ES2328741T3 - Indicador de estado de carga. - Google Patents
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Abstract
Indicador (1) de estado de carga para un acumulador provisto de un electrolito líquido, con una varilla visual transparente (7) que tiene en un primer extremo una superficie de observación y en un segundo extremo, una punta (6) formada mediante una superficie cónica de reflexión, con una jaula (2) de bola, que está colocada en el segundo extremo de la varilla visual y por la que puede circular el electrolito, con elementos limitadores frontales e inferiores (3a, 3b, 5), así como con una pared limitadora superior (4) provista de un orificio pasante para el segundo extremo de la varilla visual (7), y con al menos un canal guía (9) de bola, que se extiende de forma oblicua respecto al eje longitudinal (L) de la varilla visual (7) en dirección de la pared limitadora superior (4), con paredes limitadoras (11a, 11b, 12) de canal superiores e inferiores y elementos limitadores laterales (13) de canal para al menos una bola (10) que tiene un peso específico definido, caracterizado porque la jaula (2) de bola tiene un canal colector de burbuja de gas que comienza entre la primera pared limitadora superior (11a) de canal del canal guía (9) de bola, que discurre de la zona inferior de la jaula (2) de bola a la punta (6), y la punta (6), así como que se extiende al menos de la punta (6) en sentido opuesto al canal guía colindante (9) de bola de forma oblicua hacia arriba, hacia la pared limitadora superior (4), y que en la zona superior del canal colector (14) de burbuja de gas tiene superficies (16a, 16b) de salida de gas que discurren a partir de un plano central (Z), alineado con la punta (6), hacia los lados exteriores (15a, 15b) de la jaula (2) de bola en dirección de la zona superior de la jaula (2) de bola.
Description
Indicador de estado de carga.
La invención se refiere a un indicador de estado
de carga para un acumulador provisto de un electrolito líquido, con
una varilla visual transparente que tiene en un primer extremo una
superficie de observación y en un segundo extremo, una punta
formada mediante una superficie cónica de reflexión, con una jaula
de bola, que está colocada en el segundo extremo de la varilla
visual y por la que puede circular el electrolito, con elementos
limitadores frontales e inferiores, así como con una pared
limitadora provista de un orificio pasante para el segundo extremo
de la varilla visual, y con al menos un canal guía de bola, que se
extiende de forma oblicua respecto al eje longitudinal de la
varilla visual en dirección de la pared limitadora superior, con
paredes limitadoras de canal superiores e inferiores y elementos
limitadores laterales para al menos una bola que tiene un peso
específico definido.
Los indicadores de estado de carga se usan para
indicar de un modo simple y legible en la superficie de observación
de la varilla visual transparente el estado de carga del acumulador,
por ejemplo, de un acumulador de plomo. En este caso se aprovecha
el hecho de que el peso específico del electrolito varía en
dependencia del estado de carga.
En el canal guía de bola se guía al menos una
bola con un peso específico, ajustado al peso específico del
electrolito al existir un estado de carga predefinido. Cuando la
batería tiene una carga adecuada, la bola es más ligera que el
electrolito y flota en el canal guía oblicuo de bola. Al descargarse
el acumulador disminuye el peso específico del electrolito y éste
es menor que el peso específico de la bola, de modo que la bola
desciende en el canal guía de
bola.
bola.
El documento DE2511426C2 da a conocer un
indicador de estado de carga con canal guía oblicuo de bola que
finaliza en la punta de la varilla visual. Cuando el acumulador
tiene una carga suficiente, la bola flota y se puede observar en el
extremo de la varilla visual mediante la superficie de observación
en el primer extremo. La configuración en color de la esfera
permite la realización de una indicación en color del estado de
carga adecuado. Mediante la superficie de reflexión en el segundo
extremo de la varilla visual se puede observar además que el
acumulador tiene un grado suficiente de llenado de electrolito. En
caso de que el nivel de electrolito haya bajado de tal modo que la
punta de la varilla visual ya no se sumerge en el electrolito, las
superficies cónicas de la punta de la varilla visual forman una
superficie límite con aire. En las superficies cónicas de la punta
de la varilla visual se produce entonces una reflexión total, por lo
que la punta se ve como superficie reflectante, o sea, clara. Al
existir un nivel de llenado suficiente de electrolito y
seleccionarse el material de la varilla visual de manera que los
coeficientes de refracción de la varilla visual y del electrolito
son aproximadamente iguales, no se produce una reflexión total. Por
consiguiente, hay una conexión óptica mediante la punta de la
varilla visual con el espacio interior oscuro del acumulador, de
modo que en la superficie de observación aparece una superficie
oscura.
Los documentos EP1120641A2 y DE10224662C1 dan a
conocer un indicador de estado de carga del tipo mencionado al
inicio con un canal guía de bola que se extiende más allá de la
altura de la punta de la varilla visual en dirección de la pared
limitadora superior de la jaula de bola. El canal guía de bola aloja
dos bolas con peso específico diferente que tienen colores
diferentes. Al estar descargado el acumulador, las dos bolas se
encuentran en el extremo inferior del canal guía de bola, situándose
así la bola superior por debajo de la punta de la varilla visual.
Si hay una cantidad suficiente de electrolito, se puede observar en
la superficie de observación de la varilla visual el color de la
bola superior, por ejemplo, rojo. Esto indica que el acumulador
está descargado. En caso de un estado medio de carga flota la bola
superior con el peso específico menor que el de la bola inferior y
desaparece del campo visual de la punta de la varilla visual en el
extremo superior del canal guía de bola, mientras que la bola
inferior, debido a su peso específico anterior, no flota aún en el
canal guía de bola. La bola inferior permanece más bien en el
extremo inferior del canal guía de bola, fuera del campo visual de
la varilla visual. Al existir un nivel suficiente de electrolito se
puede observar el color de la carcasa en la superficie de
observación. Al existir un buen estado de carga flota también la
bola inferior y choca contra la bola superior flotante, mediante lo
que ésta se posiciona por debajo de la punta de la varilla visual.
En la superficie de observación se puede observar el color de la
bola inferior, por ejemplo, verde, como señal de un buen estado de
carga.
Los indicadores convencionales de estado de
carga tienen el problema de que en la zona de la punta de la varilla
visual se acumulan burbujas de gas y éstas no se pueden evacuar. En
los indicadores de estado de carga con una bola puede ocurrir que
una burbuja de gas permanezca delante de la punta de la varilla
visual y obstaculice el ascenso de la bola por delante de la punta
de la varilla visual. En indicadores de estado de carga con dos
bolas, la bola superior puede quedar suspendida de la punta y
obstaculizarse su ascenso ulterior más allá de la punta en
dirección de la pared limitadora superior. Esto provoca una
indicación incorrecta en acumuladores realmente funcionales.
Por tanto, el objetivo de la invención es
mejorar el indicador de estado de carga del tipo mencionado al
inicio de manera que las burbujas de gas se evacuen mejor de la
punta.
El objetivo se consigue con el indicador de
estado de carga del tipo mencionado al inicio al tener la jaula de
bola un canal colector de burbuja de gas que comienza entre la
primera pared limitadora superior de canal del guía de bola, que
discurre de la zona inferior de la jaula de bola a la punta, y la
punta, así como que se extiende al menos de la punta en sentido
opuesto al canal guía colindante de bola de forma oblicua hacia
arriba, hacia la pared limitadora superior, y que en la zona
superior del canal colector de burbuja de gas tiene superficies de
salida de gas que discurren a partir de un plano central, alineado
con la punta, hacia los lados exteriores de la jaula de bola en
dirección de la zona superior de la jaula de bola.
A diferencia de los indicadores convencionales
de estado de carga se abre el espacio entre la superficie cónica de
reflexión de la punta en dirección de la zona delantera de la jaula
de bola y se crea un canal colector de burbuja de gas, a través del
que se pueden evacuar burbujas de gas desde la punta hacia la zona
superior de la jaula de bola. En este caso resulta decisivo que la
pared limitadora superior de la jaula de bola, que forma la pared
limitadora superior del canal colector de burbuja de gas, se
extiende hacia arriba desde el plano central de la jaula de bola
hacia los lados exteriores. A tal efecto, pueden estar dispuestos
chaflanes o radios (relativamente grandes) hacia el lado exterior
de la jaula de bola en el punto superior del espacio interior de la
jaula de bola que permiten la salida de las burbujas de gas.
Se ha demostrado que mediante esta simple medida
se puede impedir la acumulación de burbujas de gas en la zona de la
punta de la varilla visual.
Como ya se mencionó, las superficies de salida
de gas en punta discurren de forma radial u oblicua hacia el
exterior desde el plano central hacia los lados exteriores de la
jaula de bola.
Resulta especialmente ventajoso que las
superficies de salida de gas tienen una superficie rugosa. Esto
provoca una mejor humectación de las superficies de salida de gas e
impide que las burbujas de gas se adhieran en las superficies de
salida de gas.
En una forma especial de realización, la pared
limitadora superior del canal colector de gas, que discurre en el
plano central en dirección del elemento limitador inferior, se
transforma en una pared de apoyo que se extiende en vertical en
dirección del elemento limitador inferior. La pared de apoyo tiene
un lado estrecho dirigido hacia la punta, de modo que mediante la
pared de apoyo, prevista para la estabilización, no se produce una
obstrucción esencial de burbujas ascendentes de gas.
La pared de apoyo puede finalizar, por ejemplo,
en la primera pared limitadora superior de canal del canal guía de
bola y estar unida íntegramente con esta primera pared limitadora
superior de canal.
Asimismo, resulta ventajoso que la segunda pared
limitadora superior de canal del canal guía de bola, que se
extiende de forma oblicua hacia arriba desde la punta en dirección
de la pared limitadora superior, colinda mediante un espacio
intermedio libre con la superficie cónica de reflexión de la punta.
Es decir, que el ángulo de inclinación de la superficie cónica de
reflexión respecto al eje longitudinal de la varilla visual es menor
que el ángulo de inclinación del canal guía de bola respecto al eje
longitudinal de la varilla visual. De este modo se amplía
considerablemente el espacio libre alrededor de la punta en
comparación con los indicadores convencionales de estado de carga,
de modo que alrededor de esta zona de la punta de la varilla visual
puede circular mejor el electrolito. Esto provoca que se siga
reduciendo la posibilidad de que las burbujas de gas queden
suspendidas. El espacio intermedio libre entre la segunda pared
limitadora superior de canal y la superficie de reflexión de la
punta se obtiene al estar reducida la altura de la segunda pared
limitadora superior de canal en comparación con los indicadores
convencionales de estado de
carga.
carga.
La invención se explica detalladamente a
continuación por medio de ejemplos de realización con los dibujos
adjuntos. Muestran:
Fig. 1 vista delantera de una primera forma de
realización del indicador de estado de carga,
Fig. 2 vista en corte del lado frontal del
indicador de estado de carga de la figura 1,
Fig. 3 vista trasera del indicador de estado de
carga de la figura 1,
Fig. 4 vista en corte B-B del
indicador de estado de carga de la figura 1 desde arriba,
Fig. 5 vista delantera de una segunda forma de
realización del indicador de estado de carga,
Fig. 6 vista en corte A-A del
lado frontal del indicador de estado de carga de la figura 5,
Fig. 7 vista trasera del indicador de estado de
carga de la figura 5 y
Fig. 8 vista delantera de una tercera forma de
realización del indicador de estado de carga para una bola.
En la figura 1 se puede observar una primera
forma de realización de un indicador 1 de estado de carga desde el
lado delantero. El indicador 1 de estado de carga tiene una jaula 2
de bola, a través de la que circula un electrolito (no
representado) en el acumulador. La jaula 2 de bola tiene un elemento
limitador frontal delantero y trasero 3a, 3b, así como una pared
limitadora superior 4 y una pared limitadora inferior 5. La pared
limitadora superior 4 tiene un orificio pasante para un segundo
extremo de una varilla visual 7 que está provisto de una punta 6.
La punta 6 de la varilla visual transparente 7 se forma mediante la
superficie cónica de reflexión.
La varilla visual transparente 7 se une
fijamente con la jaula 2 de bola en una guía 8 en el orificio
pasante de la pared limitadora superior 4.
En la jaula 2 de bola está configurado además un
canal guía 9 de bola para al menos una bola 10. A tal efecto, el
canal guía 9 de bola tiene una primera pared limitadora superior 11a
de canal que discurre desde la zona inferior de la jaula 2 de bola
hasta la punta 6 y una segunda pared limitadora superior 11b de
canal que discurre desde la punta en dirección del canto superior
de la jaula 2 de bola y del canal guía 9 de bola, así como una
pared limitadora inferior 12 de canal. Para guiar lateralmente al
menos una bola 10 están previstos elementos limitadores laterales
13a y 13b.
Según se puede observar en la figura 1, el canal
guía 9 de bola se extiende de forma oblicua respecto al eje
longitudinal 11 de la varilla visual. De este modo, la bola 10 con
un peso específico definido puede flotar de forma oblicua hacia
arriba en dependencia del estado de carga del electrolito en el
canal guía 9 de bola, si disminuye el estado de carga.
En la jaula 2 de bola está previsto además un
canal colector 14 de burbuja de gas que comienza en un espacio
intermedio entre la primera pared limitadora superior 11a de canal y
la punta 6 y se extiende al menos desde la punta 6 en sentido
opuesto a la dirección de extensión del canal guía 9 de bola de
forma oblicua hacia arriba, hacia la pared limitadora superior 4.
Se puede observar que el canal colector 14 de burbuja de gas se
ensancha también hacia abajo, es decir, forma un espacio ampliado a
partir de la desembocadura hacia el canal colector guía 9 de
bola.
En la figura 2 se puede observar el indicador 1
de estado de carga de la figura 1 en el corte A-A
del lado frontal delantero. Resulta evidente que el canal colector
14 de burbuja de gas se cierra arriba mediante la pared limitadora
superior 4. En la zona superior del canal colector 14 de burbuja de
gas está conformada la pared limitadora superior 4 de manera que
tiene superficies 16a, 16b de salida de gas que se extienden a
partir de un plano central Z, alineado con la punta 6, hacia los
lados exteriores 15a, 15b de la jaula 2 de bola en dirección de la
zona superior de la jaula 2 de bola.
En el ejemplo de realización representado, las
superficies 16a, 16b de salida de gas están formadas mediante
radios relativamente grandes. Mediante las superficies 16a, 16b de
gas, que discurren desde el plano central Z hacia fuera, se mejora
considerablemente la salida de burbujas de gas.
En la figura 3 se puede observar el ejemplo de
realización del indicador 1 de estado de carga de la figura 1 como
vista trasera. Se puede observar una vez más el canal guía 9 de bola
que se extiende de forma oblicua y el canal colector 14 de burbuja
de gas que se comunica con el canal guía 9 de bola.
En la figura 4 se puede observar el indicador 1
de estado de carga de la figura 1 en el corte B-B en
corte parcial. Resulta evidente que una pared 18 de apoyo de la
jaula 2 de bola está configurada como nervio estrecho para
posibilitar un buen flujo en la jaula 2 de bola.
Se puede observar además que la pared limitadora
inferior 12 de canal está realizada de manera que abarca toda la
superficie entre los elementos limitadores laterales 17a, 17b de la
jaula 2 de bola. La pared limitadora inferior y superior 11, 12 de
canal puede estar realizada también opcionalmente como nervio para
mejorar el rodamiento de la bola 10 en el canal guía 9 de bola, así
como el flujo en la jaula 2 de bola.
En la figura 5 se puede observar una segunda
forma de realización del indicador 1 de estado de carga desde el
lado delantero. A diferencia del indicador 1 de estado de carga de
la figura 1 según la primera forma de realización, las superficies
16a y 16b de salida de gas no están curvadas radialmente del centro
Z al lado exterior 15a y 15b, sino configuradas como planos
oblicuos rectilíneos.
Las superficies 16a, 16b de salida de gas, que
se extienden de forma oblicua del plano central Z a los lados
exteriores 15a, 15b de la jaula 2 de bola, se pueden observar en la
figura 6 que muestra el indicador 1 de estado de carga en el corte
A-A por el lado frontal.
En la figura 7 se puede observar el indicador 1
de estado de carga de la figura 5 desde el lado trasero. Resulta
evidente también aquí que el canal guía 9 de bola, que se extiende
de forma oblicua respecto el eje longitudinal L, desemboca en el
canal colector 14 de burbuja de gas que en el extremo superior tiene
superficies 16a y 16b de salida de gas en la pared limitadora
superior 4.
En la figura 8 se puede observar una tercera
forma de realización del indicador 1 de estado de carga para una
bola 10 en vista delantera. Resulta evidente que el canal guía 9 de
bola tiene dos secciones que se extienden en diagonal en sentido
opuesto entre sí y desembocan de manera que colindan con la punta 6.
Para la salida de burbujas de gas están previstos a ambos lados de
la punta 6 canales colectores 14a y 14b de burbuja de gas que
desembocan de manera que colindan directamente con la punta 6.
Claims (9)
1. Indicador (1) de estado de carga para un
acumulador provisto de un electrolito líquido, con una varilla
visual transparente (7) que tiene en un primer extremo una
superficie de observación y en un segundo extremo, una punta (6)
formada mediante una superficie cónica de reflexión, con una jaula
(2) de bola, que está colocada en el segundo extremo de la varilla
visual y por la que puede circular el electrolito, con elementos
limitadores frontales e inferiores (3a, 3b, 5), así como con una
pared limitadora superior (4) provista de un orificio pasante para
el segundo extremo de la varilla visual (7), y con al menos un canal
guía (9) de bola, que se extiende de forma oblicua respecto al eje
longitudinal (L) de la varilla visual (7) en dirección de la pared
limitadora superior (4), con paredes limitadoras (11a, 11b, 12) de
canal superiores e inferiores y elementos limitadores laterales
(13) de canal para al menos una bola (10) que tiene un peso
específico definido, caracterizado porque la jaula (2) de
bola tiene un canal colector de burbuja de gas que comienza entre la
primera pared limitadora superior (11a) de canal del canal guía (9)
de bola, que discurre de la zona inferior de la jaula (2) de bola a
la punta (6), y la punta (6), así como que se extiende al menos de
la punta (6) en sentido opuesto al canal guía colindante (9) de
bola de forma oblicua hacia arriba, hacia la pared limitadora
superior (4), y que en la zona superior del canal colector (14) de
burbuja de gas tiene superficies (16a, 16b) de salida de gas que
discurren a partir de un plano central (Z), alineado con la punta
(6), hacia los lados exteriores (15a, 15b) de la jaula (2) de bola
en dirección de la zona superior de la jaula (2) de bola.
2. Indicador (1) de estado de carga según la
reivindicación 1, caracterizado porque las superficies (16a,
16b) de salida de gas discurren radialmente hacia fuera del plano
central (Z) hacia los lados exteriores (15a, 15b) de la jaula (2)
de bola.
3. Indicador (1) de estado de carga según la
reivindicación 1, caracterizado porque las superficies (16a,
16b) de salida de gas discurren de forma oblicua hacia fuera del
plano central (Z) hacia los lados exteriores (15a, 15b) de la jaula
(2) de bola.
4. Indicador (1) de estado de carga según una de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las
superficies (16a, 16b) de salida de gas tienen una superficie
rugosa.
5. Indicador (1) de estado de carga según una de
las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la pared
limitadora superior (4), que tiene un lado estrecho dirigido hacia
la punta (6), del canal colector (14) de burbuja de gas, que
discurre en el plano central (Z) en dirección del elemento limitador
inferior (5), se transforma en una pared (18) de apoyo que se
extiende en vertical en dirección del elemento limitador inferior
(5).
6. Indicador (1) de estado de carga según la
reivindicación 6, caracterizado porque la pared (18) de apoyo
finaliza en el primer elemento del canal guía (9) de bola y está
unida íntegramente con el primer elemento del canal guía (9) de
bola.
7. Indicador (1) de estado de carga según una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una
segunda pared limitadora superior (11b) de canal del canal guía (9)
de bola, que se extiende de forma oblicua hacia arriba desde la
punta (6) en dirección de la pared limitadora superior (4), colinda
mediante un espacio intermedio libre con la superficie cónica de
reflexión de la punta (6) y el ángulo de inclinación de la
superficie cónica de reflexión respecto al eje longitudinal (L) de
la varilla visual (7) es menor que el ángulo de inclinación del
canal guía (9) de bola respecto al eje longitudinal (L) de la
varilla visual (7).
8. Indicador (1) de estado de carga según una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque un
canal guía (9) de bola, previsto para el alojamiento de dos bolas
(10), se extiende más allá de la punta (6) de la varilla visual (7)
en dirección de la pared limitadora superior (4).
9. Indicador (1) de estado de carga según una de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque dos canales
guía (9) de bola para el alojamiento de una bola (10) se extienden
en diagonal en sentido opuesto entre sí y desembocan de manera que
colindan con la punta (6).
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