DE8407195U1

DE8407195U1 - SCREW PLUG FOR A LEAD ACCUMULATOR CELL

Info

Publication number: DE8407195U1
Application number: DE19848407195
Authority: DE
Original assignee: Hattinger Metallbau 4320 Hattingen De GmbH
Current assignee: Hattinger Metallbau 4320 Hattingen De GmbH
Priority date: 1984-03-09
Filing date: 1984-03-09
Publication date: 1984-09-06

Description

Schraubstopfen für eine BleiakkumulatorzelleScrew plug for a lead accumulator cell

Die Neuerung bezieht sich auf einen Schraubstopfen der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.The innovation relates to a screw plug of the type corresponding to the preamble of claim 1.

Der Zustand eines Bleiakkumulators hängt weitgehend davon ab, daß er bis zur vorgeschriebenen Höhe mit Akkumulatorsäure gefüllt ist. Durch die Verdunstung des Wassers aus der die Akkumulatorsäure bildenden verdünnten Schwefelsäure wird der richtige Füllstand häufig unterschritten. Es besteht daher der Wunsch, den Füllstand des Bleiakkumulators kontinuierlich überwachen zu können.The condition of a lead-acid battery largely depends on it being up to the prescribed level Accumulator acid is filled. Through the evaporation of the water from the accumulator acid forming diluted sulfuric acid often falls below the correct level. There is therefore a desire to be able to continuously monitor the fill level of the lead-acid battery.

Der Grundgedanke der Neuerung besteht darin, eine Elektrode in die Akkumulatorsäure eintauchen zu lassen and auf diese Weise, solange der Kontakt zu der Säure in der betreffenden Zelle besteht, ein elektrisches, das Vorhandensein eines ausreichenden Füllstandes repräsentierendes Signal zu gewinnen.The basic idea behind the innovation is to have an electrode immersed in the battery acid and in this way, as long as there is contact with the acid in the cell concerned, an electrical one that To win the presence of a sufficient level representing signal.

Die spezielle Aufgabe der Neuerung besteht darin, die Elektrode mit möglichst geringem baulichen Aufwand in einem üblichen Bleiakkumulator unterbringen zu können. The special task of the innovation is to be able to accommodate the electrode in a conventional lead-acid battery with the least possible structural effort.

Die neuerungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 wiedergegeben. The solution to this problem according to the innovation is given in the characterizing part of claim 1.

Die Elektrode zur Abtastung des Flüssigkeiten
spiegele ist somit in den Schraubetopfen für eine
Akkumulatorzelle integriert»The electrode for scanning the fluids
Spiegele is thus in the screw pot for a
Integrated accumulator cell »

An der Batterie brauchen keinerlei Änderungen vorgenommen zu werden, um die Füllstandskontrolle durchführen zu können. Es braucht lediglich der vorhandene
Schraubstopfen durch einen neuerungsgemäßen Schraubstopfen ersetzt zu werden.No changes need to be made to the battery in order to be able to carry out the level control. All that is needed is the existing one
Screw plug to be replaced by a screw plug according to the innovation.

Der normale Schraubstopfen für einen Bleiakkumulator ist ein kleiner Hohlkörper, der auf der der Säure
zugewandten Seite und in der äußeren Begrenzung zwei
kleine Bohrungen aufweist, durch die sich bildende Gase
entweichen können, die aber die Flüssigkeit bei den
Erschütterungen während der Fahrt zurückhalten.The normal screw plug for a lead-acid battery is a small hollow body that sits on top of the acid
facing side and in the outer boundary two
has small bores through which gases are formed
can escape, but the liquid in the
Hold back vibrations while driving.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 2 gestattet es,
den die Elektrode bildenden Stift in eiiven solchen
Stopfen dicht einzusetzen. Das Führungsrohr bildet eine \. ausgedehnte Führungs- und Dichtfläche, so daß zwischen % dem Stift und dem Führungsrohr keine Akkumulatorsäure ' nach außen übertritt. Das Führungsrohr dichtet auch den
Stift gegen den Innenraum des Stopfens ab.The embodiment according to claim 2 allows
the pen forming the electrode in one of these
Insert the stopper tightly. The guide tube forms a \. extensive guide and sealing area, so that the pin and the guide tube 'transgresses between% battery acid no outward. The guide tube also seals the
Pin against the interior of the plug.

In der bevorzugten Ausführungsform (Anspruch 3) besteht der Stift aus Blei, welches gegen die Batteriesäure beständig und gleichzeitig elektrisch leitend ist.In the preferred embodiment (claim 3) there is the lead made of lead, which is resistant to battery acid and at the same time electrically conductive.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Neuerung schematisch dargestellt, welches im Zusammenwirken mit einem Batteriewächter Verwendung findert,
der nicht nur den Füllstand, sondern auch den Ladezustand überwacht. fIn the drawing is an embodiment of the
Schematic of the innovation, which is used in conjunction with a battery monitor,
which not only monitors the fill level, but also the charge status. f

Fig. 1 zeigt den zeitlichen Verlauf der Lade- j spannung bei einem Bleiakkumulator;1 shows the time profile of the charging voltage in a lead-acid battery;

Fig. 2 zeigt eine Ansicht des Batteriewächters, | der ein Spannungsmeßgerät mit zusätzlichen Anzeige- J leuchten umfaßt, die an die Elektrode in dem neuerungs- I gemäßen Schraubstopfen angeschlossen sind; ?Fig. 2 shows a view of the battery monitor, | a voltmeter with additional display J includes lights that are connected to the electrode in the innovation I according screw plug; ?

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Fig. 3 zeigt das elektrische Schaltbild;Fig. 3 shows the electrical circuit diagram;

Fig. 4 zeigt ein Teilschaltbild der LED-Anzeige mit Relais.Fig. 4 shows a partial circuit diagram of the LED display with relay.

In Fig. 1 ist für eine Bleiakkumulatorzelle die Ladespannung U über der Ladezeit aufgetragen. Der Anfangsbereich a bis etwa 1,7 V ist im allgemeinen nicht interessant. In dem Bereich b steigt die Spannung U nur relativ wenig an. Am Ende des Bereichs b bei etwa 2,1 V ist der Bleiakkumulator zu etwa 50 % aufgeladen. Für die Kontrolle des Ladezustandes sind in der Praxis die zweiten 50 %, also der Spannungsbereich zwischen etwa 2,1 und 2,81 von Bedeutung. Der Zustand in diesem Bereich c muß also von einem brauchbaren Batteriewächter deutlich erkennbar angezeigt werden.In Fig. 1, the charging voltage is for a lead-acid battery cell U plotted over the charging time. The initial range a to about 1.7 V is generally not of interest. In the area b, the voltage U rises only relatively little. At the end of range b at about 2.1 volts the lead-acid battery is charged to about 50%. In practice, the second 50%, i.e. the voltage range between about 2.1 and 2.81 is important. The condition in this area c must therefore be clearly indicated by a usable battery monitor.

Der Aufbau eines solchen Batteriewächters ist in Fig. 2 angedeutet.The structure of such a battery monitor is indicated in FIG.

In der linken Hälfte der Fig. 2 ist der Schraubstopfen 2 einer Zelle eines Bleiakkumulators 20 wiedergegeben, dessen Gehäuse mit 3 bezeichnet ist. Der Schraub stopfen 2 besteht aus einem hohlen Kunststoffkörper mit einem Außengewinde 14, welches in das Innengewinde eines entsprechenden Gewindestutzens 15 in dem Gehäuse eingeschraubt ist. Mittig und koaxial zu dem Schraubstopfen 2 ist in diesen ein Führungsrohr 16 dicht eingesetzt, in welchem ein eine Elektrode bildender Stift 1 aus Blei strand aber gemäß Fig. 1 von oben nach unten verschiebbar geführt ist. Das Führungsrohr 16 steht oben und unten aus dem Führungsrohr 16 hervor. Es hat sie gezeigt, daß die Abdichtung des Stifts 1 in dem Führungsrohr 16, welches aus einem geeigneten Kunststoff besteht, bei der vorhandenen relativ strammen Passung ohne eioentli< Dichtung völlig ausreichend ist. Die üblichen kleinen Ventilationslöcher in dem Schraubstopfen 2 müssen separai noch vorhanden sein, weil die Abdichtung an dem Stift 1 : vollkommen ist, um das in der Zelle gebildete Gas ohne Druckaufbau entweichen zu lassen. Der STift 1 taucht mitIn the left half of Fig. 2 is the screw plug 2 of a cell of a lead-acid battery 20 is shown, the housing of which is denoted by 3. The screw stopper 2 consists of a hollow plastic body with an external thread 14, which in the internal thread a corresponding threaded connector 15 is screwed into the housing. In the center and coaxial to the screw plug 2, a guide tube 16 is tightly inserted into it, in which an electrode-forming pin 1 made of lead strand but as shown in FIG. 1 from top to bottom is slidably guided. The guide tube 16 protrudes from the guide tube 16 at the top and bottom. It has it shown that the sealing of the pin 1 in the guide tube 16, which consists of a suitable plastic, is completely sufficient with the existing relatively tight fit without an eioentli <seal. The usual little ones Ventilation holes in the screw plug 2 must be separated must still be present because the seal on the pin 1: is perfect to allow the gas formed in the cell without Allow pressure build-up to escape. The pen 1 dips with it

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seinem unteren Ende ein kurzes Stück in den Spiegel dez AkkumulatorsMur'e ein und stellt eine leitende Verbindung zu dieser her. Mittels einer Schraube 17 an dem oberen Ende des Stiftes 1 ist eine Steuerleitunc 4 angeschlossen, die, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, tu den beiden die Anzeigeleuchte bildenden LED's führt und am anderen Ende bei 18 an Masse angeschlossen ist. Der die Elektrode bildende Stift 1 taucht in die Säure 7 der dritten oder vierten Zelle des Bleiakkumulators 20 ein, so daß die LED's 5,6 die richtige Spannung erhalten.its lower end a short distance into the mirror of the AkkumulatorsMur'e and creates a conductive connection to this one. By means of a screw 17 at the upper end of the pin 1 is a control line 4 connected, which, as can be seen from FIG. 2, leads to the two LEDs forming the indicator light and connected to ground at 18 at the other end. The pin 1 forming the electrode is immersed in the acid 7 of the third or fourth cell of the lead-acid battery 20 so that the LEDs 5,6 receive the correct voltage.

Die LBD's 5,6 sind in das Gehäuse 13 eines 6V-Spannungsmeßgerätes 8 eingebaut, welches zur überwachung des 12 V - Bleiakkumulators 20 dient. Die Skala 19 des Spannungsmeßgeräts 8 kann, wie dargestellt, in dem linken Bereich bis etwa 12 V in Volt geeicht, sein, in dem rechten Bereich, der dem Spannungsbereich 12 V bis 16 V entspricht, in "% Ah", was den Ladezustand angibt. Der letztere Bereich nimmt den größeren Teil des Anzeigebereichs des Spannungsmeßgeräts 8 ein. Dieser Spannungsbereich ist also gespreizt worden. Hierzu dienen die beiden Zenerdioden 10,11, die untereinander und mit dem Spannungsmeßgerät 8 in Reihe geschaltet sind. Die Gesamtspannung von 12 V liegt über die Leitung 21 an der Klemme 30 des Zündschlosses 12 an. Beim Betätigen des Zündschlosses erhält die Klemme 15 Spannung und leitet die Gesamtspannung über die Leitung 22 auf die Zenerdioden tO,11. Diese sind so ausgewählt, daß sich bei den gegebenen Verhältnissen die Spreizung des Spannungsbereichs von 12 V bis 16 V, die dann in einem wesentlichen Teil der Skala 19 erscheinen. Bei einem 12 V - Bleiakkumulator und einem 10 V - Spannungsmeßgerät werden beispielsweise zweiThe LBD's 5, 6 are in the housing 13 of a 6V voltmeter 8 installed, which is used to monitor the 12 V lead-acid battery 20. The scale 19 of the voltmeter 8 can, as shown, be calibrated in the left area up to about 12 V in volts, in the right area, which corresponds to the voltage range 12 V to 16 V, in "% Ah", which indicates the state of charge indicates. The latter area takes up the greater part of the display area of the voltmeter 8. This voltage range has therefore been expanded. The two Zener diodes 10, 11, one below the other, are used for this purpose and are connected in series with the voltmeter 8. The total voltage of 12 V is above the line 21 to the terminal 30 of the ignition lock 12. When the ignition lock is actuated, terminal 15 Voltage and conducts the total voltage via the line 22 to the Zener diodes t0, 11. These are selected so that under the given conditions the spread of the voltage range from 12 V to 16 V, which then appear in a substantial part of the scale 19. With a 12 V lead-acid battery and one For example, 10 V volt meters will be two

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Zenerdioden mit Durchbruchsspannungen von 5/1 V und 3,9 V hintereinandergeschaitet. Bei einem anderen Spannungsmeßgerät oder einer anderen Spannung des Bleiakkumulators ergeben sich andere Bemessungen der Zenerdioden 10/11. Das Spannungsmeßgerät 8 wird bei einer Verwendung in Kraftfahrzeugen am Armaturenbrett befestigt, d.h. entweder in dieses eingelassen oder aber auch nur aufgeklebt, was insbesondere bei einer nachträglichen Ausrüstung des Kraftfahrzeuges mit dem Batteriewächter in Betracht kommt.Zener diodes with breakdown voltages of 5/1 V and 3.9 V connected in series. With another Voltmeter or another voltage of the lead-acid battery results in other measurements of the Zener diodes 10/11. The voltage measuring device 8 is used in motor vehicles on the dashboard attached, i.e. either embedded in this or only glued on, which is particularly important in the case of a retrofitting the motor vehicle with the battery monitor comes into consideration.

Der Stromverbrauch für die LED's 5,6 liegt im Bereich von 20 mA und damit unter dem Eigenverbrauch des Bleiakkumulators. Bei Verwendung der direkten LED-Schaltung gemäß Fig. 2 leuchten die LED's 5,6 grün, solange ausreichend Säure in der Zelle, in der sich der Stift 1 befindet, vorhanden ist. Bei sinkendem Säurespiegel blinken sie, besonders durch die Erschütterungen während der Fahrt in einem Kraftfahrzeug. Bei ungenügendem Säurestand verlöschen sie schließlich ganz.The power consumption for the LEDs 5,6 is in Range of 20 mA and thus below the self-consumption of the lead-acid battery. When using the direct LED circuit according to FIG. 2, the LEDs 5,6 light up green as long as there is sufficient acid in the cell, in the pin 1 is present. When the acid level drops, they flash, especially due to the Vibrations while driving in a motor vehicle. If the acid level is insufficient, they go out finally completely.

Eine Ausführungsform, bei der die LED's nur im Falle eines ungenügend gefüllten Bleiakkumulators aufleuchten, ist in Fig. 4 wiedergegeben. Die LWD's 5,6 liegen in der Leitung 23 in Reihe mit einem Widerstand 24 (z.B. 1 kVX) und einem Relais 25, welches über die Leitung 26 an die Masse 18 angeschlossen -'.-Λ.. Der Steuerkontakt 27 des Relais 25 ist mit der in die Säure 7 einer der Batteriezellen eingetauchten Elektrode 1 verbunden. Wenn an der Elektrode 1 eine Spannung gegenüber der Masse liegt, wird das Relais 25 offengehalten. Wenn der Säurespiegel unzulässig absinkt, fallen auch die Spannung an der Elektrode 1 weg und das Relais 25 ab. Die Verbindung zwischen den Leitungen 23 und 26 wird dann geschlossen, wodurch die LED*s 5,6 aufleuchten. Das Relais benötigt in einer in Betracht kommenden Bauform ca. 5O mA und schaltet bei 3 VAn embodiment in which the LEDs only light up in the event of an insufficiently filled lead-acid battery, is shown in FIG. The LWD's 5, 6 are in line 23 in series with a resistor 24 (e.g. 1 kVX) and a relay 25, which is connected to ground 18 via line 26 -'.- Λ .. The control contact 27 of the relay 25 is connected to the electrode immersed in the acid 7 of one of the battery cells 1 connected. If there is a voltage with respect to ground at the electrode 1, the relay 25 is kept open. If the acid level drops in an impermissible manner, the voltage at electrode 1 also drops out and the relay 25 from. The connection between lines 23 and 26 is then closed, causing the LED * s 5,6 light up. The relay requires approx. 50 mA in a possible design and switches at 3 V.

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Es versteht sich, daß der neuerungsgemäße Schraubstopfen nicht nur für Kraftfahrzeugakkumulatoren, sondern auch für stationäre Bleiakkumulatoren geeignet ist.It goes without saying that the screw plug according to the innovation Not only suitable for motor vehicle batteries, but also for stationary lead-acid batteries is.

Claims

1. Screw plug made of an electrically non-conductive material for a lead accumulator cell, which is resistant to accumulator acid, characterized in that that in the screw plug (20) a vertically displaceable and liquid-tight guided against which the accumulator acid (7) facing side from the screw plug (2) protruding, against the accumulator acid (7) a permanent and metallically conductive pin (1) is provided as an electrode, with which a supply line l connected is.

2. Screw plug according to claim 1, characterized in that that a guide tube (16) is inserted in the center of the screw plug (2) in a liquid-tight manner which protrudes upwards and / or downwards over the screw plug (2) and in which the pin (1) Is arranged longitudinally displaceable.

3. Screw plug according to claim 1 or 2, characterized in that the pin (1) made of lead consists.

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