CH634171A5 - Bleiakkumulator. - Google Patents

Description

634171

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Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE

1. Bleiakkumulator, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Teilfläche der äusseren Zellenbegrenzung oberhalb des Säurespiegels von einer Einfassung geringerer Materialdicke und/oder geringerer Festigkeit begrenzt ist.

2. Bleiakkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilfläche in der waagerechten Fläche des Deckels angeordnet ist.

3. Bleiakkumulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfassung von der Innenseite des Deckels her in das Deckelmaterial eingeformt ist.

4. Bleiakkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die die Teilfläche begrenzende Einfassung eine Rille ist, die zu einer geringeren und gleichmäs-sigen Materialdicke führt.

5. Bleiakkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die die Teilfläche begrenzende Einfassung eine Rille ist, die zu einer geringeren und ungleich-mässigen Materialdicke führt.

6. Bleiakkumulator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die verbleibende Materialdicke beim Umlauf um die Teilfläche ein oder mehrere Male wechselt.

7. Bleiakkumulator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die verbleibende Materialdicke das 0,2- bis 0,6fache der kleinsten Wandstärke von Deckel bzw. Behälter beträgt.

Bleiakkumulatoren entwickeln insbesondere beim Laden Gase, die unter besonderen Bedingungen zu Explosionen führen können. Gase entstehen auch dann, wenn der Akkumulator nicht in Betrieb ist durch die Selbstentladung.

Grundsätzlich sind zwei Arten der Zündung für Explosionen von gasenden Akkumulatorenzellen denkbar, nämlich die Aussenzündung ausserhalb der Batterie und die innerhalb der Batterie. Bei Zündung ausserhalb der Batterie, bei der ohne besondere Vorkehrungen ein Durchzünden durch die Entgasungsstopfen nach innen erfolgt, lässt sich eine Explosion der Zellen mit hoher Sicherheit durch die Anwendung von Explosionsschutzstopfen verhindern. Dabei werden als Zündfunkenbarrieren poröse Fritten benutzt, die das Prinzip der Aufteilung des Gasungsstroms in viele extrem kleine Fäden verwirklichen.

Bei einer Innenzündung ist dagegen eine Explosion praktisch nicht vermeidbar, da die Ladegase bzw. Überladegase und der Zündfunke im gleichen abgeschlossenen Raum innerhalb des Akkumulators entstehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem ein- oder mehrzelligen Bleiakkumulator die Folgen einer solchen Reaktion, die von leichter Verpuffung bis zu schwerer Explosion gehen kann, in möglichst engen Grenzen zu halten.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass mindestens eine Teilfläche der äusseren Zellenbegrenzung oberhalb des Säurespiegels von einer Einfassung geringerer Materialdicke und/oder geringerer Festigkeit begrenzt ist. Die so entstehenden Sollbruchflächen werden vornehmlich in der waagerechten Deckelfläche angeordnet. Wenn es bei Vorhandensein einer derartigen Sollbruchfläche zu einer Explosion, sei es durch Innenzündung oder durch Aussenzündung - wenn keine Explosionsschutzstopfen verwendet wurden - kommt, reisst die Zelle längs der verjüngten, die Teilfläche umlaufenden Linie auf und der Explosionsdruck kann ins Freie gelangen. Selbstverständlich ist es möglich, mehrere solcher Sollbruchflächen vorzusehen.

Ohne die erfindungsgemässen Vorkehrungen sind die Folgen einer Zellenexplosion meist beträchtlich; dabei werden einerseits Zellenteile weggeschleudert und können Schaden anrichten, anderseits können die Zellenwände bis unter den Säurespiegel aufreissen, so dass die Schwefelsäure ausläuft und erheblich Schaden anrichtet.

Von besonderer Bedeutung ist die Dimensionierung der Restmaterialdicke der Begrenzung der Teilflächen bzw. Sollbruchflächen. Sie muss so vorgenommen werden, dass die Zelle bei einer Explosion mit Sicherheit entlang der vorgesehenen Linie aufreisst. Die Materialdicke muss aber auch dort noch so gross sein, dass bei normaler Beanspruchung keine Beschädigung auftreten kann. In praktischen Versuchen hat sich gezeigt, dass die Materialdicke zwischen 0,2 bis 0,6 der Materialdicke der normalen Zellenwandung sein sollte. Diese normale Materialdicke beträgt bei Bleiakkumulatorenbehältern aus Polypropylen etwa 1,6 bis 2,8 mm.

Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung anhand der Fig. 1 bis 5 näher erläutert.

Fig. 1 zeigt dabei den üblichen Blockdeckel 1 für Bleiakkumulatoren in einer Draufsicht. Die waagerechten Flächen dieses Blockdeckels sind mit den erfindungsgemässen Sollbruchflächen 2 versehen. Die Aufreisslinien sind mit 3 bezeichnet.

Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt durch den Akkumulator längs der Linie AB aus Fig. 1. Wie aus diesem Teilschnitt ersichtlich, ist in die Deckelwand 4 eine Rille 3 eingearbeitet, so dass die Sollbruchfläche 2 von einer Einfassung umgeben ist, die lediglich eine verbleibende Materialdicke 5 besitzt. Dies ist auch Fig. 3 zu entnehmen, welche ein Schnitt längs der Linie CD in Fig. 1 ist. Die Materialdicke ist dabei durch die Ausbildung der umlaufenden Einfassung gleichmässig verringert.

Eine Verbesserung und eine höhere Sicherheit lässt sich dadurch erreichen, dass, wie in Fig. 4 gezeigt, die verbleibende Materialdicke nicht konstant ist, sondern eine Restmaterialdicke verbleibt, welche in ihrer Grösse wechselt. Wie in Fig. 4 dargestellt, besitzt die Restmaterialdicke Wellentäler 51 und Wellenberge 52. Insbesondere die Wellenberge 52 wirken dabei einer unbeabsichtigten Beschädigung entgegen, während bei einer Explosion das Material in den Wellentälern 51 im ersten Moment sicher aufreisst, so dass eine Perforationslinie entsteht und unmittelbar darauf die gesamte Sollbruchfläche herausgetrennt wird.

Es kann weiterhin vorteilhaft sein, die Explosionswelle in eine ganz bestimmte Richtung abzuleiten, beispielsweise dann, wenn bekannt ist, dass in dieser bestimmten Richtung durch die Explosion der geringste Schaden angerichtet werden kann oder wenn sich aus der Zellenkonstruktion ergibt, dass in dieser bestimmten Richtung die geringste Säuremenge bei einer Explosion austreten wird. Eine solche gerichtete Führung der Explosionswelle kann dadurch erreicht werden, dass die Materialdicke, wie in Fig. 5 dargestellt ist, so gewählt wird, dass an einer Seite der Sollbruchfläche die verbleibende Materialdicke kleiner ist als an der gegenüberliegenden Seite. Bei einer Explosion wird die Sollbruchfläche zuerst an der Stelle 54 und erst anschliessend an der Stelle 53 aufreissen.

Um eine Verschmutzung des Akkumulators an seiner Aus-senseite zu verhindern, werden die Einfassungen bzw. Rillen, die die Sollbruchflächen begrenzen, vorteilhafterweise von innen her in das Material des Deckels bzw. Zellenbehälters eingeformt.

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1 Blatt Zeichnungen