DE19856691C2 - Elektrischer Akkumulator - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein elektrischer Akkumulator, insbesondere ein Bleiakkumulator, mit einem im Zellendeckel angeordneten Entgasungsstopfen.

Übliche Bleiakkumulatoren oder Starterbatterien besitzen ein in mehrere Zellen untergliedertes Gehäuse sowie einen das Gehäuse abschließenden Deckel, in welchem sich jeweils verschließ­ bare Füll- und Kontrollöffnungen befinden. Die der jeweiligen Zellenöffnung zugeordneten Ver­ schlußstopfen haben die Aufgabe, in der Batterie entstehende Ladegase aus dieser herauszu­ führen und gleichzeitig die in der jeweiligen Zelle frei bewegliche Säure am Austritt zu hindern.

Bekannte Entgasungssysteme sind als Schraubstopfen ausgeführt, die hinsichtlich der äußeren Abmessungen, des Gewindes sowie der oben am Stopfenkörper angeordneten Dichtung stan­ dardisiert sind. Verschlußstopfen der bekannten Art haben sich in der Praxis bewährt, das heißt, unter normalen Bedingungen im Nutzkraftwagen erfüllen diese Stopfen die Anforderungen hin­ sichtlich Entgasung und Säurerückhaltung.

Entgasungsstopfen, die mit Umlenkeinbauten in Form von kapillar-aktiven Spalten versehen sind, die zum Abfangen von Flüssigkeitströpfchen aus dem Gasstrom von Akkumulatoren die­ nen, sind beispielsweise in der DE-PS 12 76 151 beschrieben.

Bekannt sind aus der DE-OS 25 52 809 auch im Inneren von Akkumulatoren angeordnete Schwappschutzvorrichtungen in Form von in den Elektrolyten eintauchenden Formkörpern, die eine Vielzahl von Kammern aufweisen, durch welche die Elektrolytoberfläche in viele unabhän­ gige Teilbereiche aufgeteilt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Säurerückhaltung und Trocknungswirkung be­ kannter Konstruktionen unter dem Einfluß extremer Schüttelbeanspruchung zu verbessern und auch in Sonderfällen harter Dauerbeanspruchung Entgasung und Säurerückhalt sicher zu ge­ währleisten, insbesondere bei Starterbatterien mit Kapazitäten von mehr als 100 Ah für Nutz­ kraftwagen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Akkumulator der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteran­ sprüchen zu entnehmen.

Erfindungsgemäß ist mit der Unterseite eines Entgasungsstopfens, der die üblichen Außenab­ messungen aufweist und in seinem Inneren beispielsweise mit kapillar-aktiven Spalten zur Ab­ scheidung von Säuretröpfchen versehen ist, ein Schwappschutzkorb unlösbar verbunden, wel­ cher vorteilhafterweise an seiner Auflagefläche im Gehäusedeckel einen angespritzten Dichtring besitzt.

Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert.

Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Entgasungsstopfen, eingeschraubt in eine Zellenöffnung im Schnitt.

Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Entgasungsstopfen mit zusätzlichem Rückzündschutz, eingeschraubt in eine Zellenöffnung im Schnitt.

Der Entgasungsstopfen gemäß Fig. 1 besitzt einen Stopfenkörper (1) mit eingeknüpftem Stopfendeckel (2) und einem Schwappkorb (3), der mit dem Stopfenkörper (1) unlösbar, vor­ zugsweise durch Reibverschweißung, verbunden ist. Der Stopfenkörper (1) ist an seiner Außen­ seite mit einem Schraubgewinde (9) versehen, über welches er im Gehäusedeckel (11) befe­ stigt ist. Am oberen äußeren Umfang des Stopfenkörpers (1) ist eine Rändelung (10) ange­ bracht, die das Einschrauben des Stopfens erleichtern. Gegebenenfalls kann anstelle des Schraubgewindes (9) ein Bajonettverschluß verwendet werden. Stopfenkörper (1) und Stopfen­ deckel (2) bilden im Inneren ein Labyrinth zur Gastrocknung und zum Abscheiden sowie zum Rückführen von mit dem Gasstrom mitgerissenen Säuretröpfchen. Die Entgasung des Stopfens erfolgt über ein Loch (4) im Stopfendeckel (2). Am Schwappkorb (3) ist ein umlaufender Dich­ tring (5) unverlierbar angespritzt. Dieser Dichtring kann gegebenenfalls oberhalb des Gewindes oder Bajonettverschlusses am Stopfenkörper (1, 13) vorgesehen werden. Der Schwappkorb (3) ist an seinem Umfang mit mehreren sich nach unten kegelförmig erweiternden Schlitzen (6) versehen, die die innere Rücklauffläche (8) des Bodens (7) durchstoßen. An der Unterseite ist der Schwappkorb (3) mit einem sich nach oben erstreckenden kegelförmigen Boden (7) ver­ schlossen. Die inneren Rücklaufflächen (8) des Bodens (7) und die Schlitze (6) enden auf einer Ebene an der Unterseite des Schwappkorbes (3) und gewährleisten im Zusammenspiel ein so­ fortiges Zurücklaufen der bei der Schüttelbeanspruchung möglicherweise eingedrungenen Säu­ re.

Der Schwappkorbstopfen gemäß Fig. 2 besteht aus einem Stopfenkörper (13) mit innenliegen­ der Fritte (14), einem inneren Labyrintheinsatz (15) und einem Schwappkorb (3), der mit dem Stopfenkörper (13) unlösbar vorzugsweise durch Reibverschweißung verbunden ist. Der Stop­ fenkörper (13) ist nach obenhin verlängert, um den Raum bis zur maximalen Batteriehöhe (Hö­ he über den Endpolen) zu nutzen. Das bringt den Vorteil des größtmöglichen Abstandes der Entgasungsöffnung (20) zum Batteriesäurestand. Außerdem ermöglicht es die Unterbringung der Fritte (14) im trockenen Bereich des Stopfenkörpers (13). Die Fritte (14) ist im Stopfeninne­ ren in einer ringförmigen Vertiefung (17) plaziert und wird durch den mit dem Stopfenkörper (13) reibverschweißten Labyrintheinsatz (15) in ihrer Position gehalten und randdicht eingeschweißt. Die Kammer (18) oberhalb der Fritte ist durch definiert angeordnete ringförmige oder parallele Stege (19) in ihrem Volumen verkleinert. Der Stopfen entgast über eine sich seitlich am Stop­ fenkörper befindende Öffnung (20). Der Labyrintheinsatz (15) besitzt einen sich nach oben ver­ jüngenden Schornstein (21) mit zwei ringförmig angeordneten nach außen geneigten Stufen (22). Die Neigung der Stufen beträgt mindestens ca. 10°, sie liegt im Bereich von 10 bis 20°. Die Stufen (22) weisen versetzt angeordnete Unterbrechungen (23) auf. Der Raum oberhalb der Stufen (22) ist mit dem Inneren des Labyrintheinsatzes (15) durch zu den Unterbrechungen (23) um ca. 90° versetzte Löcher (26) in unterschiedlichen Höhen verbunden. Oberhalb der oberen Stufe (22) ist ein Durchtrittsloch (24) in den Gassammelraum (25) unterhalb der Fritte (14) vor­ gesehen. Zur zusätzlichen Abschottung des Durchtrittsloches (24) ist im Bereich der oberen Stufe (22) eine Trennwand (16) angebracht. Der Abstand der Stufen voneinander liegt minde­ stens bei 5 mm, die Breite der Stufen soll mindestens 5 mm betragen. Die Außenflächen des Labyrintheinsatzes (15) sind vorzugsweise aufgerauht. Das Zusammenspiel der Gasdurchtritts­ löcher (24 + 26) sowie der geneigten, versetzt unterbrochenen Stufen (22 + 23) gewährleistet, daß mit dem Gasstrom mitgerissene Säurenebel sich vollständig abscheiden, Säuretropfen zu­ rücklaufen und die Batteriegase vorgetrocknet die Fritte (14) durchströmen können. Am Schwappkorb (3) ist ein umlaufender Dichtring (5) unverlierbar angespritzt. Der Schwappkorb (3) ist an seinem Umfang mit mehreren sich nach unten kegelförmig erweiternden Schlitzen (6) versehen. Unten ist der Schwappkorb (3) mit einem sich nach oben erstreckenden kegelförmi­ gen Boden (7) verschlossen. Die inneren Rücklaufflächen (8) des Bodens (7) und die Schlitze (6) enden auf einer Ebene an der Unterseite des Schwappkorbes (3) und gewährleisten im Zu­ sammenspiel ein sofortiges Zurücklaufen der bei der Schüttelbeanspruchung möglicherweise eingedrungenen Säure.

Beim Einschrauben des Entgasungsstopfens in die Zellenöffnung (11) dichtet der sich am Schwappkorb (3) befindende Dichtring (5) auf einer ringförmigen Stufe (12) in der Zellenöffnung ab. Das Stopfengewinde (9) und die Rändelung (10) am Stopfenkörper (1 + 13) werden von der bei der Schüttelbewegung schwappenden Säure nicht erreicht. Die Wartung des Akkumulators wird dadurch erleichtert, daß alle sicherheitsrelevanten Bestandteile wie Schwappkorb (3) und Dichtring (5) unverlierbar mit dem Stopfenkörper (1 + 13) verbunden sind und der Entgasungs­ stopfen in jeweils einem Arbeitsgang entfernt und wieder eingesetzt werden kann.

Claims (7)

1. Elektrischer Akkumulator, insbesondere Bleiakkumulator, mit im Zellendeckel angeordne­ tem Entgasungsstopfen, der Umlenkeinbauten zum Abfangen von Flüssigkeitströpfchen aus dem Gasstrom besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Unterteil des Entgasungsstopfens (1, 13) ein Schwappkorb (3) unlösbar verbunden ist, dessen Umfang mehrere sich nach unten erweiternde Schlitze (6) aufweist, dessen Unterseite mit einem sich nach oben erstreckenden kegelförmige Boden (7) verschlossen ist, wobei die senkrechten Schlitze (6) die innere Rücklauffläche (8) des Bodens (7) durchstoßen.

2. Elektrischer Akkumulator nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Schwapp­ korb (3) an seiner Auflagefläche einen angespritzten Dichtring (5) aufweist.

3. Elektrischer Akkumulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfenkörper (1, 13) an seiner Außenkontur ein Schraubgewinde (9) oder Elemente für einen Bajonettverschluß aufweist.

4. Elektrischer Akkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Stopfenkörper (13) eine nach außen geschlossene Kontur aufweist, wel­ che die Gesamthöhe der Batterie einschließlich der Endpolhöhe ausnutzt und in dessen Innenraum eine im Gasstrom horizontal angeordnete, randdicht mit einem Labyrinthein­ satz (15) sowie dem Stopfenkörper (13) verschweißte Fritte (14) angeordnet ist und die Kammer (18) oberhalb der Fritte (14) durch ringförmige oder parallele Stege (19) in ihrem Volumen verkleinert ist.

5. Elektrischer Akkumulator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Labyrinth­ einsatz (15) aus einem Zylinder mit mindestens zwei konzentrischen Stufen (22) mit nach außen geneigten Flächen gebildet wird, daß diese Stufen (22) versetzt angeordnete Unterbrechungen (23) aufweisen und daß sich zu den Unterbrechungen (23) jeweils um ca. 90° versetzte Löcher (26) im zylindrischen, sich nach oben verjüngenden Schornstein (21) befinden.

6. Elektrischer Akkumulator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Stufen (22) einen Winkel von mindestens 10° aufweist.

7. Elektrischer Akkumulator nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen des Labyrintheinsatzes (15) aufgerauht sind.