ES2302877T3 - Indicador de estado de carga para una bateria. - Google Patents
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Abstract
Indicador de estado de carga para una batería, que comprende un electrolito líquido, con una varilla transparente (3) de visualización que presenta en un primer extremo una superficie de observación y en un segundo extremo, una punta (5) que se conecta a una superficie cilíndrica (6) de revestimiento y que está formada mediante una superficie cónica (4) de reflexión, y con un portabolas (1) que está colocado en el segundo extremo de la varilla (3) de visualización, a través del que circula el electrolito y en el que está configurado al menos un canal guía (9) de bolas para al menos una bola (12, 13) con un peso específico definido, que se encuentra dispuesto de manera inclinada respecto al eje longitudinal (10) de la varilla (3) de visualización, que se extiende por la altura de la punta (5) de la varilla (3) de visualización y presenta elementos limitadores frontales e inferiores, así como una pared limitadora superior (14) provista de una abertura (15) para el segundo extremo de la varilla (3) de visualización, caracterizado porque la pared limitadora superior (14) se conecta de manera continua a la superficie cónica (4) de reflexión en el paso a la superficie cilíndrica (6) de revestimiento.
Description
Indicador de estado de carga para una
batería.
La invención se refiere a un indicador de estado
de carga para una batería, que comprende un electrolito líquido, con
una varilla transparente de visualización que presenta en un primer
extremo una superficie de observación y en un segundo extremo, una
punta que se conecta a una superficie cilíndrica de revestimiento y
que está formada mediante una superficie cónica de reflexión, y con
un portabolas que está colocado en el segundo extremo de la varilla
de visualización, a través del que circula el electrolito y en el
que está configurado al menos un canal guía de bolas para al menos
una bola con un peso específico definido, que se encuentra dispuesto
de manera inclinada respecto a la dirección longitudinal de la
varilla de visualización, que se extiende por la altura de la punta
de la varilla de visualización y que presenta elementos limitadores
frontales e inferiores, así como una pared limitadora superior
provista de una abertura para el segundo extremo de la varilla de
visualización.
Este tipo de indicadores de estado de carga se
basa en el hecho de que el peso específico del electrolito varía en
dependencia del estado de carga. Por tanto, el peso específico de la
bola guiada a través del canal guía de bolas se ha de ajustar al
peso específico del electrolito, de modo que la bola sea más ligera
que el electrolito al existir una carga adecuada de la batería y,
por consiguiente, flote en el canal inclinado. Por el contrario, si
la batería está descargada, el peso específico del electrolito
disminuye por debajo del de la bola, de modo que la bola se hunde en
el canal guía de bolas.
Según el documento DE2511426C2 está previsto un
canal guía inclinado de bolas que finaliza en la punta de la varilla
de visualización. Si la bola flota, porque la batería tiene una
carga suficiente, la bola en el extremo de la varilla de
visualización se puede ver a través de la superficie de observación
en el primer extremo. Una configuración en color de la bola permite
una indicación en color (por ejemplo, en verde) del estado adecuado
de carga. A través de la superficie de reflexión en el segundo
extremo de la varilla de visualización se puede ver además un grado
suficiente de llenado de la batería con el electrolito. Si el nivel
de electrolito ha disminuido de manera que la punta de la varilla de
visualización ya no se sumerge en el electrolito, las superficies
cónicas de la punta de la varilla de visualización forman una
superficie límite con aire, produciéndose, por tanto, una reflexión
total en las superficies cónicas de la punta de la varilla de
visualización, de modo que la punta aparece como superficie
reflectante, o sea, clara. Por el contrario, si el nivel de
electrolito es suficiente alto, el material de la varilla de
visualización está seleccionado de manera que los coeficientes de
refracción de la varilla de visualización y del electrolito tienen
aproximadamente el mismo valor y no se produce, por tanto, una
reflexión total. Por tanto, mediante la punta de la varilla de
visualización se ha creado una unión óptica con el interior (oscuro)
de la batería, de modo que en la superficie de observación (sin
bola) aparece una superficie oscura. Naturalmente, una bola es sólo
visible, cuando el nivel de electrolito es suficientemente alto, ya
que, por una parte, la bola sin electrolito no puede flotar y, por
la otra parte, las superficies de reflexión provocan en la punta de
la varilla de reflexión una reflexión total, o sea, no permiten una
observación en la prolongación de la varilla de visualización. Por
tanto, se pueden observar tres estados diferentes en la superficie
de observación, o sea, "claro" para un nivel insuficiente de
electrolito, "oscuro" para un nivel suficiente de electrolito
al estar descargada la batería y el "color de la bola" para un
nivel suficiente de electrolito y un estado suficiente de carga de
la batería.
Un indicador de estado de carga del tipo
mencionado al inicio se conoce del documento EP1120641A2. En este
caso está previsto un canal guía de bolas para guiar dos bolas con
un peso específico diferente. El canal guía de bolas tiene una
longitud de aproximadamente tres diámetros de bola. Las dos bolas
presentan colores distintos que se diferencian del color del
portabolas. En el estado descargado de la batería, las dos bolas se
encuentran en el extremo inferior del canal guía de bolas,
situándose así la bola superior por debajo de la punta de la varilla
de visualización. Si hay una cantidad suficiente de electrolito, se
puede observar el color de la bola superior (por ejemplo, rojo) en
la superficie de observación de la varilla de visualización. Este
color indica que la batería está descargada. En un estado medio de
carga, la bola superior (más ligera) flota y desaparece del campo
visual de la punta de la varilla de visualización al extremo
superior del canal guía de bolas, mientras que la bola inferior no
flota aún, o sea, permanece en el extremo inferior del canal guía
de bolas fuera de la zona visual de la varilla de visualización. En
caso de un nivel suficiente de electrolito es visible el color de la
carcasa (por ejemplo, amarillo) en la superficie de observación. Si
la batería tiene un estado bueno de carga, la bola inferior también
flota y choca contra la bola superior ya flotante, posicionándose
así por debajo de la punta de la varilla de visualización. En la
superficie de observación se puede ver el color de la bola inferior
(por ejemplo, verde) como señal de un buen estado de carga.
Por el contrario, si el nivel de electrolito ha
disminuido de modo que ya no tiene contacto con la varilla de
visualización, en la superficie de observación se produce una
indicación clara e incolora debido a la reflexión total en las
superficies cónicas de reflexión de la punta de la varilla de
visualización, porque la luz incidente a través de la varilla de
visualización se refleja totalmente en la superficie cónica de
reflexión.
En un indicador de estado de carga de este tipo,
las bolas se mueven, por tanto, por una línea de contacto de la
pared limitadora superior del canal guía de bolas que puede estar
configurado con una sección transversal cualquiera, en especial
circular o cuadrada, y que ha de garantizar una guía lateral
definida de las bolas. La pared limitadora superior del canal guía
de bolas está interrumpida por una entalladura, en la que entra la
punta de la varilla de visualización. La punta puntiforme se sitúa
aquí aproximadamente sobre la línea imaginaria de prolongación de la
pared limitadora superior. El ángulo de las superficies cónicas de
reflexión es claramente más grande que el ángulo de inclinación del
canal guía inclinado de bolas. Durante el funcionamiento de este
tipo de indicador de estado de carga puede ocurrir que no se
produzcan indicaciones claras, porque las bolas no flotan
completamente del modo deseado, sino que permanecen suspendidas en
el canal guía de bolas. Puede ocurrir también que en la superficie
de observación se observe una indicación en parte roja y en parte
verde. Esto se puede solucionar generalmente golpeando la varilla de
visualización. No obstante, resulta crítico que no se reconozca una
indicación errónea producida por una bola que permanece suspendida y
que esto se solucione mediante sacudidas o golpes.
Por tanto, la invención tiene el objetivo de
configurar la indicación de un indicador de estado de carga del tipo
mencionado al inicio de manera que no sea propensa a fallos.
Para conseguir este objetivo, un indicador de
estado de carga del tipo mencionado al inicio se caracteriza porque
la pared limitadora superior se conecta de manera continua a la
superficie cónica de reflexión en el paso a la superficie cilíndrica
de revestimiento.
La invención se basa en el conocimiento de que
la causa de la suspensión de la bola no se ha de buscar en las
pequeñas diferencias del peso específico de pequeñas fuerzas de
sustentación, que no superan, por ejemplo, las fuerzas de adhesión,
sino en primer lugar en el espacio creado por encima de la punta
puntiforme de la varilla de visualización con la pared limitadora
superior del canal guía de bolas, que está formado especialmente
mediante los diferentes ángulos de inclinación del canal guía de
bolas, por una parte, y la superficie cónica de reflexión de la
varilla de visualización, por la otra parte. De este modo se origina
para la guía lineal de la bola flotante un canto en forma de
escalón, en el que puede permanecer suspendida la bola al flotar.
Según la invención, la pared limitadora superior se conecta de
manera continua a la superficie cónica de reflexión. A tal efecto,
el ángulo de la superficie cónica de reflexión es con preferencia
exactamente igual al ángulo de inclinación del canal guía de bolas,
de modo que la pared limitadora superior se alinea con la superficie
cónica de reflexión. Las diferencias angulares insignificantes de
pocos grados angulares (< 10º) no constituyen naturalmente ningún
problema.
La conexión de la pared limitadora superior a la
superficie cónica de reflexión se debería realizar con un espacio
intermedio lo más pequeño posible que es, en todo caso menor, que
1/4 del diámetro de la bola, preferentemente menor que 1/10 del
diámetro de la bola. En la práctica se puede realizar una conexión
prácticamente sin espacio intermedio.
La construcción según la invención logra
preferentemente que el diámetro de la superficie cilíndrica de
revestimiento de la varilla de visualización en el segundo extremo
tenga una configuración reducida en forma de escalón, de modo que la
varilla de visualización en el escalón, formado en la superficie de
revestimiento, se puede insertar en un reborde anular
correspondiente del portabolas, posibilitando así el paso continuo
de la superficie cónica de reflexión con la pared limitadora
superior. A diferencia de esto, en las formas conocidas de
realización estaba previsto adaptar el reborde anular del portabolas
a la inclinación de la superficie cónica de reflexión para
posibilitar la inserción definida de la varilla de visualización en
el portabolas. Esto hizo necesario configurar el ángulo de la
superficie cónica de reflexión claramente más grande que el ángulo
de inclinación del canal guía de bolas.
Asimismo, se ha demostrado que resulta
conveniente configurar de manera redondeada la punta de la varilla
de visualización y los cantos de la pared limitadora superior que
colindan con la varilla de visualización, porque las bolas
permanecen suspendidas preferentemente en puntas y cantos
agudos.
La invención se debe explicar detalladamente a
continuación por medio de un ejemplo de realización representado en
el dibujo. Muestran:
Fig. 1a un corte vertical a través de un
portabolas con una punta insertada de una varilla de visualización
y
Fig. 1b un corte horizontal escalonado a lo
largo de la línea A-A en la figura 1a.
En la figura 1a se puede observar un portabolas
1, a través del que circula un electrolito y que presenta un
alojamiento cilíndrico 2 para una varilla 3 de visualización. La
varilla de visualización está provista en su extremo inferior de una
superficie cónica 4 de reflexión en forma de cono que finaliza en
una punta 5 puntiforme. La varilla 3 de visualización presenta una
superficie cilíndrica 6 de revestimiento, provista hacia la
superficie cónica 4 de reflexión de un escalón 7 con un diámetro
reducido. Una guía 8 suspendida convenientemente está prevista en el
portabolas 1.
El portabolas 1 presenta un canal guía 9 de
bolas que forma un ángulo de 45º aproximadamente con un eje
longitudinal 10 de la varilla 3 de visualización y que está
delimitado en su longitud por paredes frontales 11. En el canal guía
9 de bolas se encuentra una primera bola 12 y una segunda bola 13.
Las bolas están configuradas preferentemente con un tamaño igual y
presentan colores diferentes. La primera bola 12 es preferentemente
de color rojo y la segunda bola 13, preferentemente de color
verde.
Asimismo, la carcasa del portabolas 1 es
preferentemente de colores, en especial de color amarillo. La
primera bola 12 presenta un peso específico más pequeño que el de la
segunda bola 13. Por tanto, en caso de una densidad creciente del
electrolito, la primera bola 12 flota primero, mientras que la
segunda bola 13 permanece en su posición inferior de reposo. Si la
densidad del electrolito sigue aumentando con la carga, la segunda
bola 13 flota también.
La longitud del canal guía 9 de bolas
corresponde a tres diámetros de las bolas 12, 13 de igual
tamaño.
La pared limitadora superior 14 presenta una
entalladura 15, en la que entra el extremo de la varilla 3 de
visualización. El extremo de la varilla 3 de visualización está
insertado en la entalladura 15 de modo que desde la punta 9 hacia
arriba, la superficie cónica 6 de reflexión se transforma de manera
continua en la pared limitadora superior 14 del canal guía 9 de
bolas. Como aclara la figura 1b, que muestra una vista de la pared
limitadora superior 14 desde abajo, la pared limitadora superior 14
se conecta prácticamente sin espacio intermedio a la superficie
cónica 4 de reflexión sobre una línea guía 16.
Además del paso continuo y sin espacio
intermedio, el ángulo de la superficie cónica 4 de reflexión es
preferentemente idéntico al ángulo de inclinación de la pared
limitadora superior 14 del canal guía 9 de bolas, de modo que la
superficie cónica 4 de reflexión y la pared limitadora superior 14
se alinean entre sí completamente hasta la punta 5 en la línea guía
16.
En la figura 1b se puede observar un canto 17 de
la entalladura 15. Este canto 17, así como la punta 5 pueden tener
preferentemente una configuración algo redondeada para evitar cantos
agudos en la línea guía 16 de las bolas 12, 13.
Claims (12)
1. Indicador de estado de carga para una
batería, que comprende un electrolito líquido, con una varilla
transparente (3) de visualización que presenta en un primer extremo
una superficie de observación y en un segundo extremo, una punta (5)
que se conecta a una superficie cilíndrica (6) de revestimiento y
que está formada mediante una superficie cónica (4) de reflexión, y
con un portabolas (1) que está colocado en el segundo extremo de la
varilla (3) de visualización, a través del que circula el
electrolito y en el que está configurado al menos un canal guía (9)
de bolas para al menos una bola (12, 13) con un peso específico
definido, que se encuentra dispuesto de manera inclinada respecto al
eje longitudinal (10) de la varilla (3) de visualización, que se
extiende por la altura de la punta (5) de la varilla (3) de
visualización y presenta elementos limitadores frontales e
inferiores, así como una pared limitadora superior (14) provista de
una abertura (15) para el segundo extremo de la varilla (3) de
visualización, caracterizado porque la pared limitadora
superior (14) se conecta de manera continua a la superficie cónica
(4) de reflexión en el paso a la superficie cilíndrica (6) de
revestimiento.
2. Indicador de estado de carga según la
reivindicación 1, caracterizado porque una distancia entre la
pared limitadora superior (14) y la superficie cónica (4) de
reflexión es inferior a 1/4 del diámetro de una bola (12, 13).
3. Indicador de estado de carga según la
reivindicación 2, caracterizado porque la distancia es
inferior a 1/10 del diámetro de una bola (12, 13).
4. Indicador de estado de carga según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la pared
limitadora superior (14) se alinea con la superficie cónica (4) de
reflexión.
5. Indicador de estado de carga según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el diámetro de
la superficie cilíndrica (6) de revestimiento de la varilla (3) de
visualización tiene en el segundo extremo una configuración reducida
en forma de escalón.
6. Indicador de estado de carga según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la punta (5) de
la varilla (3) de visualización está configurada de manera
redondeada.
7. Indicador de estado de carga según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los cantos (17)
de la pared limitadora superior (14), que colindan con la varilla de
visualización, tienen una configuración redondeada.
8. Indicador de estado de carga según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque en el canal guía
(9) de bolas se encuentran dos bolas (12, 13) con pesos específicos
diferentes.
9. Indicador de estado de carga según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la sección del
canal guía (9) de bolas, que se extiende por la varilla (3) de
visualización hacia fuera, presenta una longitud que corresponde al
diámetro de la bola (12), insertada como bola superior, con el peso
específico más pequeño.
10. Indicador de estado de carga según la
reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque las bolas (12, 13)
presentan dimensiones iguales.
11. Indicador de estado de carga según la
reivindicación 9 y 10, caracterizado porque la longitud del
canal guía (9) de bolas corresponde al triple del diámetro de las
bolas (12, 13).
12. Indicador de estado de carga según una de
las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el diámetro
de la superficie cilíndrica (6) de revestimiento en el paso a la
superficie cónica (4) de reflexión corresponde al diámetro de la
bola (12, 13).
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