FI111418B - Akku, varsinkin lyijyakku sopivimmin hyötyajoneuvoja varten - Google Patents

Description

111418 AKKU, VARSINKIN LYIJYAKKU SOPIVIMMIN HYÖTYAJONEUVOJA VARTEN - ACCUMULATOR, SÄRSKILT BLYACKUMULATOR LÄMPLIGEN FÖR NYTTO-FORDON 5

Keksintö koskee akkua, erityisesti lyijyakkua, edullisesti hyötymoottoriajoneuvoihin, jossa on useita kennoja sisältävä kotelo sekä kotelon sulkeva kansi, ja jossa alaosan ja siitä erillisen yläosan väliin on muodostettu labyrintti-10 mäinen ontelo hapon erottamiseksi, jossa kannen alaosa pe-ruskannen muodossa on sijoitettu ja liitetty siihen, jossa kansi on edelleen varustettu kaasunpoistoaukolla, joka on varustettu sytytyksen estovälineillä, ja käsittää täyttöjä tarkastusaukon kennoja varten, joka kussakin tapauksessa 15 voi tarvittaessa olla tiivistetty.

Tällainen lyijyakku on tunnettu julkaisusta DE-GM 84 30 246.

Se muodostuu muovikotelosta, johon on järjestetty useita kennoja, joita tavallisesti on kuusi kappaletta. Kotelo ken-20 noineen suljetaan kannella, joka sovitetaan kotelon päälle. Kansi muodostuu tällöin peruskannesta ja siihen nähden välimatkan päähän järjestetystä peiteosasta, joiden väliin on muodostettu ontelo hapon erottamiseksi. Jotta lyijyakun toimiessa syntyvät kaasut johdettaisiin pois, on kansi lisäksi 25 varustettu kaasunpoistoaukolla, jossa on sytytyssuoja liek-kisiiviläventtiilin muodossa. Lopuksi tunnetussa lyijyakussa on jokaista kennoa varten täyttö- ja tarkastusaukko, joka on suljettavissa vastaavalla sulkutulpalla.

30 Tunnettu lyijyakku, jossa on kanteen integroitu kaasunpois-tojärjestelmä sekä suoja ulkoapäin tapahtuvaa syttymistä vastaan, on rakenteeltaan hyvin epäedullinen. Lyijyakun tilantarve on suhteellisen suuri niin, että sijoitusmahdollisuudet ovat rajoitetut. Varsinkin hyötyajoneuvokäytössä 35 osoittautuu kookas rakennetapa erityisen epäedulliseksi.

2 111418 Tästä poiketen on keksinnön tehtävänä saada aikaan akku, varsinkin lyijyakku sopivimmin hyötyajoneuvoja varten, jonka akun kansi on matala.

5 Teknisenä ratkaisuna ehdotetaan keksinnön mukaan, että kannen yläosa peitelevyn muodossa on sijoitettu päälle olennaisesti samaan tasoon peruskannen yläosan kanssa muodostamaan kannen, ja että allasmaisen syvennyksen syvyys on suurempi kuin peruskannen reunan korkeus, joka ulottuu alapuo-10 Ien ympäri, ja jonka avulla peruskansi on asetettu kotelon päälle.

Tämän teknisen ratkaisun mukaan muodostettu kansi lyijyakkua varten on rakennekorkeudeltaan pieni niin, että lyijyakun 15 tilantarve pystysuorassa suunnassa pienenee minimiin. Tämä tekee lyijyakun varsinkin hyötyäjoneuvosektorilla erityisen käyttökelpoiseksi ja sopivaksi. Kannen peruskannen allasmai-nen syvennys määrittelee tällöin olennaisesti ontelon ja ottaa vastaan olennaisesti kaikki ne osat, jotka ovat tarpeen 20 hapon erottamiseksi. Peitelevyn kiinnittäminen peruskanteen voi tällöin tapahtua hitsaamalla, varsinkin kuumahitsaamalla tai jollain muulla tavalla. Peruskannessa on tällöin jokaista erillistä kennoa varten aukko täyttämistä, kaasunpoistoa sekä hapon takaisinvirtausta varten. Akun asentamista varten 25 valmistetaan lähinnä kansi, jolloin peitelevy kiinnitetään peruskanteen edellä kuvatulla tavalla. Näin valmistetun kannen avulla voidaan sitten suorittaa lähinnä koko kaasunpois-toalueen tiiveyskoe kannessa. Mikäli tämä on tapahtunut menestyksellisesti, kiinnitetään tämän jälkeen koko kansi akun 30 koteloon, minkä jälkeen voidaan suorittaa taas yksittäisten kennojen tiiveyskoe. Näin muodostettu akku litteine kansi-neen on pinoamiskelpoinen ja ylivuotamaton. Myöhemmin tapahtuva akun täyttäminen elektrolyytillä on mahdollista ongelmattomasti .

35 Kanteen muodostettu ontelo on täten osittain upotettu akun koteloon, mistä on seurauksena kannen litteän rakenteen li-säoptimointi.

3 111418

Erään edullisen edelleenkehitysmuodon mukaan ehdotetaan, että allasmaiseen syvennykseen sekä peitelevyn alasivuun on muotoiltu toisiaan vastaavat rivat, jotka toisaalta määrittelevät labyrintin ja toisaalta muodostavat keskinäisen tu-5 ennän kannen stabiloimiseksi. Täten on aikaansaatavissa teknisesti hyvin yksinkertaisella tavalla erittäin toimintakelpoinen kansi, joka toteuttaa toisaalta optimaalisen hapon erottamisen ja toisaalta optimaalisen stabiliteetin. Labyrintin rivat muodostavat tällöin lisäksi esteen kennoissa 10 olevalle hapolle, kun akkua kallistetaan.

Keksinnön erään edelleenkehitysmuodon mukaan ehdotetaan, että akun napaläpiviennit sijaitsevat kannessa alueella, jota peitelevy ei peitä. Täten saadaan kannen peitelevyn alueelle 15 tasainen pinta niin, että sen päälle voidaan järjestää esimerkiksi vastaavia kiinnityselimiä ilman, että vaikutetaan häiritsevästi napoihin. Täten toteutetaan myös erittäin hyvä pinottavuus.

20 Erään edullisen edelleenkehitysmuodon mukaan ehdotetaan, että erillisten kennojen alueilla allasmaisen syvennyksen pohja on koko kennoalueella muodostettu kennoaukkoon päin suppilomaiseksi täyttämistä, kaasunpoistoa sekä hapon palautusta varten. Jokaisen kennon valumispinnalla on siten kalte-25 vuus, jonka syvin kohta on kennon aukko niin, että onteloon kerääntynyt, kondensoitu happo on ongelmattomasti palautettavissa kennoon.

Erään edelleenkehitysmuodon mukaan ehdotetaan, että perus-30 kannen alasivulle on järjestetty kunkin kennon levypakettiin nojaavia ja tätä tukevia tukielimiä. Täten saavutetaan levy-pakettien varma kiinnitys kennojen sisällä niin, että on mahdollista häiriötön käyttö erityisesti suurien mekaanisten rasitusten esiintyessä.

35 4 111418

Eräässä edelleenkehitysmuodossa ehdotetaan, että kennot on järjestetty useaan, sopivimmin kahteen riviin, jotka on erotettu toisistaan niiden väliin järjestetyllä väliseinällä ja jonka päähän on järjestetty kaasunpoistoaukko, jossa on 5 sytytyssuoja. Kaasun poisto tapahtuu siten kennosta kennoon, jolloin jokaisen rivin päähän järjestetty kaasunpoistoaukko määrittää keskitetysti kaasunpoiston. Kaasunpoistoaukkoon kulkevan pitkän tien johdosta voidaan hyvin paljon haposta erottaa uudelleen ja palauttaa.

10 Tämän edelleen kehitysmuodossa ehdotetaan, että kunkin rivin kennoissa on levypaketit järjestetty peräkkäin. Tällöin on ymmärrettävä, että levyt, jotka muodostavat levypaketteja, on suunnattu yhdensuuntaisesti kotelon pitkittäisten si-15 vuseinien kanssa niin, että levypakettien levyt sijaitsevat siis rivien pituussuunnassa.

Sytytyssuojassa on sopivimmin esikammio ja jälkikammio. Tämä toteuttaa happokaasujen optimaalisen läpikulun sytytyssuojan 20 läpi, jolloin jälkikammiosta johdetaan kaasut ulos akusta.

Sytytyssuojan erään edelleenkehitysmuodon mukaan ehdotetaan, että tämän liitäntään on kannen peruskannessa muodostettu kaasunpoistokanava. Tämän kaasunpoistokanavan läpi tapahtuu 25 siten kaasujen ulosvirtaus akusta.

Jotta kaasut eivät virtaisi kontrolloimattomasti ulos akusta, kaasunpoistokanavaan on liitettävissä kaasunpoistoletku kaasunpoistamiseksi.

30

Kaasunpoistokanavan eräässä edelleenkehitysmuodossa ehdotetaan, että tämä on kalteva. Kaasunpoistokanavan toisessa edelleenkehitysmuodossa ehdotetaan, että tämä kulkee rivin pituussuunnassa vinosti kotelon sivuseinään nähden. Lopuksi 35 riveille järjestetyt kaasunpoistokanavat ovat yhteydessä keskenään niin, että täten toteutuu tasaantuminen.

5 111418

Lopuksi ehdotetaan eräässä edelleenkehitysmuodossa, että sytytyssuoja on vinosti järjestetty liekkisiivilä. Tällä on se etu, että veden mahdollisesti poistuessa liekkisiivilästä erilliset partikkelit valuvat liekkisiiviläkammion pohjalle, 5 josta käsin palautus kennoihin on mahdollinen. Täten on edelleen mahdollista kaasun poistuminen akusta ja liekkisii-vilän huokosaukkojen tukkeutuminen estyy. Liekkisiivilät on järjestetty redundantisti.

10 Edellä selostetut keksinnön edulliset edelleenkehitysmuodot esittävät sinänsä kaikki omaperäisiä keksintöjä ilman, että nämä edelleenkehitysmuodot pakosta liittyvät kannen litteään rakennetapaan.

15 Keksinnön mukaisen lyijyakun erästä sovellutusesimerkkiä, johon on yhdistetty kaasunpoistojärjestelmä sekä suoja ulkoista syttymistä vastaan, selostetaan seuraavassa viittaamalla oheisiin piirustuksiin. Näissä esittää: 20 Kuvio l päältä katsottuna lyijyakkua, josta kannen peitele-vy on otettu pois;

Kuvio 2 päältä katsottuna kuviossa 1 esitettyä lyijyakkua, jossa kuitenkin on asetettu paikalleen; 25

Kuvio 3 kuviosta 2 pitkin viivaa III-III otettua leikkausta ;

Kuvio 4 kuviosta 1 kaasunpoistokanavan kautta pitkin viivaa 30 IV-IV otettua leikkausta;

Kuvio 5 kuviosta 1 sytytyssuojan kautta pitkin viivaa V-V otettua leikkausta; 35 Kuvio 6 kuviosta 2 pitkin viivaa VI-VI otettua leikkausta, joka on otettu sulkutulpalla suljetun täyttö- ja huoltoaukon kautta.

6 111418

Lyijyakku muodostuu muovia olevasta kotelosta 1, johon on järjestetty kaikkiaan kuusi kennoa kahteen riviin. Kennojän-nite johdetaan kahden navan 2 kautta.

5 Ylhäältä avoin kotelo l on suljettu samoin termoplastista muovia olevalla kannella 3. Tämä kansi 3 koostuu tällöin peruskannesta 4 sekä peitelevystä 5. Kuten kuvion 3 mukaisesta leikkauksesta nähdään, on kannen 1 peruskannessa allasmainen syvennys 6, joka on yläpuolelta suljettu peite-10 levyllä 5 niin, että peitelevy 5 sulkee peruskannen 4 yläsi-vun tukevasti. Kannen 3 peruskannen 4 ja peitelevyn 5 väliin rajoittuu ontelo 7 hapon erottumista sekä lyijyakun kaasun-poistoa varten. Kansi 3 kiinnitetään koteloon 1 siten, että kannen 3 peruskannessa 4 on alapuolella ympärikiertävä reuna 15 8, joka on hitsattu kiinni kotelon 1 yläreunaan.

Peruskannessa 4 on sillä alueella, jota peitelevy 5 ei peitä, napaläpivienti 9 napoja 2 varten. Kuten kuviossa 2 on ruutuviivoituksella esitetty, voidaan napojen 2 alue suojata 20 kosketussuojana yksiosaisella suojuksella 10. Tämä on levitetty paikalleen pistettävänä osana ja voidaan saattaa erilaisiin asentoihin akun liitäntäkaapelin asennuksen helpottamiseksi. Tämä suojus 10 on lukittavissa sekä lepo-asentoon että avattuun pääteasentoon.

25

Jokaisessa kuudesta kennosta on peruskanteen 4 muodostettu aukko 11 kennon täyttämistä, kaasunpoistumista sekä hapon paluuvirtausta varten. Tähän aukkoon 11 on muotoiltu kennossa pystysuorasti alaspäin ulkoneva indikaattorisauva 12, 30 joka toimii maksimaalisen happopinnan osoittimena. Peruskan-si 4 on aukon 11 alueella muodostettu suppilomaiseksi, jossa kaikilla valumapinnoilla 13 on putous, jonka syvin kohta on aukko 11 niin, että saadaan aikaan kondensoituneen hapon paluuvirtaus. Aukon 11 ympärille on järjestetty rengasmainen 35 suojalaippa 14, joka pitää akun mahdollisen, lyhytaikaisen kallistumisen aikana hapon paikallaan, jolloin vain vähäinen määrä joutuu peruskannen 4 ja peitelevyn 5 väliin muodostettuun, kammiomaiseen onteloon 7. Hapon pysyvyyttä parannetaan 7 111418 vielä siten, että kannen 3 peruskannen 4 ja peitelevyn 5 väliin on järjestetty ripoja 15.

Pitkittäissuuntaiset, listamaiset rivat 16 ottavat vastaan 5 akkua kiinnitettäessä kannen 3 kautta syntyvät jännitysvoimat .

Kansi 3 on varustettu integroidulla kaasunpoistojärjestelmällä. Tällöin on järjestetty esitetyssä sovellutuses inter -10 kissä vastaavasti molempia kennorivejä varten kaksi toisistaan riippumatta toimivaa kaasunpoistojärjestelmää. Tässä tarkoituksessa on molempien rivien väliin järjestetty keskeinen väliseinä 17, joka erottaa molemmat rivit kaasutii-visti toisistaan. Kaasunpoisto molemmissa riveissä tapahtuu 15 kennosta kennoon. Kaasu virtaa tällöin aukkojen 11 läpi peruskannen 4 ja peitelevyn 5 väliin muodostettuun onteloon 7. Kuljettuaan kennojen välisten kaasunpoistoreikien 18 kautta joutuvat kaasut labyrintin 19 läpi sytytyssuojan 21 esikammioon 20, jonka perään taas on järjestetty jälkikammio 20 22. Kaasut joutuvat täten esikammiosta 20 ohitettuaan perus- kanteen 4 muodostetun reiän 23 liekkisiivilän muodostaman sytytyssuojan 21 alueelle, jonka läpi kaasut virtaavat ja päätyvät tällöin jälkikammioon 22. Sytyyssuoja 21 on nojaus-kohdilla 24 yhdistetty peruskannen 4 nojausreunoihin 25.

25 Sytytyssuojalla 21 toteutetaan suoja ulkopuolista syttymistä vastaan. Molempien rivien sekä esikammiot 20 että myös jälkikammiot 22 ovat yhteydessä toisiinsa ja, koska on järjestetty kaksi sytytyssuojaa 21, on saatu aikaan moninkertainen kaasunpoistovarmistus. Koska sytytyssuojan 21 30 liekkisiivilät on järjestetty vinoon asentoon, varmistetaan se, että liekkisiivilän kastuessa mahdollisesti läpi erottuvat partikkelit virtaavat esikammion 20 pohjalle 26 ja edelleen valumapintojen 13 ja aukkojen 11 kautta takaisin kennoihin. Koska liekkisiivilän huokosaukot eivät tukkeudu, 35 tapahtuu edelleen kaasun poistuminen.

Kummankin kennorivin jälkikammioista 22 johdetaan sitten purkauskaasut kanavien 27 muodossa olevien kaasunpoistoauk- 8 111418 kojen kautta pois akusta. Nämä kaasunpoistokanavat 27 ovat, kuten kuvion 4 mukaisesta leikkauksesta on nähtävissä, kaltevia sekä johdettu vinossa asennossa kotelon 1 pituussuuntaisiin sivuseiniin nähden. Lisäksi ne on varustettu 5 normitetulla liitännällä 28 niin, että purkauskaasut voidaan kontrolloidusti johtaa letkujen avulla pois.

Jokaisessa kennossa on täyttö- ja huoltoaukko 29, joka voidaan sulkea sulkutulpalla 30 ja väliin järjestetyllä 10 tiivisteellä 31.

Kuvion 3 mukaisessa leikkauksessa nähdään erillisten kennojen levypaketit 32. Nämä on tuettu tukielimien 33 avulla. Tukielimien 33 yhdistäminen peruskanteen 4 tapahtuu syven-15 nyksissä 34 vastaavalla tavalla järjestettyjen ripojen 35 avulla.

Esitetylle akulle on ominaista erittäin litteä ja vähän korkeutta vaativa kansi 3. Lisäksi sillä on pitkittäissuun-20 nassa suuri kallistusturvallisuus (90°) ilman, että syntyy vaaraa hapon kontrolloimattomasta ulosvirtauksesta. Ohjaus-laippojen 36 erikoisella järjestelyllä suojataan sytytyssuo-ja 21 lisäksi hapon kastelulta ja siten saavutetaan akun erityisen suuri kallistusturvallisuus. Akku on käyttökelpoi-25 nen erityisesti hyötyajoneuvoissa käynnistys- ja käyttöpa-ristona. Akku ei kuitenkaan rajoitu tälle käyttöalueelle, vaan sitä voidaan yhtä hyvin käyttää kaikkialla siellä, missä vaaditaan akuilta litteäksi rakennettua kantta 3 sekä suurta kallistusturvallisuutta.

30 9 111418

Viittausnumeroluettelo I kotelo 30 sulkutulppa 5 2 napa 31 tiiviste 3 kansi 32 levysarja 4 peruskansi 33 tukielin 5 peitelevy 34 syvennys 6 allasmainen syvennys 35 ripa 10 7 ontelo 36 ohjauslaippa 8 reuna 9 napaläpivienti 10 suojus II aukko 15 12 indikaattorisauva 13 valumapinta 14 suojalaippa 15 ripa 16 ripa 20 17 väliseinä 18 kaasunpoistoreikä 19 labyrintti 20 esikamntio 21 sytytyssuoja 25 22 jälkikammio 23 reikä 24 nojauskohta 25 nojausreuna 26 pohja 30 27 kaasunpoistokanava 28 liitäntä 29 täyttö- ja huoltoaukko

Claims (15)

1. Akku, erityisesti lyijyakku, edullisesti hyötymoottori-ajoneuvoihin, jossa on useita kennoja sisältävä kotelo 5 (1) sekä kotelon sulkeva kansi (3), ja jossa alaosan ja siitä erillisen yläosan väliin on muodostettu labyrint-timäinen ontelo (7) hapon erottamiseksi, jossa kannen (3) alaosa peruskannen muodossa on sijoitettu ja liitetty siihen, jossa kansi (3) on edelleen varustettu kaa- 10 sunpoistoaukolla, joka on varustettu sytytyksen estovä- lineillä (21), ja käsittää täyttö- ja tarkastusaukon (2) kennoja varten, joka kussakin tapauksessa voi tarvittaessa olla tiivistetty, tunnettu siitä, että kannen (3) yläosa peitelevyn (5) muodossa on sijoitettu päälle 15 olennaisesti samaan tasoon peruskannen (4) yläosan kans sa muodostamaan kannen, ja että allasmaisen syvennyksen (6) syvyys on suurempi kuin peruskannen (4) reunan (8) korkeus, joka ulottuu alapuolen ympäri, ja jonka avulla peruskansi on asetettu kotelon (3) päälle. 20

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen akku, tunnettu siitä, että allasmaiseen syvennykseen (6) sekä peitelevyn (5) alasivuun on muotoiltu toisiaan vastaavat rivat (15, 16) , jotka toisaalta määrittelevät labyrintin ja toi- 25 saalta muodostavat keskinäisen tuennan kannen (3) stabi- loimiseksi

3. Jonkin patenttivaatimuksista 1-2 mukainen akku, tunnettu siitä, että akun napaläpiviennit (9) sijaitsevat kannes- 30 sa (3) alueella, jota peitelevy (5) ei peitä.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen akku, tunnettu siitä, että erillisten kennojen alueilla allasmaisen syvennyksen (6) pohja on koko kennoalueella muodostettu 35 kennoaukkoon (11) päin suppilomaiseksi täyttämistä, kaa- sunpoistoa sekä hapon palautusta varten. „ 111418

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen akku, tunnettu siitä, että peruskannen (4) alasivulle on järjestetty kunkin kennon levypakettiin (32) nojaavia ja tätä tukevia tukielimiä (33). 5

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen akku, tunnettu siitä, että kennot on järjestetty useaan, sopivimmin kahteen riviin, jotka on erotettu toisistaan niiden väliin järjestetyllä väliseinällä (17), jonka päässä si- 10 jäitsee yksi tai useampia yhtenäisiä kaasunpoistoaukkoja (27), joissa on sytytyssuoja (21).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen akku, tunnettu siitä, että kunkin rivin kennoissa on levypaketit (32) järjestet- 15 ty peräkkäin.

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen akku, tunnettu siitä, että sytytyssuojassa (21) on esikammio (20) sekä jälkikammio (22) . 20

9. Jonkin patenttivaatimuksista 6-8 mukainen akku, tunnettu siitä, että sytytyssuojan (21) liitäntään kannen (3) pe-ruskannessa (4) on muodostettu kaasunpoistokanava (27).

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen akku, tunnettu siitä, että kaasunpoistokanavaan (27) on liitettävissä kaasunpoistoletku kaasun poistamiseksi.

10 111418

11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen akku, tun- 30 nettu siitä, että kaasunpoistokanava (27) on kalteva.

12. Jonkin patenttivaatimuksista 9-11 mukainen akku, tunnettu siitä, että kaasunpoistokanava (27) kulkee rivin pituussuunnassa vinosti kotelon (1) sivuseinään näh- 35 den.

13. Jonkin patenttivaatimuksista 9-12 mukainen akku, tunnettu siitä, että riveille järjestetyt kaasunpoisto- 12 111418 kanavat (27) ovat yhteydessä keskenään ja muodostavat reduntantin järjestelmän.

14. Jonkin patenttivaatimuksista 6-13 mukainen akku, 5 tunnettu siitä, että sytytyssuoja (21) on vinosti jär jestetty liekkisiivilä.

15. Patenttivaatimusten 1-14 mukainen akku, tunnettu siitä, että kaasunpoistojärjestelmään on sijoitettu yksi 10 tai useampia reduntantin järjestelmän muodostavia vent tiilejä. 13 111418