DE2021988C - Verschluß fur gasdichte Akku mulatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verschluß für gasdichte Akkumulatoren mit einem becherförmigen Zellengefäß und einem Zellendeckel mit Entgasungsöffnung und einem Dichtungsteil, das über einen Halter am Zellendeckel festgelegt ist.

Derartige Verschlüsse sind beispielsweise durch die französischen Patentnschriften 1498 875 und 1461569 und die deutschen Gebrauchsmuster 6 909 499 und 1 769 476 bekannt, bei denen jedoch das aus elastischem Werkstoff bestehende Dichtungsteil als Ganzes zwischen einer Schließ- und Offenlage bewegbar ist.

Ferner ist durch die USA.-Patentschrift 3 320 097 ein ringförmiges Dichtungsteil bekannt, das zum Freilegen der Entgasungsöffnung gedehnt wird. Bei den bekannten Bauarten wird die Entgasungscffnung während des gesamten Abblasens voll geöffnet, und zwar mit einem Querschnitt, der weit größer ist als zur Abführung der Gase erforderlich ist. Hierdurch besteht die Gefahr, daß Elektrolyt nach außen gelangen kann, wie auch Luft von außen in das Zellengefäß eindringen kann, dessen Kohlensäuregehalt dem Akkumulator schädlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verschluß der eingangs erwähnten Art so weiter auszugestalten, daß bei der Entlüftung zum Absenken des Druckes im Zellengefäß der Austritt von Elektrolyt und der Eintritt von Luft verhindert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Dichtungsteil als Dichtungskörper aus elastisch verformbarem Werkstoff mit einem konvexen Teil in eine die Entgasungsöffnung des Zellendeckeis umgebende konkave Ausnehmung paßt, zwischen der Ausnehmung und dem Halter unter Druck gehalten und ohne Anheben des Dichtungskörpers als Ganzes nach beendetem Ausströmen des Gases wieder dicht verschlossen ist.

Der Weg für das austretende Gas wird also nicht völlig geöffnet, sondern durch örtliche Verformung des Dichtungsteils im Bereich der austretenden Gasblase geschaffen, während der nicht verformte Teil die Abdichtung aufrecht erhält.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vo: ge sehen, daß der Dichtungskörper einen kegelstumpfförmigen Teil mit einer den konvexen Teil bildenden abgerundeten Spitze aufweist. Bei einer anderen Au> führungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Dichtungskörper eine Kugel ist, die mit einem Teil ihrer Oberfläche in die konkave Ausnehmung im Zellendeckel paßt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine zum Teil geschnittene Seitenansicht eines Akkumulators mit einem Verschluß nach ik r Erfindung.

Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine andere Au^- führungsfor. des Dichtungskörpers.

Der in Γ i g. 1 dargestellte Nickel-Cadmium-Akkumulator enthält positive und negrtive Platten 10, die in einem abgedichteten Behälter enthalten sind, der aus einem Zellengefäß 11 aus nickelplattiertem Stahl und einem Zellendeckel 12 aus Stahl gebildet ist, wobei zwischen dem Zellengefäß und dem Zellendeckt'. eine übliche Gadichtung 13 vorgesehen ist. Der Zellendeckel 12 ist durch elektrisch leitende Streifen 17 mit den positiven Platten verbunden, während das Zellengefäß durch nicht gezeichnete elektrische Verbindungen an die negativen Platten angeschlossen ist.

Die ringförmige Gasdichtung 13 besteht aus elektrisch isolierendem Werkstoff, z. B. Polyamid, und trennt die gebildeten elektrischen Pole des Akkumulators voneinander. Die Gasdicht., ης 13 umfaßt den Rand des Zellendeckels 12 und liegt unten gegen eine Sicke 14 am Zellengefäß 11 an, während sie oben gegen einen nach dem Einsetzen des Zellendeckels 12 radial nach innen umgebördelten Ringflansch 15 anliegt. Zur Verbesserung der Abdichtung kann die Gasdichtung 13 mit einem Füllstoff bekleidet sein, z. B. mit vor dem Zusammenbau aufgebrachtem Bitumen.

Beim Aufladen des Akkumulators bildet sich an den positiven Platten Sauerstoff, und um einen Druckanstieg in dem Zellengefäß über einen vorgegebenen Wert zu unterbinden, ist eine Entgasung vorgesehen, die erfindungsgemäß so ausgebildet ist, daß sie nach dem Auslassen von Sauerstoff sofort wieder abdichtend schließt, um weitere Verluste an Sauerstoff oder Elektrolyt zu verhindern, und das Eintreten von Luft auszuschließen, die für den Akkumulator schädliche Kohlensäure enthält.

Hierzu enthält der Zellendeckel 12 eine Entgasungsöffnung 20, die von ein^r konkaven Ausnehmung 19 in der oberen Fläche des Zellendeckels 12 ausgeht. Diese Ausnehmung bildet einen Ventilsitz für eine konvexe Fläche 25 an einem Dichtungskörper 23 aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, der die Entgasungsöffnung 20 verschließt. Der Dichtungskörper 23 ist von einem napfartigen Halter 21 überdeckt, der mit der oberen Fläche des Zellendekkels 12, beispielsweise durch Punktschweißen, verbunden ist. Im Ausführungsbeispiel enthält der Halter 21 zusätzlich eine Gasauslaßöffnung 22. Die Höhe des Halters 21 ist auf den Dichtungskörper 23 so ab-

if-

gestimmt, daß letzterer gegen die konkave Fläche der Ausnehmung 19 unter Druck gehalten wird und gegen ein Ausweichen gesichert ist Bei Überschreiten eines vorgegebenen Gasdruckes im Zellengefäß 11 verformt sich der Dichtungskörper 23, um im Bereich der Ausnehmung 19 einen Weg für das Gas freizugeben, der soujrt bei Beenden des Abströmens des Gases wieder dicht verschlossen wird. Dieses Öffnen der Entgasungsöffnung 20 erfolgt also ohne ein Anheben des Dichtungskörpers 23 als Ganzes. Es wurde festgestellt, daß durch diese Ausbildung das Wieder- \ erschließen der Entgasungsöffnung 20 schnell und zuverlässig erfolgt, so daß Kohlensäure nicht in das ZcitengeFäß gelangen kann. Das abströmende Gas gehmgt über den Halter 21 ins Freie. Dies kann bei (<·.!> <τ gasdichten Verbindung des Halters21 mit dem /.:;cndeckel 12 allein durch die Gasauslaßöffnung :; . i folgen, die aber entbehrlich sein kann, wenn der i',. ter21 nicht gasdicht mit dem Zellender'cel 12 verbinden wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 liegt der [i^htungskörper 23 mit einer ebenen Fläche gegen (' η Halter 21 an und hat neben diesem einen zylindrischen Teil 26. Die· ■:% geht in einen kegelstumpff.'-rmigen Teil 27 übei, an den sich ein abgerundeter 1 jil 28 anschließt, an dem die konvexe Fläche 25 ge-ί ;det ist, die gerben die konkave Ausnehmung 19 des 7 jllendeckels 12 anliegt.

Dei der abgewandelten Bauform nach Fig. 2 hat der Dichtungskörper die Form einer Kugel 23a, die zwischen dem Halter 21 und der konkaven Ausnehmung 19 eingespannt ist. Diese Kugel 23 a weist einen über einen Größtkreis reichenden Bund 24 auf. Wird die Kugel aus zwei Teilen als Preßteil hergestellt, so befindet sich der Bund 24 im Bereich der Trennebene, so da3 der Grat an der Trennfläche nicht in den Bereich der konkaven Ausnehmung 19 gelangen kann. Die konvexe Fläche 25 des Dichtungskörpers wird in diesem FaIh durch einen Teil der Oberfläche der Kugel 23 α gebildet.

Bei der Auswahl des Werkstoffs für Dichtungsieil 23 oder 23 α muß zunächst der Wert des Druckes berücksichtigt werden, bei dem Gas entweichen soll. Hieraus ergibt sich Formgebung, Abmessung und Art des Werkstoffs, um die erforderliehe Verformung des Dichtungsteils bei diesem Druck zu erhalten. Diese Verformung ist so zu bestimmen, daß bei Druckentlastung die Rückverformung in die ursprüngliche Ge-

S stalt schnell erfolgt.

Der für den Dichtungskörper verwendete Werkstoff soll unempfindlich gegen Alkalien sein, damit er vom Elektrolyten des Akkumulators nicht beschädigt werden kann. Chloroprenkautschuk ist für diesen Zweck

ίο besonders geeignet. Zu bevorzugen ist ein schwefelfreier modifizierter Chloroprenkautschuk, dem verschiedene erwünschte Zusätze beigemischt werden können, um folgende Eigenschaften zu erhalten:

'5 Härte 52°I.R.H.

(International Rubber Hardness Digrees)

Zugfestigkeit 171 kg/cm-

Elastizitätsmodul

bei 300 °/o Dehnung 63 kg/cm-'

Bruchdehnung (i50%>

a₅ Bfeibende Verfoimung

bei 70° C 17,4<Vo

Torsionsmodul bei ~20~ C _
Torsionsmodul bei +20⁰C

Die Zusätze bestehen aus Antioxydationsmitteln,

Weichmachern, Schmiermitteln und Härtemitteln. Die

Dichtungskörper werden aus einem solchen Werkstoff

unter Druck und Wärme während einer bestimmten Zeit gepreßt.

Es können auch andere Werkstoffe für die Dichtungskörper verwendet werden, wie z. B. Äthylen-Propylen-Gummi, Butylgummi, Thiokol oder Polyurethane, die in entsprechender Weise auf die gewünschten Eigenschaften einzustellen sind.

Die Dichtungskörper sind einfach in der Herstellung, also billig, und leicht zu montieren. Sie arbeiten in zuverlässiger Weise und unterstützen damit, daß der Akkumulator eine höhere Lebenszeit erhält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verschluß für gasdichte Akkumulatoren mit einem becherförmigen Zellengefäß und einem Zellendeckel mit Entgasungsöffnung und einem bichtungsteil, das über einen Halter am Zellendeckel festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsteil als Dichtungskörper (23) aus elastisch verformbaren Werkstoff mit einem konvexen Teil (25) in eine die Entgasungsöffnung (20) des Zeüendeckels (12) umgebende konkave Ausnehmung (19) paßt, zwischen der Ausnehmung (19) und dem Halter (21) unter Druck gehalten und ohne Anheben des Dichtungskörpers (23) als Ganzes nach beendetem Ausströmen des Gases wieder dicht verschlossen ist.

2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungskörper (23) einen kegelstumpfförmigen Teil (27) mit einer den konvexen Teil (25) bildenden abgerundeten Spitze (28) aufweist.

3. Verschluß nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungskörper eine Kugel (23a) ist, die mit einem Teil ihrer Oberfläche in die konkave Ausnehmung (19) im Zellendeukel (12) paßt