DE8214180U1 - Verschluss fuer einfuelloeffnungen von bleiakkumulatoren - Google Patents

Description

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3.5- 1982 Zr/Kc

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Verschluß für Einfüllöffnungen von Bleiakkumulatoren

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verschluß für Einfüllöffnungen von Bleiakkumulatoren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein solcher Verschluß ist bereits aus der DE-OS 2k 02 718 bekannt, er ist aber nicht geeignet, plötzlich entwickelte, größere Gasmengen schnell aus dem Bleiakkumulator zu entlassen.

Weiterhin ist aus der DE-PS 1 119 351 bekannt, bei Bleiakkumulatoren im Gehäusedeckel ein separates Überdruckventil vorzusehen, welches eine elastische Membran aufweist; die elastische Membran ist durch den Deckel dichtungsschlüssig auf den Rand der Bodenbohrung des Überdruckventils gedruckt. Für einen praktisch drucklosen, gegenseitigen Gasaustausch zwischen dem Inneren des Bleiakkumulators und der umgebenden Atmosphäre ist ein solches überdruckventil aber nicht geeignet.

Außerdem ist aus der DE-OS 25 22 337 bereits eine Verschlußeinrichtung bekannt, die für mehrere nebeneinanderliegende Einfüllöffnungen von Bleiakkumulatoren vorgesehen ist und in jedem stopfenförmigen Unterteil eine poröse, gasdurchlässige Scheibe besitzt.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Verschluß für Einfüllöffnungen von Bleiakkumulatoren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß er sowohl für den praktisch drucklosen, gegenseitigen Gasaustausch zwischen dem Inneren des Akkumulators und der umgebenden Atmosphäre als auch gleichzeitig für den schnellen Auslaß von größeren Gasmengen aus dem Inneren des Bleiakkumulators geeignet ist; die Bauform eines solchen Verschlusses ist dabei relativ klein.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verschlusses möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn mehrere Unterteile, die stopfenartig ausgebildet und mit gasdurchlässigen elastischen Ventil-Scheiben versehen sind, an einer einzigen Deckplatte befestigt sind.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Längschnitt durch einen im Deckel eines Bleiakkumulators eingesetzten Verschluß nach der Erfindung in vergrößerter Darstellung, Figur 2

die Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Verschlusses für mehrere nebeneinander angeordnete Einfüllöffnungen eines Bleiakkumulators und Figur 3 die Unteransicht der Deckplatte des Verschlusses nach Figur 2.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Figur 1 ist ausschnittsweise der Deckel 10 eines Bleiakkumulators dargestellt, der wie üblich aus einem elektrolytbeständigem Material (z. B. Polypropylen) be-

( steht. In diesem Deckel 10 ist eine Sinfüllöffnung 11

für den (nicht dargestellten) Elektrolyten bzw. zum Nachfüllen von Wasser eingeformt; diese Einfüllöffnung 11 hat eine erste Erweiterung 12, die mit ihrer Schulter 13 zur Außenseite 1k des Deckels 10 weist und eine koaxial zur Einfüllöffnung 11 verlaufende Einführschräge 15 hat. Der ersten Erweiterung 12 schließt sich eine zweite Erweiterung 16 der Einfüllöffnung 11 an, welche mit ihrer Schulter 17 ebenfalls in Richtung der Außenseite 1U des Deckels 10 weist. Die Wandstärke des Deckels 10 beträgt etwa 2 mm, die Einfüllöffnung 11 hat beispielsweise einen lichten Durchmesser von 20 mm, der Durchmesser der ersten Erweiterung 12 beträgt k0 mm und die zweite Erweiterung

^ 16 der Einfüllöffnung 11 hat einen Durchmesser von U5 mm.

Die Innenseite 18 des Deckels 10 ist dem Innenraum 19 des Bleiakkumulators zugewendet.

In die Einfüllöffnung 11 des Deckels 10 ist ein Verschluß 19' eingesteckt, der einerseits erlaubt, daß zwischen dem Innenraum 19 des Akkumulators und der umgebenden Atmosphäre ein Gasaustausch stattfinden kann, andererseits aber verhindert, daß im Innenraum 19 des Akkumulators befindlicher, flüssiger Elektrolyt (nicht dargestellt) nicht aus ihm

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heraustrrtt - solange sich der Bleiakkumulator in einer im wesentlichen senkrechten Lage befindet. Dieser Verschluß 19' besteht aus drei verschiedenartigen Bauteilen: Das erste Bauteil ist sein Unterteil 20, welches aus elektrolytbeständigem Kunststoff (z. B. Polypropylen) besteht und mit der Außenseite seines rohrförmigen Stutzens 21 dicht.in die Einfüllöffnung 11 des Deckels 10 eingesteckt ist. Die Innenseite 22 dieses Unterteils 20 ist mit einem Absatz 23 versehen, der zur Außenseite 1U des Deckels 10 gerichtet ist und von dem aus in Richtung Innen-

₍ raum 19 des Bleiakkumulators Umleitmittel 2k für den nicht

dargestellten Elektrolyten angeformt sind; diese Elektrolyt-Umleitmittel 2k sind sackförmig ausgebildet, ragen dabei in den Bereich des rohrförmigen Stutzens 21, besitzen jedoch in ihrem Zentrum einen in Richtung Deckel-Außenseite lU weisenden Trichter 25; die Trichteröffnung 2δ, welche in den Innenraum 27 des Unterteils 20 mündet, ist im Unterteil-Innenraum 27 mit einer Prallplatte 28 versehen. Diese Prallplatte 28 ist an den Trichter 25 mit angeformt und erlaubt infolge ihres Abstandes von dem eigentlichen Trichter 25 ein Hindurchtreten von Gasen bzw. Elektrolyttropfen aus dem Innenraum 19 des Akkumulators in den Innenraum 27 des Unterteils 20.

( Im zum Innenraum 19 des Akkumulators weisenden Boden

29 der Umleitmittel 2k sind RücklaufÖffnungen 30 für den(nicht dargestellten)Elektrolyten eingeformt, welche in den Innenraum 27 der Umleitmittel 2k gelangte Elektrolyttropfen in den Innenraum 19 des Akkumulators zurückfließen lassen.

An den zur Außenseite 1U des Deckels 10 weisenden Endabschnitt des Unterteils 20 ist ein Flansch 31 mit angeformt, in welchen sich - verteilt auf seinen Umfang eine Anzahl radialer Durchbrüche 32 befinden. Die Wand-

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stärken des Unterteils 20 liegen bevorzugt zwischen 0,8 und 1,5 mm.

Das zweite Bauteil des Verschlusses 19 bildet eine Ventilscheibe 33, die in ihrer bevorzugten Ausführungsform kreisförmig ist, auf dem Absatz 23 des Unterteils 20 dichtungsschlüssig aufliege und aus einem Material besteht, welches elektrolytbeständig, porös und gasdurchlässig ist; das Material dieser Ventilscheibe 33 muß darüber hinaus federelastisch sein und besteht bevorzugt aus gesintertem Polyäthylen, Polypropylen oder PTFE mit einem mittleren Porendurchmesser von 60 ,um. Im vorliegenden Beispiel hat diese Ventilscheibe 33 eine Dicke von 2 mm und einen äußeren Durchmesser von 19 mm.

Das dritte Bauteil des Verschlusses 19 bildet die Deckplatte 3k, die auch aus einem elektrolytbeständigem Kunststoff wie z. B. Polypropylen besteht, auf der Schulter 17 der zweiten Erweiterung 16 der Einfüllöffnung 11 aufliegt und bevorzugt mit ihrer Oberseite 35 mit der Außenseite 1H des Deckels 10 bündig abschließt. An der Unterseite 36 dieser Deckplatte 3^ ist in bevorzugter Weise eine Stütze 37 derart angeformt, daß sie etwa mittig auf der Ventilscheibe 33 aufliegt; diese Stütze 37 drückt dabei auf die Ventilscheibe 33> hält letztere dadurch unter einer gewissen Eigenspannung und sorgt damit für eine dichtungsschlüssige Verbindung zwischen dem Randbereich dieser Ventilscheibe 33 und dem Absatz 23 des Unterteiles 20. Alternativ zu der Anordnung dieser Stütze 37 an der Unterseite 36 der Deckplatte 3k kann eine solche Stütze an der Oberseite 38 der Ventilscheibe 33 angeformt sein, als Stütze kann aber auch ein separates, zwischen der Deckplatten-Unterseite 36 und der Scheibe 33 angeordnetes Teil dienen. In bevorzugter Weise können

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an der Deckplatten-Unterseite 36 im Bereich des zwischen Ventilscheibe 33 und Deckplatte 3h befindlichen Hohlraumes 39 Fixiernasen ItO mit angeformt sein, welche sich nahe der Innenseite 22 des Unterteils 20 befinden, und etwa 1 mm hoch sind. Diese Fixiernasen kO sind niedriger als die Stütze 37, welche eine Höhe von etwa 2,5 mm hat.

Desweiteren sind an derDeckplatten-Unterseite 36 hakenförmige Vorsprünge U1 mit angeformt, welche unter den Flansch 31 des Unterteils 20 fassen und das Unterteil 20 gegen die Deckplatten-Unterseite 36 drücken. Die sich außerhalb des Unterteils 20 befindenden hakenförmigen Vorsprunge 1+1 ragen in einen koaxial um das Unterteil 20 gebildeten Gasleitkanal k2, welcher über in der Deckplatte 3^ eingeforate Gasaustrittsöffnungen 1*3 mit der den Akkumulator umgebenden Atmosphäre in Verbindung stehen.

Ilk Bleiakkumulator entwickelte Gase reißen häufig Elektrolytnebel mit, steigen dabei durch die Trichteröffnung 26 des Verschluß-Unterteils 20 und treten in den Innenraum 27 des Unterteiles 20 ein; gröbere Slektrolytropfen werden dabei bereits durch die Prallplatte 23 im Unterteil 20 zurückgehalten. Während der in den Innenraum 27 eingedrungene Elektrolyt durch die Ventilscheibe 33 zurückgehalten wird, zum Boden 29 der Umleitmittel 2h zurückläuft und durch die im Boden 29 befindlichen Rücklauföffnungen 30 wieder dem Innenraum 19 des Akkumulators zugeführt werden, dringt das Gas durch die Poren der Ventilscheibe 33 hindurch und gelangt in den Hohlraum 39 zwischen Ventilscheibe 33 und Deckplatte 3¹+, dringt dann durch die radialen Durchbrüche 32 des Unterteils 20 in den Gasleitkanal U2 und tritt zuletzt durch die Gasaus-

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trittsöffnungen U1 in der Deckplatte 3k in die den Akkumulator umgebende Atmosphäre.

Im Falle, daß im Akkumulator größere Gasmengen schnell frei werden (2. B. bei Überladung), wirkt die Ventilscheibe 33 als eine Art Überdruckventil: Der Umfangsbereich der Ventilscheibe 33 wird dann nämlich durch den im Bleiakkumulator-Innenraum 19 herrschenden Gasüberdruck vom Unterteil-Absatz 23 angehoben und bildex damit einen (nicht dargestellten) großen Durchlaß zum Hohlraum 39 hin; das Gas kann aus diesem Hohlraum 39 wiederum über die radialen Durchbrüche 32, den Gasleitkanal k2 und die in der Deckplatte 3¹+ befindlichen Gasaustrittsöffnungen k3 schnell aus dem Akkumulator austreten. Nach dem Passieren der größeren Gasmenge federt der Randbereich der Ventilscheibe 33 wieder auf den Unterteil-Absatz 23 zurück und dichtet diesen Bereich wieder ab. Die Fixiernasen UO, anstelle von denen auch ein axial um die Stütze 37 angeordneter, vorspringender Ring treten könnte - sorgen dafür, daß die Ventilscheibe 33 beim Auftreten von größeren Gasmengen nicht übermäßig auf Biegung beansprucht wird.

Während die in dieser Figur 1 dargestellte Ausführungsform des Verschlusses 19 bevorzugt für wartungsfreie Batterien Verwendung finden soll, ist dieses System ebenfalls für solche Akkumulatoren geeignet, denen von Zeit zu Zeit Flüssigkeit wieder zugegeben werden muß; in einem solchen Falle ist es zweckmäßig, daß die Deckplatte 3^ nicht versenkt im Deckel 10 angeordnet ist. Anstelle der Ausführung mit einem rohrförmigen Stutzen 21, welcher den Verschluß 19 zu einem sogenannten Druckstopfen macht, kann dann in diesem Falle auch ein Schraub stopfen Anwendung finden.

Die beschriebenen Umleitmittel 2k des Verschlusses 19 ϊί

erlauben auch andere bekannte Gestaltungsformen.

In der Figur 2 ist ein Verschluß 19' dargestellt, der
für mehrere nebeneinander angeordnete Zellen von Bleiakkumulatoren Vervendung finden kann. Dieser Verschluß
19' besitzt eine entsprechende Anzahl von Unterteilen
20', welche den Unterteilen 20 gemäß Figur 1 entsprechen.
In diesen Unterteilen 20' sind ebenfalls (nicht dargestellte) Ventilscheiben und Umleitmittel eingebaut. Diese |

Unterteile 20' sind jedoch an einer allen Unterteilen I

20' gemeinsamen Deckplatte 3^ ' befestigt. Diese Deck- |

platte 3U¹ ist mit ihrer Unterseite 36' in Figur 3 dar- |

gestellt und hat eine Länge, die der entsprechenden f

Anzahl von Unterteilen 20' entspricht. Anstelle von |

hakenförmigen Vorsprüngen U1 gemäß dem Ausführungs- I

beispiel in Figur 1 weist diese Deckplatte 3¹*¹ Haken- |

leisten U1' auf, welche sich gegenüberliegen und be- *

vorzugt in Längsrichtung der Deckplatte 3^' verlaufen. |

Zwischen den beiden Hakenleisten U1' sind an der Deck- \.

I platten-Unterseite 36 ' in entsprechendem Abstand S.

K Stützen 37' angeformt und ebenfalls diese Stützen 37' S

I mit entsprechenden Abstand umgebende Fixiernasen U0'. |

Die Fixiernasen UO' dienen bei diesem Ausführungsbei- |

spiel nicht nur als Anschläge für die (nicht darge- £

stellten) Ventilscheiben, die in Längsrichtung der |

Deckplatte 2U¹ angeordneten Fixiernasen U0' sorgen 1

zusätzlich noch für die Fixierung der Unterteile 20' ^

in Längsrichtung <? Deckplatte 3U¹; die letztgenannten
Fixiernasen UO¹ ragen dabei etwas in das Unterteil 20'
hinein, erlauben aber dennoch geringfügig ein seitliches Verschieben und ermöglichen dadurch einen Toleranzausgleich zwischen den entsprechenden Einfüllöffnungen
im zugehörigen (nicht dargestellten) Deckel des Blei-

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akkumulators und den Unterteilen 20' des Verschlusses 19'· Der Verschluß 19' ist in bevorzugter Weise nur an seinen Schmalseiten kk' mit Gasaustrittsöffnungen U3' versehen, kann - je nach Länge des Verschlusses 19' - aber auch noch zusätzliche (nicht dargestellte) Gasaustrittsöffnungen besitzen. Der Aufbau der Unterteile 20' und der ρ Ventilscheiben, sowie das dafür verwendete Material

entsprechen den Ausführungsformen gemäß dem in Figur 1

M dargestellten Seispiel.

Claims (1)

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   Ansprüche

   1. Verschluß für Einfüllöffnungen von Bleiakkumulatoren, bestehend aus drei verschiedenartigen Bauteilen, wobei das erste Bauteil ein stopfenförmiges Unterteil ist, das mit seiner Außenseite dicht, bevorzugt aber losbar in einer stutzenartigen Einfüllöffnung im Deckel des Beleiakkumulators befestigt ist, im wesentlichen die Form eines dünnwandigen Rohrs hat, in seinem Innenraum einen zur Deckel-Außenseite weisenden, koaxialen Absatz besitzt, und aus elektrolytbeständigem Kunststoff besteht, wobei das zweite Bauteil eine poröse gasdurchlässige Scheibe ist, welche auf dem koaxialen Absatz des stopfenförmigen Unterteils aufliegt und den Innenraum des Unterteils überdeckt, und wobei das dritte Bauteil eine bevorzugt aus Kunststoff bestehende Deckplatte ist, welche mit einem Abschnitt ihrer Unterseite die gasdurchlässige Scheibe in Lage hält, zwischen sich und der gasdurchlässigen Scheibe einen mit den Außenseiten des Verschlusses und des Bleiakkumulators in Verbindung stehenden Hohlraum aufweist und mit dem Unterteil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die gas-

   durchlässige Scheibe (33) als Ventil unter Eigenspannung dichtungsschlüssig auf dem koaxialen Absatz (23) des Unterteils (20, 20') aufliegt, und daß im HohlrauE. (39) zwischen Deckplatte (3¹*, 3^') und gasdurchlässiger Ventilseheibe (33) eine Stütze (37, 37') derart angeordnet ist, so daß sie mit der Deckplatte (3U, 3k') und der Ventilscheibe (33) in Berührung steht, jedoch seitlichen Abstand von dem koaxialen Absatz (23) des Unterteiles (20, 20') aufweist.

   2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze (37, 37') an der Deckplatte (34, 3k·) befestigt oder direkt angeformt ist.

   3· Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze (37, 37') an der gasdurchlässigen Ventilscheibe (33) befestigt oder direkt angeformt ist.

   k. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze (37, 37'/ im wesentlichen mittig zur Ventilscheibe (33) angeordnet ist.

   5. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheibe (33) mittels Elektrolyt-Umleitmitteln (2k) gegen ein direktes Bespritzen mit Elektrolyt weitgehend abgeschirmt ist, daß die Elektrolyt-Umleitmittel (2k) RücklaufÖffnungen (30) für gegebenenfalls doch an den Umleitmitteln (2U) vorbeigegangenen Elektrolyten hat und vorzugsweise am Unterteil (20, 20') mit angeformt sind.

   6. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (20, 20') mindestens einen radialen Durchbruch (32) besitzt, der vom zwischen Ventilscheibe (33) und Deckplatte (3U, 3U¹) gebildeten Hohlraum (39) ausgeht und Verbindung mit der umgebenden Atmosphäre hat.

   J. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite (36, 36') der
   Deckplatte (3U, 3U') hakenförmige Vorsprünge (Ui, U1') ν angeformt sind, mit denen das Unterteil (20, 20') fest

   an der Deckplatten-Unterseite (36, 36') gehalten wird.

   8. Verschluß nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
   daß die Einfüllöffnung (11) im Deckel (10) des Bleiakkumulators eine zur Außenseite (1U) des Deckels (10) weisende, erste Erweiterung (12) besitzt, in welche
   die hakenförmigen Vorsprünge (U1, Ui') der Verschluß-Deckplatte (3U, 3U¹) hineinragen.

   9. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfüllöffnung (11) im Deckel

   / (10) des Bleiakkumulators eine zur Außenseite (1U) des

   Deckels (10) weisende, zweite Erweiterung (i6) besitzt, auf deren koaxialer Schulter (17) die Deckplatte (3U, 3U¹) aufliegt, wobei diese Deckplatte (3U, 3U') über mindestens eine öffnung (U3, U3') den Gasaustritt aus dem Innenraum (19) des Bleiakkumulators erlaubt.

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   10. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 9, iadurch gekennzeichnet, daß mehrere, mit bestimmten Abstand nebeneinander angeordnete Unterteile (20'), die mit entsprechenden gasdurchlässigen Ventilscheiben und bevorzugt auch mit Elektrolyt-Umleitmitteln versehen sind, eine allen Unterteilen (20') gemeinsame Deckplatte (3U') aufweisen, und daß die erforderlichen Stützen (37'), Fixiernasen (UO') und gegebenenfalss die hakenförmigen Vorsprünge (Ui¹) an der Deckplatten-Unterseite (3Ö^!) gemäß dem bestimmten Abstand angeordnet sind.

   11. Verschluß nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasaustrittsöffnungen (U3¹) nur im Bereich der Schmalseiten (UU') der Deckplatte (3U¹) angeordnet sind.