
Seitenfläche
verläuft
und im folgenden als „Lüftungsleitung" bezeichnet wird)
bereits auslaufsichere Eigenschaften aufweisen, wenn sie um 90° gedreht
werden, um auf der vorderen bzw. rückwärtigen Fläche aufzuliegen oder wenn sie
vollständig
auf den Kopf gestellt wurden infolge einer Luftsperre, eine solche
Konstruktion ist anfällig
für Säureaustritt, wenn
sie um 90° längs der
Seitenfläche
in Richtung der seitlichen Lüftungsleitung
gedreht wird. Ein solcher Säureaustritt
kann durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
vollständig
vermieden werden.
-
Die
oben genannten Eigenschaften und weitere Ziele der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ergeben sich aus der Beschreibung einer bevorzugten Ausbildungsform
der Erfindung in Bezug auf die Zeichnung.
-
Hierin
zeigen:
-
1 eine
Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Fahrzeugbatterie.
-
2 eine
Draufsicht auf die Batterie nach 1.
-
3 eine
Rückansicht
der Batterie nach 1.
-
4 eine
Seitenansicht der Batterie nach 1
-
5 ein
Querschnittsbild der Batterie nach 1 längs der
Linie A-A
-
6 eine
vergrößerte Ansicht
des in 5 mit einem Kreis X gekennzeichneten Bereichs
-
7 eine
vergrößerte Ansicht
des in 5 mit einem Kreis Y gekennzeichneten Bereichs
-
8 ein
Querschnittsbild der Batterie längs der
Linie B-B der 2
-
9 ein
vergrößertes Schnittbild
des Kammerdeckels nach 8
-
10 eine
vergrößerte perspektivische Darstellung
der Lüftungskappenanordnung,
die in der erfindungsgemäßen Batterie
verwendet wird.
-
11 eine
Seitenansicht der Lüftungskappenanordnung
nach 10
-
12 ein
Querschnittsbild der Lüftungskappenanordnung
längs der
Linie C-C der 11
-
13 ein
horizontales Schnittbild, aus dem eine Bewegung des Elektrolyten
erkennbar ist, wenn die Batterie um 90° so gekippt wurde, dass sie
auf ihrer kürzeren
Seitenfläche
aufliegt,
-
14 ein
horizontales Schnittbild, aus dem die Bewegung des Elektrolyten
erkennbar ist, wenn die Batterie so um 90° gekippt wurde, dass sie auf
ihrer hinteren Fläche
aufliegt und
-
15 ein
horizontales Schnittbild, aus dem die Bewegung des Elektrolyten
erkennbar ist, wenn die Batterie so um 90° gekippt wurde, dass sie auf
ihrer vorderen Fläche
aufliegt.
-
Nachstehend
wird die Erfindung in Bezug auf die Zeichnung beschrieben, in der
eine bevorzugte Ausbildung der Erfindung dargestellt ist.
-
In
den 1 und 2 ist eine Batterie 10 gezeigt,
die einer Ausführungsform
der Erfindung entspricht. Die Batterie 10 umfasst ein Gehäuse 14 mit
einer Batterieabdeckung 12, Zellen C1 bis C6 sind in dem
Gehäuse 14 untergebracht.
-
Jede
der Zellen ist mit einem Füllstöpsel 16 ausgestattet.
Die Füllstöpsel 16 weisen
keine Lüftungsöffnungen
auf, und sind in die Batterieabdeckung 12 mittels „O" Ringdichtungen flüssigkeits-
und luftdicht eingepasst. Die Füllstüpsel 16 können mit der
oberen Oberfläche
der Batterieabdeckung 12 in gleicher Höhe liegen. Diese Füllstöpsel werden
verschlossen, nachdem der Elektrolyt in die Batterie eingefüllt wurde.
Gegebenenfalls kann, wie in 2 gezeigt,
ein Henkel 18, der zum Anheben der Batterie dient, so in
die Abdeckung 12 eingelassen sein, dass er mit der Batterieabdeckung 12 gleich
liegt. Ein Ladeanzeiger CI kann ebenfalls in der Batterieabdeckung 12 vorgesehen
sein.
-
Wie
sich aus 4 ergibt, kann jede der Seitenwände des
Gehäuses 14 in
einer Honigwabenstruktur ausgebildet sein, wie durch das Bezugszeichen 20 angezeigt
ist. Dies ist ein fakultatives Merkmal. Eine solche Honigwabenstruktur
der Seitenwand oder Wände
verhindert, dass sich das Gehäuse 14 ausbuchtet. 4 zeigt
ein Scharnier 18P, mit dem der Henkel 18 gelenkig
verbunden sein kann, um betätigt
zu werden.
-
5 zeigt
ein oberes Querschnittsbild der erfindungsgemäßen Batterie 10. Einige
der erfindungsgemäßen Merkmale
sind in dieser Fig. als auch in den 6 und 7 gezeigt.
-
Die
Merkmale der Erfindung liegen in der Lüftungsleitungsblockiervorrichtung 24,
die die Batterieabdeckung 12 in mindestens zwei Lüftungskammern 22 und 22' unterteilt,
die mindestens zwei Gruppen von Zellen entsprechen, um den Elektrolyten
daran zu hindern, von einer Gruppe der Zellen C1 bis C3 in die andere
Gruppe von Zellen C4 bis C6 zu fließen, wenn die Batterie 10 gekippt
ist, den gemeinsamen Lüftungsleitungen
VL1 und VL2, die sich in der Batterieabdeckung befinden und die
oberen Räume der
entsprechenden Zellen jeder Gruppe von Zellen miteinander verbinden
und parallelen Lüftungsleitungen 26 und 26', die ebenfalls
in der Batterieabdeckung vorgesehen sind und getrennt von den gemeinsamen
Lüftungsleitungen
VL1 und VL2 jeder Gruppe von Zellen zugeordnet sind.
-
Wie
aus 5 zu sehen, hat die Batterieabdeckung 12 Füllöffnungen 28, 30, 32, 28', 30', 32', die jeweils
zu den Füllstöpseln 16 der
Zellen C1 bis C6 gehören.
Die Lüftungsleitung blockiervorrichtung 24 kann
eine zentrale Blockierwand 34 umfassen, deren Aufgabe es
ist, die gemeinsamen seitlichen Lüftungsleitungen VL1 und VL2,
die sich durch die Füllöffnungen
(Lüftungöffnungen) 28, 30, 32, 28', 30', 32' in der Batterieabdeckung 12 erstrecken
und Entlüftungskammern 22 und 22' bilden, zu
blockieren. Auf diese Weise ist eine der Lüftungsleitungen VL1, die die
Füllöffnungen 28, 30, 32 miteinander
verbindet, durch die zentrale Blockierwand 34 von der anderen Lüftungsleitung
VL2 getrennt, die die Füllöffnungen 28', 20', 32' miteinander
verbindet. Das Gas aus jeder Zellgruppe gelangt in die seitlichen
Lüftungsleitungen
VL1 bzw. VL2 durch Füllöffnungen,
die den Füllstöpseln entsprechen.
-
Die
beiden gemeinsamen Lüftungsleitungen VL1
und VL2 sind mit korrespondierenden parallelen Lüftungsleitungen 26 bzw. 26' verbunden.
Insbesondere ist die eine parallele Lüftungsleitung 26 auf
einer Seite mit der Lüftungskammer 22 verbunden,
die durch die gemeinsame Lüftungsleitung
VL1, die die Füllöffnungen 28, 30, 32,
der Zellen C1 bis C3 verbindet, geformt ist. Die andere parallele
Lüftungsleitung 26' ist auf einer
Seite mit der Lüftungskammer 22' verbunden,
die durch die gemeinsame Lüftungsleitung
VL2 gebildet ist, die die Füllöffnungen 28', 30', 32' der Zellen
C4 bis C6 verbindet. Jede der parallelen Lüftungsleitungen 26 und 26' hat an ihren
anderen Enden 26a und 26a' zylindrische Öffnungen 40 und 40', die jeweils
mit Lüftungskappenanordnungen 36 und 36' versehen sind.
-
6 zeigt,
wie das Ende 28a der Lüftungsöffnung 28,
das über
der Zelle C1 liegt, mit einer Lüftungstopvorrichtung 38 verschlossen
ist, die sich in die Batterieabdeckung 12 hinein erstreckt.
Eine entsprechende Lüftungsstopvorrichtung 38' ist am Ende 32'a der Lüftungsöffnung 32' vorgesehen,
die über der
Zelle C6 liegt. Hierdurch wird erreicht, dass die Lüftungsleitungen
VL1 und VL2 auf ihrer einen Seite verschlossen und auf ihrer anderen
Seite jeweils mit den parallelen Lüftungsleitungen 26 und 26' verbunden sind.
-
Die
Lüftungskammern 22 und 22', die über den
Zellengruppen C1 bis C3 bzw. C4 bis C6 liegen, sind in 8 gezeigt.
Sie sind mit Kammerdeckeln 22c bzw. 22c' versehen, deren
Einzelheiten man aus 9 entnehmen kann. Beide Lüftungskammern 22 und 22' und die Kammerdeckel 22c und 22C sind
mit der Unterseite der Batterieabdeckung 12 heiss versiegelt
und dadurch ist ein geschlossener Kreis für Gas/Elektrolyt in jeder der
Zellengruppen C1 bis C3 oder C4 bis C6 geschaffen.
-
Lüftungskappenanordnungen 36 und 36' für die Entlüfung der
Kammern 22 und 22' über den
beiden Zellengruppen C1 bis C3 und C4 bis C6 werden nachstehend
in Bezug auf 7, 10 und 12 beschrieben.
-
Wie
bereits erwähnt,
haben die parallelen Lüftungsleitungen 26 und 26' ein Ende, das
mit den gemeinsamen Lüftungsleitungen
VL1 bzw. VL2 verbunden ist. Die parallelen Lüftungsleitungen 26 und 26' weisen an ihren
anderen Enden zylindrische Öffnungen 40 bzw. 40' auf, in die
die Lüftungskappenanordnungen
eingepresst sind.
-
Die
Lüftungskappenanordnungen 36 und 36' (10)
umfassen eine Lüftungskappe 42,
die in die zylindrischen Öffnungen 40 bzw. 40' in den anderen Enden
der parallelen Lüftungsleitungen 26 und 26' eingepasst
sind. Die Lüftungskappe 42 kann
vorzugsweise in die zylindrischen Öffnungen 40 und 40' eingeschoben
und eingepasst sein.
-
Die
Lüftungskappe 42 hat
an ihrem Einlassende eine Lüftungsöffnung 46 die
mit einer ersten vertikalen Öffnung 44 in
Verbindung steht, die sich nach oben bis in die äußere Peripherie der Lüftungskappe 42 erstreckt.
Ein schraubenförmiger
Pfad 48 ist an der äußeren Peripherie
der Lüftungskappe 42 vorgesehen.
Mit dem einen Ende des schraubenförmigen Pfades 48 ist
die erste vertikale Öffnung 44 verbunden
und am anderen Ende des schraubenförmigen Pfades 48 verläuft eine
zweite vertikale Öffnung 50 nach
unten bis in die Mitte der Lüftungskappe 42.
-
Ein
wasserabstoßender
mikroporöser
Gasfilter 52 befindet sich am Auslassende der Lüftungskappe 42 und
steht mit der zweiten vertikalen Öffnung 50 in Verbindung.
Am Ende des Filters 42, das von der Lüftungskappe 42 entfernt
liegt, kann ein Filterdeckel 54 mit einer Öffnung 54a (12)
vorgesehen sein, der dazu dient, das entlüftete Gas, das durch die Öffnung 54a austritt
und von dem Gasfilter 52 gefiltert wurde, ausfließen zu lassen.
Der Filterdeckel 54 hat die Aufgabe, den Gasfilter 52 mit
dem Körper 42B der
Entlüftungskappe 42 zu
verbinden.
-
Sobald
Gas durch die parallelen Lüftungsleitungen 26 und 26' strömt, tritt
es durch die zylindrische Öffnung 40 bzw. 40' in der Lüftungsleitung 26 bzw. 26' aus und gelangt
an die Lüftungskappe 42. Das
entlüftete
Gas strömt
dann vertikal nach oben durch die erste vertikale Öffnung 44,
bewegt sich längs
des schraubenförmigen
Pfades 48 und fließt dann
nach unten in die Mitte der Lüftungskappe 42, bevor
es an den Gasfilter 52 gelangt, wie in 10 gezeigt.
Das Gas durchdringt den Gasfilter 52 und tritt durch die Öffnung 54a in
dem Filterdeckel 54 aus. Der Filterdeckel 54 kann
vorzugsweise aus Kunststoff bestehen. Es soll darauf hingewiesen
werden, dass auf diese Weise verhindert wird, dass der Gasfilter
mit Staub auf der äußeren Oberfläche der
parallelen Lüftungsleitungen 26 oder 26' in Berührung kommt.
-
Die
gemeinsamen Lüftungsleitungen
VL1 und VL2, die sich über
die Zellen C1 bis C3 und C4 bis C6 erstrecken, sind an ihrem einen
Ende mittels Lüftungstopvorrichtungen 38 bzw. 38' verschlossen. Für den Austritt
der Gase sind die parallelen Lüftungsleitungen 26 und 26' mit ihrem einen
Ende mit den Lüftungsleitungen
VL1 bzw. VL2 verbunden und an ihrem anderen Ende verschlossen. Die
parallelen Lüftungsleitungen 26 und 26' sind in der
Batterieabdeckung 12 angeordnet, um die Lüftungskammern 22 und 22' mit den zylindrischen Öffnungen 40 und 40' am Austrittsende
der parallelen Lüftungsleitungen 26 bzw. 26' zu verbinden.
Die speziell ausgebildeten Lüftungskappenanordnungen 36 und 36' sind in die
zylindrischen Öffnungen
eingeschoben und gepasst und sind mit wasserab stoßenden mikroporösen Gasfiltern 52 versehen.
Der Filterdeckel 54 ist mit der Lüftungskappe 42 fest
verbunden. Hierdurch ist es möglich,
auf eine zusätzliche
Heißversiegelung oder
Ultraschallversiegelung zu verzichten.
-
Die
Lüftungskammer 22 und 22' der entsprechenden
Zellengruppen sind mit Kammerdeckeln 22c bzw. 22'c versehen,
auf die sie im Presssitz eingepasst und dann mit der Unterseite
des Batteriedeckels 12 heißversiegelt sind. Auf diese
Weise ist kein getrennter Arbeitsgang für eine Heißversiegelung erforderlich.
Auch soll darauf hingewiesen werden, dass beide Lüftungskammern 22 und 22' sowie die Kammerdeckel 22c und 22'c mit dem Batteriedeckel in
einem einzigen Heißversiegelungsvorgang
versiegelt werden können.
-
1 zeigt
die erfindungsgemäße Batterie in
aufrechtstehender Position.
-
In 13 ist
die Batterie gezeigt, wie sie um 90° gekippt ist und auf einer der
kürzeren
Seitenflächen
liegt. In dieser Lage bewegt sich der Elektrolyt in jeder Gruppe
der Zellen C1 bis C3 oder C4 bis C6 nach unten, um die Kammern leer
zurückzulassen. Eine
Folge davon ist, die parallelen Lüftungsleitungen 26 und 26' und die Lüftungskammern 22 und 22' mit den zugeordneten
leeren Kammern verbunden sind, dass keine Möglichkeit besteht, dass Säure durch
die Lüftungskappe 42 austritt.
-
Weiterhin,
die zentrale Blockade der gemeinsamen Lüftungsleitungen VL1 und VL2
durch die Trennwand 34 verhindert den Übertritt des Elektrolyten aus
der oberen Gruppe der Zellen C1 bis C3 in die untere Gruppe der
Zellen C4 und C6. Das Ergebnis ist bei einer Lage der Batterie 10,
wie sie in 13 gezeigt ist, wenn die Batterie 10 zurückgebracht
ist in ihre ursprüngliche
aufrechte Position, wie sie in 1 gezeigt
ist, dass nur eine vernachlässigbare
Zelle zu Zelle Änderung
der Standhöhen
des Elektrolyts vorliegt.
-
Es
wird darauf hingewiesen, dass demzufolge eine wesentliche Verbesserung
bezüglich
der Verringerung der Zelle zu Zelle Änderung der Standhöhen des
Elektrolyten vorliegt, sogar nachdem die Batterie um 90° gekippt
wurde und auf einer ihrer kürzeren
Seitenflächen
liegt, wenn man sie mit den herkömmlichen
seitenentlüfteten
Batterien vergleicht, deren gemeinsame Lüftungsleitung durch die Batterieabdeckung
verläuft.
Bei der herkömmlichen
Batterie entsteht tatsächlich
eine beachtliche Änderung der
Standhöhen
des Elektrolyts in den Zellen zu Zelle infolge des beachtlichen Übertritts
des Elektrolyts aus den oberen Seitenzellen in die unteren Seitenzellen,
wenn die Batterie auf ihrer kürzeren
Seitenfläche liegt.
-
In 14 ist
die Batterie gezeigt, wie sie auf ihrer rückwärtigen Seite aufliegt, indem
die Batterie 10 in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung
gekippt wurde. In dieser Position sind die parallelen Lüftungsleitungen 26 und 26' kaum mit Elektrolyt
bedeckt. Doch der hydraulische Druck in dieser Batterielage ist
zu klein, als dass der Elektrolyt vertikal nach oben übertreten
könnte
um dabei den Widerstand gegen den Fluß des Elektrolyts durch die
Lüftungskappe 42 und
das Gasfilter 52 zu durchbrechen. Das Ergebnis ist, dass
kein Austritt des Elektrolyts erfolgt, wenn sich die Batterie in
dieser Position befindet und zwar für mehrere Stunden. Ferner ist
durch die Luftabsperrung sicher gestellt, dass dann, wenn die Batterie
so gekippt ist, dass sie auf ihrer hinteren Fläche, auf ihrer vorderen Seitenfläche oder
auf dem Kopf stehend liegt, ein Widerstand gegen einen Austritt
des Elektrolyten für
eine beachtliche Zeitspanne vorhanden ist.
-
15 zeigt
die Batterie 10 auf ihrer vorderen Fläche liegend. Entsprechend kann
man erkennen, dass in dieser Position die maximale Standhöhe des Elektrolyten
sich unter den parallelen Lüftungsleitungen 26 und 26' befindet. Daher
sieht man, dass keine Möglichkeit
eines Elektrolytaustritts vorliegt, wenn die Batterie in diese Lage
gekippt wurde.
-
Bei
auf dem Kopf stehender Batterie 10 entwickelt sich die
Luftsperre Hierdurch wird der Elektrolytaustritt durch die Lüftungskappe 42 und
das Gasfilter 52 verhindert. Es steht daher fest, dass
in dieser umgekehrten Position während
mehrere Stunden kein Elektrolytaustritt erfolgt.
-
Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann
der Gasfilter 52 vorzugsweise ein wasserabstoßender mikroporöser Filter
einer Korngröße von ungefähr 270 micron
sein. Er ist hergestellt aus einer Kunststofflegierung und behandelt,
um wasserabstoßende
Eigenschaften zu erhalten. Hierdurch kann man den beachtlichen Widerstand
gegen den Austritt des Elektrolyt durch die Lüftungsöffnung erreichen.
-
Aus
dem Vorstehenden lässt
sich verstehen, dass die Erfindung eine in hohem Maße leckresistente
Batterie ermöglicht,
auch wenn sie in alle Richtungen gekippt wird. Dabei ist von besonderem
Vorteil, dass dieses Merkmal der Erfindung auf relativ einfache
Weise und günstigen
Kosten erreicht wurde.
-
Ferner
wird bei der Erfindung der größte Anteil
an Elektrolyt in den Zellen zurückgehalten,
während
die Batterie gedreht oder gekippt wird, während bei den meisten anderen
leckresistenten Ausbildungen eine beachtliche Menge an Elektrolyt
aus der Zelle in den Raum zwischen dem unteren und dem oberen Teil
der Batterieabdeckung ausfließen
kann.
-
Auch
findet der wesentliche Übergang
des Elektrolyten bei den herkömmlichen
seitenzentralen Gasentlüftungsausbildungen
von den oberen Seitenzellen in die unteren Seitenzellen statt, wenn
man die Batterie bis zu 90° längs einer
Seitenfläche
dreht. Andererseits weist die erfindungsgemäße Batterie vorteilhafterweise
einen Widerstand gegen den Elektrolytaustritt in allen Richtungen
während
einer beachtlichen Zeitdauer auf, und zwar, wenn sie auf ihre Vorderfläche oder
ihre Rückfläche oder
auf eine ihrer Seitenflächen
oder vollständig
aus ihrer ursprünglichen
Position umgekippt wird.