DE69502732T2 - Vorrichtung zur ausfüllung und entgasung von elektrischen akkumulatoren - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Nachfüllen von Elektrolyten und zur Abfuhr von Dämpfen bei elektrischen Akkumulatoren.
• Es ist bekannt, daß das Nachfüllen des Elektrolyten bei elektrischen Akkumulatoren durch geeignete Vorrichtungen erfolgt, die am Deckel des Akkumulators angeordnet sind und das automatische Nachfüllen gestatten.
• Derartige Vorrichtungen zum automatischen Nachfüllen, die auf dein Markt erhältlich sind, werden in verschiedenen Ausführungsformen hergestellt und bestehen im wesentlichen aus einem Körper, der dichtend in die Öffnung im Deckel des Akkumulators eingesetzt ist und einen oder mehrere Kanäle für den Eintritt der Nachfüllflüssigkeit, einen Kanal für die Ableitung der Dämpfe und einen Schwimmer hat, ergänzt mit Dichtungen, die ein weiteres Nachfüllen verhindern, wenn der Elektrolyt die vorbestimmte Höhe erreicht hat.
• Die bekannten Vorrichtungen zum automatischen Nachfüllen der bekannten Technik haben jedoch einige Nachteile.
• Einer dieser Nachteile besteht darin, daß die Kraft, mit der der Schwimmer die Dichtelemente gegen die Einlaßöffnung der Nachfüllflüssigkeit drückt, um sie nach Erreichen der vorbestimmten Höhe zu schließen, nicht ausreicht, das Lecken der Flüssigkeit aufgrund von Schwingungen während des Nachfüllvorganges zu verhindern.
• Aus diesem Grunde ist der Schwimmer mit breiten Flächen hergestellt, um so eine ausreichende Schließkraft auf den Dichtelementen zu gewährleisten. Im allgemeinen ist er mit Durchmessern nicht kleiner als 30 mm versehen. Es ist dann leicht zu verstehen, daß dies einen weiteren Nach teil hervorruft, da die Öffnungen, die in den Deckel des Akkumulators gebohrt werden müssen und durch die die Nachfüllvorrichtung eingebracht wird, einen Durchmesser haben müssen, der wenigstens gleich mit dem Durchmesser des Schwimmers ist.
• Die DE-35 39 167 offenbart eine Füllvorrichtung, bei der die Flüssigkeitszufuhr automatisch durch ein Ventil aufgrund der zusammengesetzten Wirkung eines Schwimmers und eines Magneten geschlossen wird. Die Vorrichtung gestattet nicht das Einbringen einer Meßvorrichtung. Die Vorrichtung, die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, hat den Zweck, diese Nachteile zu überwinden.
• Der erste Zweck der Erfindung ist es, eine Vorrichtung für das automatische Nachfüllen von Elektrolyt in den Akkumulatoren zu erhalten, die das dichtende Verschließen der Bohrung für den Eintritt der Flüssigkeit garantiert, wenn die Höhe des Elektrolyten den gewünschten Wert erreicht hat.
• Ein anderer Zweck der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist es, die Dichtkapazität der Dichtmittel der Öffnung für den Eintritt der Nachfüllflüssigkeit zu garantieren, nachdem die Höhe wieder hergestellt worden ist, selbst bei Vorhandensein zufälliger Schwingungen, die erzeugt werden, während die Batterie verwendet wird und während des Nachfüllvorganges.
• Nicht der letzte Zweck der Vorrichtung gemäß der Erfindung liegt darin, daß sie mit einem Schwimmer versehen wird, der kleinere Abmessungen verglichen mit vergleichbaren Schwimmern bei Vorrichtungen des bekannten Standes der Technik hat.
• Die gerade beschriebenen Aufgaben werden durch eine Vor richtung erreicht, die für die automatische Nachfüllung des Elektrolyten und die Entfernung dar Dämpfe, die sich innerhalb elektrischer Akkumulatoren bilden, geeignet ist, wobei nach dem Hauptanspruch sie darin gekennzeichnet ist, daß sie umfaßt:
• - einen Körper, der an dem Deckel eines elektrischen Akkumulators dichtend angeordnet werden kann und einen Hohlraum mit einem Boden aufweist, wobei der Körper ein oder mehrere erste Öffnungen, die mit ersten Leitungen für die Entfernung der Dämpfe verbunden sind und ein oder mehrere zweite Öffnungen aufweist, die mit zweiten Leitungen für den Eintritt der Nachfüllflüssigkeit verbunden sind;
• - ein rohrförmiges Element, mit einem äußeren rohrförmigen Abschnitt, der mit dem Hohlraum in dem Körper zusammenpaßt und mit einem Führungselement, das koaxial und zylindrisch innerhalb des rohrförmigen Abschnittes ist, wobei das rohrförmige Element in seinem Inneren und in einer Zwischenlage einer Querfläche einen Durchbruch und seitlich an einer zylindrischen Wand wenigstens einen Durchbruch hat, der wenigstens mit einer der einen oder mehreren zweiten Öffnungen des Körpers verbunden ist;
• - einen rohrförmigen Stab, der gleitend in dem Durchbruch gekoppelt ist, durch die Querfläche hindurchtritt und an einem Ende einen Schwimmkörper, der mit der im Akkumulator befindlichen Flüssigkeit zusammenwirkt, und am gegenüberliegenden Ende eine flexible Membran hat, die mit dem rohrförmigen Stab durch erste dichtende Sperrmittel verbunden ist und mit der inneren seitlichen Fläche das rohrförmigen Elementes durch zweite dichtende Sperrmittel verbunden ist, wobei der rohrförmige Stab an einer im wesentlichen mittleren Lage Verschlußeinrichtungen hat, die mit der Öffnung in der Querfläche zusammenwirken und diese abdichten kann, um so den Durchtritt der Nachfüllflüssigkeit von dieser einen oder den mehreren Öffnungen zu gestatten oder zu verhindern, wobei die flexible Membran im Hohlraum des rohrförmigen Elementes auf einer Seite eine Auslaßkammer begrenzt, die mit der einen oder den mehreren ersten Öffnungen und dem Ende des rohrförmigen Stabes verbunden ist und an der gegenüberliegenden Seite eine Kammer für die Anordnung der Nachfüllflüssigkeit, die mit der einen oder den mehreren zweiten Öffnungen verbunden ist und in der der Druck der darin enthaltenen Flüssigkeit eine Deformation dieser Membran hervorruft und so auf dem rohrförmigen Stab eine Kraft hervorruft, die die durch den Schwimmer gegen die Verschlußmittel erzeugte Druckkraft erhöht.
• In vorteilhafter Weise und nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die eine oder die mehreren ersten Öffnungen für die Abfuhr der Dämpfe und die eine oder mehreren zweiten Öffnungen für den Eintritt der Nachfüllflüssigkeit jeweils mit den Kanälen für die Gasableitung und mit den Kanälen für die Zufuhr der Nachfüllflüssigkeit verbunden, die im Deckel, auf der die Vorrichtung vorhanden ist, vorgesehen sind.
• Nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung gehören die Einlaßkanäle, die mit der einen oder den mehreren ersten Öffnungen bzw. mit der einen oder den mehreren zweiten Öffnungen verbunden sind, zum Körper der Vorrichtung und ragen seitlich dazu vor und sind mit einem Schlauchverbinder komplettiert.
• Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel können die eine oder die mehreren ersten Öffnungen durch eine einzige Öffnung, die in den Boden des Körpers der Vorrichtung eingebohrt ist, ersetzt werden, durch die sowohl die Ableitung der Dämpfe während des Nachfüllvorganges und das Einbringen eines Hydrometers für die Messung der Dichte des Elektrolyten erfolgen können.
• Der weitere Umfang der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der detaillierten Beschreibung, die im Folgenden gegeben wird.
• Es ist jedoch verständlich, daß die detaillierte Beschreibung und die besonderen Beispiele, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigt, nur zu Zwecken der Illustration angegeben sind. In den Zeichnungen:
• - zeigt Fig. 1 die automatische Nachfüllvorrichtung dargestellt in einem Querschnitt;
• - zeigt Fig. 2 eine Explosionsansicht der Vorrichtung, die in Fig. 1 dargestellt ist;
• - ist Fig. 3 eine Explosionsansicht der Vorrichtung der Erfindung gemäß Fig. 1 und der Öffnung, die zum Deckel des Akkumulators gehört, in die die Vorrichtung eingebracht ist;
• - zeigt Fig. 4 die Einnpassung der Vorrichtung gemäß der Erfindung in die Öffnung, die zum zugehörigen Deckel des Akkumulators gehört und in Fig. 3 dargestellt ist;
• - zeigt Fig. 5 eine unterschiedliche Ausführungsform der automatischen Füllvorrichtung gemäß der Erfindung, die mit dem zugehörigen Deckel verbunden ist;
• - zeigt Fig. 6 einen Explosionsquerschnitt einer Vielzahl von Füllvorrichtungen gemäß der Erfindung und des Dekkels des Akkumulators, in die die Vorrichtungen eingebracht sind;
• - zeigt Fig. 7 die Einpassung der Füllvorrichtungen gemäß der Erfindung im Deckel des Akkumulators, der in Fig. 6 dargestellt ist;
• - zeigt Fig. 8 die Füllvorrichtung gemäß der Erfindung während des Füllvorganges;
• - zeigt Fig. 9 die Füllvorrichtung gemäß der Erfindung, nach dem der Füllvorgang beendet worden ist;
• - zeigt Fig. 10 eine andere Ausführungsform der automati schen Füllvorrichtung gemäß der Erfindung.
• Die Vorrichtung zur automatischen Auffüllung des Elektrolyten und zur Entfernung der Dämpfe aus elektrischen Akkumulatoren, die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, ist in zusammengesetzter Form in Fig. 1, wo sie mit 3 bezeichnet ist, und in Explosionsansicht der sie bildenden Teile in Fig. 2 dargestellt.
• Man kann feststellen, daß die Vorrichtung einen Körper 10 umfaßt, der, wie in den Fig. 3 und 4 festgestellt werden kann, dichtend in eine Öffnung 2 eines Deckels 1 eines elektrischen Akkumulators eingepaßt werden kann und einen Hohlraum 11 besitzt, der durch einen Boden 101 begrenzt ist. Dieser Körper 10 hat seitlich eine oder mehrere erste Öffnungen 12, die einander gegenüberliegen und im wesentlichen in der gleichen Ebene sind, und hat eine oder mehrere zweite Öffnungen 13, die ebenfalls einander gegenüberliegen, koplanar sind und in einer Ebene liegen, die tiefer ist als die Ebene, auf der die ersten Öffnungen 12 liegen. Diese Öffnungen sind mit Leitungen verbunden, die den Austritt der Dämpfe aus dem Akkumulator und den Eintritt der Nachfüllflüssigkeit in den Akkumulator gestatten.
• Ein rohrförmiges Element 20 ist mit dem Körper 10 verbunden. Dieses rohrförmige Element 20 besteht aus einem äußeren, rohrförmigen Abschnitt 24, der in den Hohlraum 11 des Körpers 10 eingefügt ist, und aus einem zylindrischen Führungselement 25, das mit dem äußeren rohrförmigen Abschnitt 24 koaxial ist.
• Eine Querfläche 21 hat die Form eines Kegelstumpfes und besitzt einen Durchbruch 22 und befindet sich innerhalb des rohrförmigen Elementes 20 und quer dazu und verbindet starr das zylindrische Führungselement 25 und den Körper des rohrförmigen Elementes 20 miteinander.
• Weiters hat das rohrförmige Element 20 seitlich an ihrer zylindrischen Wand einen oder mehrere Durchbrüche 23, die jeweils mit wenigstens einer dieser einen oder mehreren zweiten Öffnungen 13, die zum Körper 10 gehören, verbunden sind, wenn das rohrförmige Element 20 an den Körper 10 selbst angepaßt ist.
• Die Vorrichtung gemäß der Erfindung besitzt auch einen rohrförmigen Stab 30, der gleitend in den Durchbruch 22 der Querfläche 21 eingebracht ist. Dieser Stab 30 weist an einem Ende einen Schwimmkörper 31 auf, der mit der Flüssigkeit im Akkumulator zusammenwirkt, wohingegen am anderen Ende sich eine flexible Membran 40 befindet, die mit dem rohrförmigen Stab 30 verbunden ist, und zwar mit Hilfe erster dichtender Sperrmittel 32, ist auch mit der seitlichen Innenfläche des rohrförmigen Elementes 20 mit Hilfe zweiter dichtender Sperrmittel 132 verbunden. Diese dichtenden Sperrmittel bestehen, wie man aus Fig. 2 entnehmen kann, aus ringförmigen Verzahnungen 232 und 332 an dem rohrförmigen Stab 30 und in dem rohrförmigen Element 20. Überdies besitzt der rohrförmige Stab 30 in einer im wesentlichen mittleren Lage Verschlußmittel, die aus einem Verschluß 33 in Form eines Kegelstumpfes bestehen, der geeignet ist, die Öffnung 22 der Querfläche 21 zu schließen. Um die Zentrierung des rohrförmigen Stabes 30 im rohrförmigen Element 20 zu gewährleisten, in das er eingebracht ist, ist er mit Führungselementen 35 vervollständigt, die an die Innenfläche des Führungselementes 25, das zum rohrförmigen Element 20 gehört, gleitend angepaßt sind.
• Wie aus Fig. 3 und 4 entnommen werden kann, wird, um die automatische Nachfüllvorrichtung mit dem Deckel 1 des Akkumulators einzupassen, das vorstehende Gewinde 14 des Körpers 10 der Vorrichtung, in das vertiefte Gewinde 140 eingeschraubt, das zur Öffnung 2 im Deckel 1 gehört, nachdem ein OR-Ring 60 in den ringförmigen Sitz 61 eingebracht worden ist, der auf dem äußeren Teil des Körpers 10 vorhanden ist, und zwischen den ersten Öffnungen 12 und den ersten Öffnungen 13 liegt. Überdies ist in Zusammenhang mit dem Gewinde 140 eine Dichtfläche 200 vorhanden, die die hermetische Abdichtung bewirkt, wenn sie eben an der Wand 300 des Körpers 10 der Vorrichtung 3 anliegt.
• Bei einer unterschiedlichen Ausführungsform kann das Gewinde durch ein Druck einbringendes Mittel ersetzt werden.
• Ist die Verbindung einmal hergestellt, so kann in Fig. 4 erkannt werden, daß jede dieser einen oder mehreren Öffnungen 12 mit den Dampfableitungsleitungen 112 im Deckel 1 verbunden sind und in gleicher Weise sind die eine oder die mehreren zweiten Öffnungen 13 mit den zweiten Leitungen 113 für den Eintritt der Nachfüllflüssigkeit verbunden, die ebenfalls im Deckel 1 vorhanden sind.
• Man kann erkennen, daß die Leitungen im Deckel 1 direkt während des Formungsverfahrens erhalten werden, wann immer das Verlangen nach Ableitung der abzuführenden Dämpfe vom Akkumulator gewünscht ist, um sie zu irgendeinem Bereich entfernt von der Stelle, wo der Nachfüllvorgang durchgeführt wird, zu leiten.
• Es ist klar, wie man aus den Fig. 6 und 7 entnehmen kann, daß eine Füllvorrichtung in jede der Öffnungen 2 des Dekkels 1 des Akkumulators eingebracht ist, wobei die ersten Leitungen 112 die abzuführenden Dämpfe, wohingegen die zweiten Leitungen 113 die Nachfüllflüssigkeit führen, die zu den Elementen des Akkumulators gebracht wird. Nachdem die Nachfüllvorrichtungen 3 mit dem Deckel 1 verbunden worden sind, kann der Nachfüllvorgang beginnen, dadurch, wie aus Fig. 4 entnommen werden kann, daß die Nachfüllflüssigkeit durch die zweiten Leitungen 113 in Richtung 413 eingebracht wird. Es ist selbstverständlich, daß die Nachfüllflüssigkeit, wie Fig. 7 entnommen werden kann, entlang der Leitungen 113 fließt und alle Nachfüllvorrichtungen beeinflußt, die daher parallel zueinander verbunden sind. Es kann aus Fig. 1 entnommen werden, daß die flexible Membran 40 im Hohlraum 11 des Körpers 10 der Vorrichtung nach der Erfindung einerseits eine Auslaßkammer 150 begrenzt, die mit der einen oder den mehreren ersten Öffnungen 12 und mit dem Ende 130 des rohrförmigen Stabes 30 verbunden ist und auf der gegenüberliegenden Seite eine Kammer 50 zum Ansammeln der Nachfüllflüssigkeit bildet, die mit der einen oder den mehreren zweiten Öffnungen 13 verbunden ist. Wie im Detail aus Fig. 8 entnommen werden kann, berührt daher am Beginn des Nachfüllvorganges der Schwimmkörper 31 die obere Fläche 131 der Elektrolytflüssigkeit 231 nicht und die Verschlußvorrichtung 33 läßt daher die Durchbruchsöffnung 22 in der Querwand 21 offen, und zwar aufgrund des Gewichtes des Stabes 30 und des Schwimmkörpers 31. Daher erlaubt sie den Durchtritt der Nachfüllflüssigkeit, die von den zweiten Leitungen 113 in die Sammelkammer 50 und von dort durch die Durchbruchsöffnung 22 in den Akkumulator in Richtung 313 fließt.
• Wie aus Fig. 9 entnommen werden kann, setzt sich das Eintreten der Nachfüllflüssigkeit fort, bis die obere Fläche 131 der Elektrolytflüssigkeit 231 den Schwimmkörper 31 zum Schwimmen bringt und ihn vertikal mit der Kraft 331 anhebt, um so die Verschlußvorrichtung 33 in die Verschlußstellung an der Durchtrittsöffnung 22 zu bringen.
• Wenn dieser Zustand auftritt, wird der Fluß der Nachfüll flüssigkeit durch die zweiten Leitungen 113 unterbrochen und es wird in der Sammelkammer 50 ein Druck 250 gegen die flexible Membran 40 hervorgerufen, die dessen Verformung bewirkt, wie dies aus Fig. 9 entnommen werden kann.
• Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß dieser Druck 250 an der Membran 332 eine Kraft hervorruft, die kleiner ist als das Gesamtgewicht des Schwimmkörpers 31, wenn der Druck der Flüssigkeit nicht unterbrochen wird, während die Batterie in Verwendung ist. Im Gegensatz dazu, kann, wenn der Druck der Flüssigkeit unterbrochen wird, der auf die Membran ausgeübte Druck größer sein.
• Durch Einwirkung auf die Oberfläche der Membran 40 ruft der Druck 250 eine Kraft 332 in der gleichen Richtung wie die Kraft 331 aufgrund des Schwimmdruckes hervor. Die Gesamtkraft 333 für das Verschließen der Durchbruchsöffnung 22 wird auf dem Stab 30 erhalten und infolgedessen auch auf dem zugehörigen Verschluß 33, wobei die Kraft 333 stärker ist als die Kraft 331 nur aufgrund der Schwimmwirkung. Es ist diese zusätzliche Kraft 332, die durch die Verformung der Membran 40 aufgrund des Druckes der Nachfüllflüssigkeit in der Kammer 50 hervorgerufen wird, die das perfekte Schließen der Verschlußvorrichtung 33 in der Öffnung 22 gewährleistet, selbst wenn der Akkumulator während des Nachfüllvorganges Schwingungen ausgesetzt ist. Die Gefahr des Leckens aufgrund plötzlicher Schwingungen die hervorgerufen werden, wenn Nachfüllvorrichtungen gemäß des bekannten Standes der Technik verwendet werden, besteht nicht mehr.
• Die zusätzliche Kraft 332 aufgrund der Verformung der Membran 40 gestattet es, einen derartigen Schließdruck der Verschlußeinrichtung 33 zu erreichen, daß die Dichtigkeit selbst mit Schwimmern 31 erreicht wird, die einen kleineren Durchmesser haben als Schwimmer, die bei auto matischen Nachfüllvorrichtungen gemäß des bekannten Standes der Technik verwendet werden.
• Während des Nachfüllvorganges gestatten die Durchtrittsöffnungen 34, die seitlich im rohrförmigen Stab 30 oberhalb des Schwimmkörpers 31 vorgesehen sind, die Abfuhr der Dämpfe, die durch die Öffnungen in Richtung 134 strömen und sie erreichen den Auslaß bei Durchtritt durch die ersten Öffnungen 2 und die ersten Abfuhrleitungen 112. Eine andere Ausführungsform der automatischen Nachfüllvorrichtung gemäß der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt, wo die gesamte Vorrichtung mit 4 bezeichnet ist und wo entnommen werden kann, daß die ersten Öffnungen 120 für den Austritt der Dämpfe und die zweiten Öffnungen 130 für den Eintritt der Nachfüllflüssigkeit jeweils mit den ersten Leitungen 212 für den Austritt der Dämpfe und mit zweiten Leitungen 213 für den Eintritt der Nachfüllflüssigkeit verbunden sind, die zum Körper 100 der Vorrichtung 4 gehören. Diese Leitungen sind mit Schlauchverbindern 312 und 313 versehen, die geeignet sind, jeweils einen Schlauch zum Leiten der Austrittsdämpfe und der Nachfüllflüssigkeit aufzunehmen.
• Der Boden 141 des Körpers 100 der Vorrichtung kann einen Durchbruch 242 haben, wobei diese Öffnung 242 das Einbringen eines Hydrometers für die Elektrolytflüssigkeit gestattet.
• Eine weitere Ausführungsform der automatischen Nachfüllvorrichtung gemäß der Erfindung ist in Fig. 10 dargestellt, aus der entnommen werden kann, daß sie mit 7 als Ganzes bezeichnet ist. Man kann erkennen, daß bei dieser Ausführungsform die flexible Membran 740 mit dem rohrförmigen Stab 730 durch eine erste dichtende Sperreinrichtung 732 verbunden ist, die aus zwei Ringen 741 und 742 besteht, die einander gegenüberliegen und koaxial mit dem rohrförmigen Stab 730 angeordnet sind, wodurch der zwischen ihnen liegende Rand der Membran 740 festgelegt wird. Überdies ist die flexible Membran 740 auch mit dem rohrförmigen Element 720 durch zweite dichtende Sperrmittel 832 verbunden, die, wie gesehen werden kann, durch die geneigte Ebene 723 des rohrförmigen Elementes 720 und die entsprechenden Schultern 724 gebildet werden, die am Körper 300 der automatischen Nachfüllvorrichtung 7 ausgebildet sind, wobei dazwischen der Rand der Membran 740 gehalten ist.
• Bei dieser Ausführungsform kann man auch erkennen, daß der Durchbruch 722 im rohrförmigen Element 720 mit einem geneigten Sitz 721 versehen ist, an dem die Verschlußmittel anliegen. Diese Verschlußmittel bestehen aus einer Lippendichtung in Form eines Kegelstumpfes 821, der gegen einen Tragring 822 gepreßt wird, der in einer im wesentlichen mittleren Lage hinsichtlich des rohrförmigen Stabes 730 angeordnet ist.
• Schließlich kann man erkennen, daß zwischen dem Schwimmer 731 und dem Stab 730 ein Becher 900 - zu beiden koaxial - vorgesehen ist, der innerhalb seines Hohlraumes die Nachfüllflüssigkeit 910 sammelt. Dies bildet eine hydraulische Dichtung, soweit es das Innere des Akkumulators betrifft, was den Austritt des möglicherweise innerhalb des Akkumulators gebildeten Dampfes in die Vorrichtung 7 verhindert, wo er sich auf Teile in relativer Bewegung niederschlagen und infolgedessen deren Funktion behindern würde.
• Selbstverständlich kann der Schwimmer 731 mit jeglichen Abmessungen hergestellt werden.
• Der Körper 300 hat ebenfalls Dichtelemente 600 und einen Deckel 750 zum Verschließen der Öffnung 760 für den Dampfaustritt.
• Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung, nicht in den Zeichnungen dargestellt, kann vorsehen, daß die Durchbruchsöffnung 242 am Boden 141 des Körpers 100 der Vorrichtung als Öffnung für den Austritt der Dämpfe verwendet wird. In diesem Falle hat der Körper 100 der Vorrichtung 4 nur die zweiten Öffnungen 130, die mit den Zweiten Leitungen 213 für den Eintritt der Nachfüllflüssigkeit verbunden sind.
• Auf Basis, was beschrieben worden ist, versteht man, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung in all den verschiedenen Ausführungsformen die vorgeschlagenen Zwecke erreicht.
• Tatsächlich haben alle Ausführungsformen die flexible Membran, die durch Erzeugen einer Kraft zusätzlich zur Andrückkraft im Schwimmzustand des Schwimmkörpers das Verschließen der Öffnung für den Eintritt der Nachfüllflüssikgeit gewährleisten, und zwar selbst in Gegenwart von Schwingungen im Akkumulator während des Nachfüllvorganges.
• Man hat auch gesehen, daß die Möglichkeit der Erzeugung der zusätzlichen Verschlußkraft die Verwendung von Schwimmkörpern mit einem kleineren Durchmesser verglichen mit den Schwimmkörpern bei den Nachfüllvorrichtungen des Standes der Technik gestattet, obwohl sie größere Verschlußkräfte als die letzteren aufweisen. Man hat auch erkannt, daß in den verschiedenen Ausführungsformen die Nachfüllvorrichtung gemäß der Erfindung an Akkumulatoren mit Deckeln verwendet werden können, die die Führung der Austrittsdämpfe als auch der Nachfüllflüssigkeit durch Kanäle im Deckel selbst gestatten, sowie auch an Deckeln von Akkumulatoren, bei denen die Nachfüllvorrichtungen über einen flexiblen Schlauch gespeist werden, der mit der Vorrichtung über einen Schlauchverbinder verbunden ist.
• Man hat auch gesehen, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung bei allen Ausführungsformen, die beschrieben worden sind, eine Öffnung aufweisen kann, die das Einbringen eins Instrumentes zur Messung der Dichte des Elektrolyten gestattet, wobei die Öffnung auch für die Abfuhr der Dämpfe während des Nachfüllvorganges verwendet worden kann.

Claims (18)

1. Vorrichtung (3, 4, 7), die dicht abschließend in die Öffnung (2) eines Deckels (1) eines elektrischen Akkumulators eingesetzt werden kann und zur automatischen Elektrolytnachfüllung sowie zur Abfuhr der Dämpfe dient, die innerhalb der elektrischen Akkumulatoren entstehen, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes umfaßt:

- einen Körper (10, 100, 300), der einen Hohlraum (11) mit einem oberen Teil (102, 141) aufweist, wobei dieser Körper eine oder mehrere erste Öffnungen (2, 120), die mit ersten Leitungen (112, 212) für die Dampfabfuhr verbunden sind und eine oder mehrere zweite Öffnungen (13, 130) hat, die mit zweiten Leitungen (113, 213) für den Eintritt der Nachfüllflüssigkeit verbunden sind;

- ein rohrförmiges Element (20, 720) mit einem äußeren, rohrförmigen Abschnitt (24), der mit dem Hohlraum (11) im Körper zusammenpaßt und mit einem Führungselement (25), das koaxial zylindrisch innerhalb des äußeren rohrförmigen Abschnittes (24) ist, wobei das rohrförmige Element (20, 720) in seinem Inneren und in einer Zwischenlage einer Querfläche (21) einen Durchbruch (22, 522) und seitlich auf der zylindrischen Fläche wenigstens eine oder mehrere Durchbrüche (23) hat, die mit wenigstens einer der einen oder mehreren zweiten Öffnungen (13) verbunden ist, die zum Körper (10, 100, 300) gehören;

- einen rohrförmigen Stab (30, 734), der gleitend in der Öffnung (22, 722) gekoppelt ist, die Querfläche (21) durchsetzt und an einem Ende einen Schwimmkörper (31, 731) hat, der mit der Flüssigkeit im Akkumulator zusammenwirken soll und am gegenüberliegenden Ende eine flexible Membran (40, 740) hat, die über erste dichtende Sperrmittel (32, 732) mit dem rohrförmigen Stab (30, 730) verbunden ist und mit der inneren Seitenfläche des rohrförmigen Elementes (20, 720) durch zweite dichtende Sperrmittel (132, 832) verbunden ist;

wobei der rohrförmige Stab (30, 730) in einer im wesentlichen mittleren Stellung Sperreinrichtungen (33, 821) aufweist, die mit der Öffnung (22, 722) in der Querfläche (21) zusammenwirken und diese abdichten, um so den Durchtritt der Nachfüllflüssigkeit zu gestatten oder zu verhindern, die von der einen oder den mehreren zweiten Öffnungen (13, 130) zuströmt;

wobei die flexible Membran den Hohlraum (11) des Körpers (10, 100, 300) auf einer Seite eine Auslaßkammer (150) begrenzt, die mit der einen oder den mehreren ersten Öffnungen (12, 120) und mit dem Ende des rohrförmigen Stabes (30, 730) verbunden ist und an der gegenüberliegenden Seite eine Kammer für das Ansammeln (50) der Nachfüllflüssigkeit begrenzt, die mit der einen oder den mehreren zweiten Öffnungen (13, 130) verbunden ist und in der der Druck (250) der darin enthaltenden Flüssigkeit verändert werden kann, um die Verformung der Membran hervorzurufen und dabei auf den rohrförmigen Stab (30, 730) eine Kraft (332) auszuüben, die die Druckkraft (331), die vom Schwimmkörper (31, 731) an den Verschlußmitteln (33) hervorgerufen wird, zu erhöhen.

2. Vorrichtung (3, 4, 7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck (250) der Flüssigkeit innerhalb der Ansammelkammer (50) derart ist, daß sie auf diese Membran (40, 740) eine Kraft (332) ausübt, die kleiner ist als das Gesamtgewicht des Schwimmkörpers (31, 731) und des ihn tragenden Stabes (30, 730).

3. Vorrichtung (3, 4, 7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser rohrförmige Stab (30, 730), der den Schwimmkörper (31, 731) trägt, eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen (34) für den Austritt der Dämpfe hat, wobei die Durchtrittsöffnungen oberhalb des Schwimmkörpers (31, 731) angeordnet sind.

4. Vorrichtung (3, 4, 7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Stab (30, 730) an seiner äußeren Seite einige Führungsbleche (35) trägt, die gleitend in die innere Fläche des Führungselementes (25) passen.

5. Vorrichtung (3, 7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (10) der Vorrichtung ein äußeres Gewinde (14) aufweist, das in das entsprechende innere Gewinde (140) paßt, das am abschließenden Ende der Öffnung (2) des Deckels (1) angeordnet ist.

6. Vorrichtung (3, 7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine oder die mehreren ersten Öffnungen (12) für den Austritt der Dämpfe zweifach vorhanden sind und im wesentlichen einander gegenüberliegend in der gleichen im wesentlichen horizontalen Ebene angeordnet sind, und daß die zweiten Öffnungen (13) für den Eintritt der Nachfüllflüssigkeit ebenfalls zweifach vorhanden sind und im wesentlichen einander gegenüberliegend in einer im wesentlichen horizontalen Ebene angeordnet sind, die im wesentlichen parallel zur Ebene ist, auf der die ersten Öffnungen (12) liegen, wodurch die ersten Öffnungen (12) und die zweiten Öffnungen (13) jeweils mit Kanälen (112) für den Austritt der Dämpfe und mit Kanälen (113) für den Eintritt der Nachfüllflüssigkeit im Deckel (1) verbunden sind, dar sie aufnimmt.

7. Vorrichtung (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine oder die mehreren ersten Öffnungen (120) für den Austritt der Dämpfe zwei an der Zahl sind und im wesentlichen einander gegenüberliegend auf der gleichen im wesentlichen horizontalen Ebene angeordnet sind, und daß diese zweiten Öffnungen (130) für den Eintritt des Elektrolyten ebenfalls im wesentlichen einander gegenüberliegend auf einer im wesentlichen horizontalen Ebene liegen, die im wesentlichen parallel zur Ebene ist, auf der die ersten Öffnungen (120) liegen, wodurch die ersten und zweiten Öffnungen jeweils mit Kanälen (212) für den Austritt der Dämpfe und mit Kanälen (213) für den Eintritt der Nachfüllflüssigkeit verbunden sind, die zum Körper (100) der Vorrichtung (4) gehören, und daß sie mit Schlauchverbindern (312, 313) vervollständigt sind.

8. Vorrichtung (3, 4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußeinrichtungen aus einem Verschluß (33) in Form eines Kegelstumpfes bestehen, der durch Eintritt in den Durchbruch (22) in der Querfläche (21) in Form eines Kegelstumpfes paßt.

9. Deckel (1) für elektrische Akkumulatoren, die zur Aufnahme der automatischen Nachfüllvorrichtungen (3, 7) gemäß den Ansprüchen 1 bis 4 geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Öffnungen (2) vorgesehen sind, die jeweils diese Vorrichtungen (3, 7) aufnehmen, wobei jede Öffnung (2) mit ersten Leitungen (112) für die Abgabe der aus jedem Batterieelement durch erste Öffnungen (12) abgegebene Dämpfe verbunden ist, die zur automatischen Nachfüllvorrichtung (3, 7) gehören und mit zweiten Leitungen (113) für den Eintritt der Nachfüllflüssigkeit durch zweite Öffnungen (13) verbunden ist, die zu den automatischen Nachfüllvorrichtungen (3, 7) gehören, wobei die Leitungen (112, 113) durch Formung des Kunststoffmaterials in der Dicke des Deckels erhalten werden.

10. Vorrichtung (3, 4, 7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine oder die mehreren ersten Öffnungen für den Austritt der Dämpfe aus einer einzigen Bohrung (242, 760) im Boden (141) des Körpers (100, 300) bestehen.

11. Vorrichtung (3, 4, 7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querfläche (21) die Form eines Kegelstumpfes hat, der gegen das Innere des Akkumulators konvergiert.

12. Vorrichtung (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten dichtenden Sperrmittel (32) aus wenigstens einer ringförmigen Verzahnung (232) bestehen, die man am rohrförmigen Stab (30) erhält und geeignet ist, den entsprechenden Rand der flexiblen Membran (40) aufzunehmen.

13. Vorrichtung (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten dichtenden Sperrmittel (132) aus wenigstens einer ringförmigen Verzahnung (332) gebildet sind, die man am rohrförmigen Element (20) erhält und die geeignet ist, den entsprechenden Rand der flexiblen Membran (40) aufzunehmen.

14. Vorrichtung (7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußmittel aus einer Dichtungslippe (821) in Form eines Kegelstumpfes bestehen, die geeignet ist, dichtend in den Durchbruch (722) im rohrförmigen Element (720) zu passen.

15. Vorrichtung (7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten dichtenden Sperrmittel (732) aus zwei Ringen (741, 742) bestehen, die einander gegenüberliegen und koaxial mit dem rohrförmigen Stab (730) sind, zwischen denen der Rand der dazwischen liegenden Membran (740) gehalten wird.

16. Vorrichtung (7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten dichtenden Blockiermittel (832) aus einer geneigten Ebene (723) bestehen, die zu dem rohrförmigen Element (720) gehört und aus einer entsprechenden Schulter (724), die am Körper (300) der automatischen Nachfüllvorrichtung (7) erhalten wird, zwischen denen der Rand der Membran (740) gehalten ist.

17. Vorrichtung (7) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (300) der Vorrichtung (7) mit einem Deckel (750) versehen ist, um die einzige Durchbruchsöffnung (760) für die Dampfabfuhr und zur Überprüfung der Höhe und der Dichte des Elektrolyten zu schließen.

18. Vorrichtung (7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Becher (900) zwischen dem Schwimmkörper (731) und dem Stab (730) angeordnet ist und mit beiden koaxial ist, wobei der Becher (900) geeignet ist, in seinem Hohlraum die Nachfüllflüssigkeit (910) zu halten, die notwendig ist, um eine hydraulische Abdichtung gegenüber dem Inneren des Akkumulators zu erzeugen.