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Elektrischer Akkumulator, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung
bezieht sich auf einen elektrischen Akkumulator, bei dem die Platten in ein Gehäuse
aus säurefestem Material eingesetzt und mit Polfahnen oder Polen versehen sind,
die durch den Gehäusedeckel nach außen geführt sind. Insbesondere betrifft die Erfindung
Akkumulatoren für Kraftfahrzeuge, vornehmlich Motorradbatterien.
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Die bisher im allgemeinen üblichen Batterien für Kraftfahrzeuge, speziell
für Motorräder, die z. B. mit Bleibuchsendeckeln oder mit eingepreßtenPolen und
daran angelöteten Plattensätzen versehen sind, werden nicht allein beim Befahren
von schlechten Straßen, sondern vor allem auch durch die vorn Motor verursachten
Erschütterungen und Schwingungsbewegungen derart beansprucht, daß Störungen und
Brüche unvermeidbar sind. Vor allem treten bei Motorrädern mit hochtourigen Motoren
Vibrationen und Resonanzerscheinungen auf, die auch beim kompakten Einbau und bestem
Material mit der Zeit zu Beschädigungen, insbesondere zum Bruch der positiven Platten
an oder neben den Lötstellen der Polfahnen führen. Auch wird dadurch die aktive
Masse vor allem bei den positiven Platten gelockert und ihres Haltes in den Gittern
beraubt. Die in der Batterie auftretenden Vibrationen können bei gewissen Motorradtypen
so stark auftreten, daß keine der bisher üblichen Motorradbatterien dieser Dauerbeanspruchung
standhält, sondern in verhältnismäßig kurzer Zeit Brüche, vor allem an den Polfahnen,
bekommt.
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Durch die Erfindung wird bezweckt, einen Akkumulator zu schaffen,
der den vorstehend genannten
Beanspruchungen besser als die bisher
bekannten Sammler standhält und daher besonders gut für Motorradbatterien oder ähnliches,
im Betrieb Schwingungen ausgesetzte Batterien geeignet ist. Die Erfindung betrifft
ferner die Mittel, welche dazu bestimmt sind, diese Übelstände in Akkumulatorenzellen
oder -batterien zu beseitigen.
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Im wesentlichen besteht die Erfindung darin, daß mindestens die positiven
und vorzugsweise auch die negativen Platten durch einen oder mehrere Pufferkörper
aus Gummi oder sonstigem elastischem, säurebeständigem Material im Zellengehäuse
des Akkumulators festgelegt sind. Die Platten können hierbei von den Pufferkörpern
unmittelbar oder über benachbarte Platten elastisch am Zellengehäuse abgestützt
werden. Vorzugsweise werden ein oder mehrere Gummipuffer am unteren, den Polfahnen
gegenüberliegenden Ende der Plattensätze derart eingebaut, daß die sonst frei hängenden
Platten fest, aber elastisch in der Zelle gehalten werden. Gemäß einer besonders
vorteilhaften Ausführung der Erfindung werden die Pufferkörper in den Randzonen
der Platten zwischen der positiven Platte und den negativen Platten stramm eingebaut.
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Der durch die Erfindung erzielte technische Fortschritt besteht vor
allem darin, daß durch die Gummipuffer ein freies Schwingen des Plattensystems vermieden
wird, so daß die schädlichen Vibrationserscheinungen nicht mehr auftreten können.
Dadurch werden die Brüche, vor allem die bei Motorrädern od. dgl. durch Resonanzerscheinungen,
auftretenden Dauerbrüche an oder neben den Lötstellen der Polfahnen praktisch unmöglich
gemacht. Außerdem wird das Ausfallen von aktiver Masse aus den Platten infolge von
ständigen Vibrationen vermieden.
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Einbesonderer Vorteil der Erfindung wird darin erblickt"daß die elastischen
Pufferkörper im wesentlichen nur an den Randzonen :der Paatten vorgesehen sind,
so d@aß das Herantreten des Elektrolyten an die aktive Schicht ,der Platten kaum
behindert wird und: dadurch praktisch' kein--- Verminderung der Kapazität des Akkumulators
eintritt. Diese Wirkung kann @in besonders vorteilhafter .Ausgestaltung der Erfindung
dadurch erhöht werden, d@aß besondere, vorzugsweise im Querschnitt etwa :albrunde
Profilgummkörper angewendet werden, die sich mit ihrer abgerundeten Fläche gegen
die positive Platte und mit ihren breiteren Flächen gegen die negativen Platten
bzw. die auf letzteren ,angeordneten Holzbrettchen.legen. DerartigeProfilgummikörperkönnen
zweckmäßigerweise gemäß der Erfindung in die Wellen von sogenannten Wellen@separatoren,
d. h. gewellten, perforierten Trennplatten, eingelegt werden. Dadurch wird,die wirksame
Oberfläche der positiven Platte praktiseh überhaupt nicht verkleinert. Der Zutritt
der Säure zu den negativen Platten wird ebenfalls kaum behindert, da die Gummiikärper
einerseits nur verhältnismäßig kurze und schmale Teile der Plattenrandzone bedecken
und ihre Auflagefläche mit Rillen ad. dgl. versehen sein kann, in welche der Elektrolyt
eindringen kann. Es können auf diese Weise auch bereits vorhandene Akkumulatorentypen
mit,derartigen Gummipuffern ausgerüstet und erfindungsgemäß verbessert werden.
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Die Gummipuffer können jin verschiedener Weise nusgebädet und .angeordnet
sein, wie dies in der nachstehenden Beschreibung näher erläutert ist. An Stelle
der zwischen den Platten eingebauten, verhältnismäßig kurzen Gummipuffer können
auch Wulststreifen .aus Gummi od. dgl. um die Ränder der Platten, vornehmlich ,der
positiven. Platten herumgelegt werden, derart, daß die Platten dadurch an ihrem
Rand fest, jedoch elastisch in dem Zellengehäuse festgeklemmt werden.
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Es -hat sich gezeigt, @daß .die schädlichen und zu Brüchen führenden
Vilbraeionen oder sonstigen Schwn-gungs- und Resonanzerscheinungen in den erfindungsgemäß
nusbaehildetenAkkumulato-ren nicht mehr auftreten oder jedenfalls derart abgeschwächt
werden, daß die Haltbarkeit und Lebensdauer der Batterien auch bei hoher Beanspruchung
und stärken Erschütterungen wesentlich gesteigert wird. Vor .allem bei Akkumulatoren
für Motorräder ist dieser Vorteil .der Erfindung von ausschlaggebender Bedeutung.
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Inder Zeichnung ist die Erfindung in verschiedenen Ausführunbsformen
beispielsweise veranschaulicht.
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Fig. i zeigt einen Akkumulator gemäß der Erfindung iin einem vertikalen
Längsschnitt nach der Linie i-i der Eig. 2 :in abgebrochener Darstellung; Fig. 2
zeigt den teilweise abgebrochenen Akkumulator nach Fing. i :in: ,einem horizontalen
Querschnitt nach der Liniie, 2-2 der Fig. i ; Fig: 3 zeigt den Akkumulator In einem
vertikalen Querschnitt nach der .Linie 3-3 der Fig. 2; Fig: 4 zeigt in vergrößertem
Maßstab einen Ausschnitt aus dem Querschnitt der Fig. 2; Fig. 5 zeigt in abgebrochener
Seitenansicht eine positive- Platte mit verstärktem Gitter; Fig. 5 zeigt in abgebrochenem,
vertikalem Querschnitt eine abgeänd erte Ausführungsform eines Gummipuffers Fig.
7, 8 und g zeigen[ in abgebrochenen Querschnitten ,drei weitere Ausführungsformen
der Gummipuffer; Fig. io zeigt nebg!ebrochenem, vert@ika'lemLängsschnitt einen Akkumulator
mit einer weiteren Ausführungsform des Pufferkörpers, und Fig. ii zeigt einen Querschnitt
nach der Linie ii-ii-der Fig. io.
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Die- in der Zeichnung dargestelltenAkkümulatoren besitzen ein in eine
oder mehrere Zellen unterteiltes Gehäuse, 12 aus säurefestem. Material, wobei beispielsweise
in jeder Zelle je eine positive Platte 13 und zwei negative Platten 14 untergebracht
sind. Die Platten sind an ihrem oberen Rande unmittelbar bzw. über Verhindungssteige
mit Polfahnen versehren. von .denen, in der Zeichnung nur die Polfahnen i5 der positiven
Platte 13 gezeigt sind.
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Die Polfahnen sind >in üblicher Weise -durch einen nicht dargestellten
Deckel nach außen geführt. Bei Kraftfahrzeug-, insbesondere Motorradbatterien sind
hierfür vor allem die Bleibuchsendeckel oder eingepreßte Pole mit angelöteten Plattensätzen
gebräuchlich.
An oder neben den Lötstellen bzw. Verbindungszonen .dieser Fahnen, vornehmlich der
positiven Pole treten im praktischen Betrieb bei den bisheT üblichen Batterien durch
Schwingungs- und Vibrationserscheinwngen die Brüche auf, welche erfindungsgemäß
vermieden werden.
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Das Gehäuse I2 isst in jeder Zelle mit Bodenstegen 16 zur unteren
Abstützung der Platten 13, 14 und mit Seitenstegen 17 versehen, gegen die
sich die Außenflächen der negativen Platten 14 legen. Zwischen der positiven Platte
13 und den negativen Platten 14 :sind sogenannte Wellenseparatoren 18 eingefügt,
die aus dünnen, gewellten und perforierten Platten aus säurefestem Material bestchen.
Die den Wellenseparatoren 18 anliegenden Flächen der negativem Platten 14 sind außerdem
in bekannter Weise mit dünnen Holzbrettchen i9 bedeckt.
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Erfindungsgemäß sind nun vornehmlich in .der unteren Randzone der
Plattensätze zwischen der positiven Platte 13 und den negativen Platten 14 beispielsweise
je zwei Profilgumrn@ikärpe:r 2o von begrenzter Länge eingebaut. Diese Profilgummikörper
können z. B. an den unteren Ecken der Platten eingeklemmt werden, wobei die Wellenseparatoren
18 entsprechend ausgespart sind. In diesem Falle wird zweckmäßig ein in Eig. 8 veranschaulichter
U-förmniger Gummikörper 21 verwendet.
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Vorzugsweise erhalten die Gummikörper 20 jedoch einen etwa halbrunden
Querschnitt mit seitlicher Abplattung, welcher der Form einer Welle des Wellenseparators.
18 angepaßt ist. Diese Profilkörper 20 werden jeweils in eine nach der negativen
Platte hin offene Welle des Separ.ators 18 eingelegt und pressen isich mit ihrer
aibgeplatteten, breiten Fläche ,gegen das Holz:brettchen i9, welches auf der negativen.
Platte 14 liegt. Der Einbau der Profilgu:mmikörper 20 erfolgt hierbei zweckmäßig
an denjenigen Stellen, welche den. Seitenstegen 17 des Gehäuses 12 gegenüberliegen,
so :daß der elastische Druck der Gummikörper über die negativen Platten direkt auf
die Seitenstege 17 übertragen wird.
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Um dien Zutritt des Elektrolyten möglichstauch zu den von den Profilgummikörpe:rn
bedeckten Stellen der negativen Platten 14 bzw. der Holzbrettchen i9 zu gestatten,
können ,die breiten Auflagerflächen der Profilgummikörper 20 mit Rillen 22 oder
ähnlichen Ausnehmungen versehen sein, wie aus Fig. 4 ersichtlich -ist. Die Gummikörper
werden im übrigen etwas breiter bemessen als der endgültige Abstand zwischen .den
Platten, so daß sie in eingebautem Zustand elastisch zusammengedrückt werden und
dadurch die Platten gegeneinander und gegen die Gehäusewand drücken und vibrationsfrei
in !ihrer Lage festhalten.
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Es können auch, wie Fig. 6 zeigt, je zwei Profil -gummikörper 2o durch
einen über den Plattenrand greifenden Steg 23 miteinander verbunden werden, um mindestens
die positive Platte 13 unten elastisch abzustützen. In Abänderung dieser Ausführung
veranschaulicht Fig. 7 die Anbringung von seitlichen Fortsätzen 24 an dem Steg 23,
wodurch auch die negativen Platten an -ihren unteren Rändern elastisch gestützt
werden. Die abgerundeten Seiten der Profilgummi'körper 2o drücken über dlie Wellenscheitel
der gegen die positive Platte 13. Um zu verhindern, daß an diesen Stellen
aktive Masse aus der Platte herausgedrückt wird, kann die Platte in den betreffenden
Zonen mit einem in Eig. 5 beispielsweise veranschaulichten Verstärkungsgitter 25
versehen wer den. Ferner können die Gummikörper, welche an den untren Randzonen
der Pluttensätze eingebaut sind, an ihren oberen Enden abgeschrägt sein, um ein
Ansammeln von Ablagerungen auf den Gummikörpern zu verhindern. Gegebenenfalls können
übrigens auch an anderen Randzonen, z. B. am oberen Plattenrand seitlich der Polfahne
15 Gummipuffer 2ö vorgesehen sein, wie in Fig. i -in gestrichelten Linien
angedeutet ist.
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An Stelle der kurzen, dn den Randzonen der Platten liegenden Gummikörper
2o können auch wulstartige elastische Pufferstreifen zwischen den Rändern der Platten,
mindestens der positiven Platte 13, und der Gehäusewandung eingeklemmt werden,
um die Platten vbrationisfrei festzulegen.
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Vorteilhaft werden gemäß Fig. io und I i U-förmig profilierte Gummiwulststreifen
26 über den Plattenrand geschoben, welche sich nachdem Einbau der Platten in das
Gehäuse elastisch gegenletzteres legen und die Platten gegen jede Schwingungsbewegung
sichern. Die Wulsts:tege können z. B. gemäß Fig. 9 besonders elastisch auisgehildetwerden,
indem sie mit hohlen Stegen 27 versehen werden.
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Die Erfindung ,beschränkt sich nicht auf ,die besch.riebenen und dargestellten
Ausführungsformen, sondern sie umfaßt alle Varianten und Modifikationen im Rahmen
.des wesentlichen Erfindungsgedankens zur Lösung der gestellten Aufgabe. Insbesondere
können die Puffer- oder Gummikörper auch anders geformt und (angeordnet sein, je
nachdem die Lage, Anzahl und Anordnung der Platten oder Gehäuse der Akkumulatoren
diiies erfordert.