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Vorrichtung zur Anzeige des Elektrolytstandes in Akkumulatoren
Die
Erfindung bezieht sich auf Flüssigkeitsstandanzeiger für elektrische Akumu'latoren
und bezweckt hauptsächlich, eine Anzeigevorrichtung zu schaffen, die in zweckmäßilger
Weise einer den Akkumulator füllenden oder nachfüllen den Person eine eindeutige
Anzeige über die Füllhöhe des Elektrolyts liefert, um dadurch zu verhindern, daß
in den Akkumulator zu viel Elektrolyt eingefüllt bzw. nachgefüllt wird.
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Ein weiterer wesentlicher Zweck der Erfindung besteht darin einen
Flüssigkeitsstandanzeiger zu schaffen, welcher den Stand des Elektrolyts in einem
zu füllenden Akkumulator von der einen Seite her sichtbar macht.
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Äveiteflin bezweckt die Erfindung, eine Anzeigevorrichtung zu schaffen,
die erkennen läßt, ob sich die Oberfläche des Elektrol(yts in, über oder unter dem
richtigen Betriebsstand befindet.
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Ein elektrischer Akkumulator gemäß der Erfindung weist einen Flüssigkeitsstandanzeiger
für die Elektrolytfüllung auf, der von der Seite des Akkumulators her beobachtet
werden kann und in dem über dem Flüssigkeitsspiegel ein Bild eines eingetauchten
Flächenbereiches eines den Flüssigkeitsstand anzeigenden Teils sichtbar wird.
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Beim Gebrauch einer solchen Vorrichtung kann der Beobachter jederzeit
ein klares Bild erblicken, das von auf die eingetauchte Fläche fallendem Licht eindeutig
entsteht, sofern nicht der Kopf oder der Körper des Beobachters den Lichtzutritt
zu dieser Fläche versperrt.
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Bei einer praktischen Ausführungsform eines Akkumulators gemäß der
Erfindung ist ein zylindrischer, mit einem kegelförmigen Innenende versehener Teil
aus durchsichtigem Stoff vorgesehen, der auf dem Akkumulator derart angeordnet ist,
daß
seine Achse schräg zur Waagerechten verläuft und die Kegelspitze in der waagerechten
Ebene liegt, die dem geforderten flüssigkeitsspiegel entspricht, wobei die Neigung
des Elements Iderart ist, daß von dem Bereich der beleuchteten Kegelfläche, die
beim Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels an der Unterseite des kegelförmigen Endes
der Eintanchung - unterkegt, an der Oberseite des Kegelenden ein Bild erzeugt wird,
das allmählich mit dem von dem eingetauchten Flächenbereich erhaltenen Bild über
die Kelgelspitze hinweg scheinbar verschmilzt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält ein elektrischer
Akkumulator eine den Stand des Elektrolyts anzeigende Vorrichtung, -die so angeordnet
islt, daß sie von der einen Seite des Akkumulators her beobachtet werden kann, und
die einen zylindrischen Teil aufweist, weiches Licht in der Achsenrichtung durchzulassen
vermag und an seinem inneren Ende einen durchsichtigen kegelförmigen Teil besitzt,
dessen Spitze annähernd in der Ebene des geforderten Flüssigkeitsspiegels im Akkumulator
und auf der Achse des zylindrischen Teils. liegt, wobei die Neigung der Achse des
Teils in bezug auf die Waagerechte derart ist, daß ein in den -Teil hineinblickender
Beobachter auf einem hellen Hintergrund ein dunkles Bild von dem eingetauchten Bereich
der kegelförmigen Fläche und ein dunkles Spiegelbild von diesem Bereich an der Oberseite
des kegelförmigen Teils sieht.
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Der zylindrische Teil kann eine massive, durchsichtige Stange mit
einem ein Stück mit ihr bildenden, massiven Kegelteil an ihrem Ende sein.
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Der zylinldrische Teil kann aber auch eine Röhre sein, die an ihrem
inneren Ende einen massiven, durchsichtigen Kegelteil besitzt. im letzteren Fall
können die zylindrische Röhre und der Kegelteil in einem Stück aus durchsichtigem
Material oder als getrennte Stücke hergestellt sein, die aneinander befestigt sind.
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Die Stange kann durch den Deckel des Akkumulators mit einer Verlängerung
in Form einer Röhre hindurchgehen, und die Röhre kann auf der Innenseite mit einem
Metallüberzug versehen sein, der eine lichtreflektierende Fläche bildet. Vorzugsweise
ragt jedoch die Stange selbst über den Deckel des Akkumulators vor und besitzt ein
ebenes, gegen Idie Senkrechte geneigtes Außenenlde, das ein Bildfenster darstellt,
welches nach einer Seite des Akkumulators gerichtet ist.
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Versuche haben ergeben, daß das durch eine insgesamt massive, durchsichtige
Stange hindurchgehende Licht ein sich schärfer abhebendes Bild liefert, als wenn
die Stange am unteren Ende einer gleichachsigen Röhre endet, so daß das obere Ende
der massiven Stange innerhalb des Akkumulators liegt.
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Die Erfindung umfaßt auch einen Akkumulator, durch dessen Deckel
eine massive, durchsiohtige Stange so hindurchragt, daß ihr gegen die Senkrechte
geneigtes, ebenes Außenende unmittelbar über dem Deckel liegt, der einen Einfülldruchgang
besitzt, dessen äußere mündung in einer Ebene parallel und nahe der Ebene des Außenendes
der Stange liegt, so daß das Bild während des Füllens oder Nachfüllens des Akkumulators
beobachtet werden kann.
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Wenn der Flüssigkeitsspiegel im Akkumulator steigt und das kegelförmige
Ende der schräg angeordneten, durchsichtigen Stange in den Elektrolyt einzutauchen
begi, nnt, dann verliert der mit dem Elektrolyt in Berührung kommende Flächenbereich
an Ider Unterseite des kegelförmigen Endes seine Fähigkeit, das Licht zu reflektieren.
Der eingetauchte Flächenbereich zeigt im Kontakt zum übrigen Teil der Fläche ein
dunkles Ansehen, und an der Oberseite des kegelförmigen Endes und oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
hebt sich das Spiegelbild der eingetauchten vorspringenden Fläche deutlich ab, das
von der Seite des Akkumulators her gut erkennbar ist. Wird die Vorrichtung so angeordnet,
daß die Spitzendes Kegels in der Ebene des im Betrieb geforderten Elektrolytstandes
liegt, dann wird durch das Zusammenstoßen der Spitzen des dunklen Flächenbereiches
und seines Spiegelbildes angezeigt, daß der Elektrolyt die richtiige Flüssigkeitshöhe
hat.
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Die Erfin'dung wird nachstehend an Hanld der Zeichnung an einigen
bevorzugten Ausführungsformen in ihrer Anwendung auf Akkumulatoren, die von der
Seite 11er zu füllen sin,d, beispielsweise näher beschrieben.
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Fig. 1 zeigt den oberen Teil eines Akkumulators mit dem schräg angeordneten
Flüssigkeitsstandanzeiger im Schnitt nach der Linie 1-1 von Fig. 4; Fig. 2 und 3
sind der Fig. I ähnliche Ansichten, bei denen die Oberfläche des Elektrolyts in
verschiedenen Höhen liegt; Fig. 4 ist eine Draufsicht auf einen Akkumiator mit einer
Einfüllöffnung, die nach derselben Seite Ides Akkumulators hinausgeht, wie das Außenende
der Anzeigevorrichtung; Fig. IA, 2A, 3A und 4A zeigen die Bilder, die ein Beobachter
beim Hineinblicken in das Außenende der schräg angeordneten Anzeigevorrichtung während
des Füllens des Akkumulators sieht; Fig. 5 ist ein mittlerer Schnitt durch eine
abgeänderte Ausführungsform der Anzeigevorrichtung; Fig. 6 ist ein mittlerer Schnitt
durch eine weitere Ausführungsform der Anzeigevorrichtung.
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In der Zeichnung sind gleiche Teile mit gleichen Bezugs zeichen versehen.
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Das Akkumulatorengehäuse weist in bekannter Weise ein Stück mit dem
Boden bildende Seitenwände 1 und einen Deckel 2 auf, welcher mittels einer Dichtung
3 gegen die Wände I abgedichtet ist. Der Deckel 2 ist mit einem schräg angeordneten
Mundstück 4 mit einem, Gewinde 5 ausgebildet, in d'as eine durchsichtige Stange
6 eingesetzt werden kann, die einen Gewindeteil, 7 besitzt, mittels dessen die Stange
in schräger Lage im Deckel gehalten wird, vorzugsweise derart, daß ihre Achse mit
der Waagerechten einen Winkel von etwa 30° bildet.
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Das Außenende S der Stange 6 bildet ein Kopfstück für sie, das sich
gegen eine Dichtung g legt, die, wenn die Stange fest in ihre Lage eingeschraubt
ist, das Mundstück4 dicht abschließt.
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Die frei liegende Stirnseite des Stangenendes 8, die eben ausgebildet
und somit gegen die Senkrechte um einen ÄVinkel von etwa 300 geneigt ist, bildet
ein Bildfenster, in das von der Seite des Akkumulators her bequem hineingesehen
werden kann. Das innere Ende 10 der Stange 6 ist als Kegel ausgebilidet, dessen
Spitze auf der Achse 11 der Stange6 liegt. Der kegelförmige Teile besitzt, wie in
der Zeichnung dargestellt, vorzugsweise einen Kegelwinkel von 450.
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Die Stange 6 kann aus Glas oder einem durchsichtigen, plastischen
Kunststoff hergestellt sein, der inert gegenüber der Elektrolytflüssigkeit ist,
deren Oberfläche mit 12 bezeichnet ist. Dadurch, daß die Stange leicht herausnehmbar
ist, kann sie als lichtreflektierendes Element leicht sauber gehalten werden.
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An Stelle der massiven Stange'6 kann auch ein rohrförmiges Glied
verwendet werden. In Fig. 5 weist die Anzeigevorrichtung einen hohlen Zylinder 20
auf, der in einem ein Stück mit ihm bildenden, massiven Kegelteil 21 endet, der
mit dem Zylinder gleichachsig ist. Das offene Ende des Hohlzylinders 20 ist mit
einer Kappe 22 verschlossen, die auf die Außenseite des Zylinders aufgepaßt ist
und ein Außengewinde 23 besitzt, das in das Gewinde 5 im Mundstück 4 des Akkumulators
eingeschraubt werden kann. Der Zylinder 20 sowie der mit ihm einstückige Kegelteil
21 und die Kappe 22 sind aus einem durchsichtigen, plastischen Material, das gegenüber
dem Elektrolyt inert ist, wie z. B. ans einem Methylmethacrylat-Polymer, hergestellt.
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Bei der in Fig. 6 wiedergegebenen Ausführungsform weist die Anzeigevorrichtung
eine Röhre 24 auf, die an dem einen Ende mit einem Außengewinde 25 versehen ist
und an deren anderem Ende ein besonderer massiver Kegelteil 26 befestigt ist. Das
offene Ende der Röhre 24 ist durch eine Kappe'27 verschlossen, die in das Rohrende
eingepaßt ist. Der kegelförmige Teil 26 und die Kappe 27 sind beide aus durchsichtigem,
plastischem Material geformt. Die Röhre 24 kann aus demselben Material oder aus
einem undurchsichtigen Stoff, wie z. B. aus Preßstoff, hergestellt sein.
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Solange die Oberfläche 12 des Elekrolyts das Kegelende 10 der Anzeigevorrichtung
nicht erreicht, erfährt das Licht, das in die Anzeigevorrichtung in der Achsenrichtung
hineinfällt, eine zweifache Total reflexion an der Kegelfläche und wird durch die
Anzeigevorrichtung hindurch wieder zurückgeworfen. Ein Beobachter, der in die Anzeigevorrichtung
hineinblickt, sieht daher eine helle Kreisfläche, die in Fig. 1 A mit I3 bezeichnet
ist.
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Wenn die Elektrolytoberfläche 12 auf die in Fig. 2 wiedergegebene
Höhe steigt, in welcher ein Teil des kegelförmigen Endes in die Flüssigkeit eintaucht,
dann wird das Licht, welches auf den eingetauchten Flächenbereich trifft, nicht
mehr totalreflektiert, sondern in den Elektrolyt durchfallen gelassen. Dies gilt
sowohl für Licht, das vor seinem Auftreffen auf den eingetauchten Teil von einem
nicht eingetauchten Teil der kegelförmigen Fläche reflektiert worden ist, als auch
für Licht, das axiial durch die Anzeigevorrichtung hindurch unmittelbar auf den
eingetauchten Flächenteil fällt. Der Beobachter sieht dann eine dunkle segmentförmige
Fläche, wie sie in Fig. 2A schematisch durch das Dreieck 14 wiedergegeben ist, um
eine zweite dunkle segmentförmige Fläche, die durch das Dreieck 15 wiedergegeben
ist und als Spiegelbild der ersten Fläche erscheint. Diese dunklen Flächen heben
sich von dem hellen Hintergrund scharf ab, welcher durch die doppelte Reflexion
von Licht gebildet wird, das auf die nicht eingetauchten Teile der Kegelfläche auffällt.
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Wenn die Oberfläche 12 des Elektrolyts den in Fig. 2 wiedergegebenen
Stand erreicht, dann stoßen in dem Bild die Spitzen der dunklen Fläche 14 und ihres
Spiegelbildes 15 zusammen, wie dies Fig. 3 A wiedergibt, und dadurch wird angezeigt,
daß die richtige Flüssigkeitshöhe erreicht ist.
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Steigt die Flüssigkeit noch weiter bis auf die in Fig. 3 wiedergegebene
Höhe, dann verschmelzen die dunkle Fläche 14 und ihr Spiegelbild 15 miteinander,
wie dies in Fig. 4A wiedergegeben ist.
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Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist der Akkumulator an der einen Ecke
mit dem schräg angeordneten Flüssigl<eitsstand(anzeiger und an der anderen Ecke
auf derselben Seite mit einer Einfüllöffnung 16 versehen, die ebenfalls schräg verläuft.
Es ist daher ersichtlich, daß eine Person, die den Akkumulator von der Seite her
füllt, in dem Bildfenster 8 in jedem Zeitpunkt während des Füllvorgangs den Flüssigkeitsstand
im Akkumulator leicht und eindeutig verfolgen kann. Durch die Erfindung läßt es
sich vermeiden, daß der Akkumulator zu hoch gefüllt wird.
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Der Deckel 2 weist, wie dies aus Fig. 4 hervorgeht, eine Enlüftungsöffnung
I7 und die üblichen Anschlußklemmen 18 und 19 für die positiven nd negativen Elektroden
auf.