DE2805501A1

DE2805501A1 - Entlueftungsdeckel fuer akkumulatoren

Info

Publication number: DE2805501A1
Application number: DE19782805501
Authority: DE
Inventors: Verlin A Mocas
Original assignee: Richardson Co
Current assignee: Richardson Co
Priority date: 1977-02-09
Filing date: 1978-02-09
Publication date: 1978-08-10
Also published as: US4098963A; CA1089535A; MX144647A; GB1547738A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. EVeickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska

28055Q1

8000 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860820 THOERT MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

THE RICHARDSON COMPANY
2400 East Devon Avenue
Des Piaines, Illinois
V. St. v. A.

Entlüftungsdeckel für Akkumulatoren

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Die Erfindung befaßt sich allgemein mit Deckel für Akkumulatoren und insbesondere mit einem aus zwei Teilen bestehenden Entlüftungsdeckel für einen Akkumulator.

Elektrische Akkumulatoren des Blei-Säure-Typs umfassen üblicherweise eine Mehrzahl einzelner Zellen, deren jede einen Füllstutzen aufweist, durch den Elektrolyt nachgefüllt und durch den Wasserstoff- und Sauerstoffgase austreten, die in der Zelle während des Betriebs des Akkumulators erzeugt wurden. Es wurden bereits viele Typen von Entlüftungsdeckeln vorgeschlagen, sowohl als einzelne Deckel zum Verschluß eines einzelnen Füllstutzens als auch in zusammenhängender Form zum Verschließen einer Mehrzahl von Füllstutzen, um einerseits das Herausschwappen oder -spritzen des Elektrolyten zu verhindern, andererseits aber das Abführen der innerhalb des Akkumulators erzeugten Gases zu ermöglichen. Diese Entlüftungsdeckel verwenden entweder gewundene Entlüftungswege, poröse Innenelemente oder Entlüftungsöffnungen mit kritischen Abmessungen, um die Möglichkeit der Entzündung des Gases und des Explodierens des Gases innerhalb des Akkumulators so gering wie möglich zu halten.

In den Ausführungen, in denen Entlüftungsöffnungen mit entsprechenden kritischen Abmessungen verwendet werden, beträgt die quer zur Strömungsrichtung des Gases gemessene Abmessung der Entlüftungsöffnungen üblicherweise weniger als ungefähr 0,1778 mm, wobei diese Abmessung dem Mindestwandabstand' entspricht, der erforderlich ist, um die Flammenausbreitung eines stöchiometrischen Gemisches aus Wasserstoff und Sauerstoff zu verhindern. Sogar bei dieser kritischen Bemessung der Entlüftungsöffnungen wurde gefunden, daß es auch notwendig ist, das Akkumulatorgas bei seinem Austritt aus dem

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Deckel zu verteilen, um die Entwicklung einer ständigen äußeren Flamme an der Entlüftungsöffnung zu verhindern. Früher wurde dies dadurch erreicht, daß man eine große Anzahl einzelner Entlüftungsöffnungen am Umfang des Deckels vorgesehen hat, was jedoch leider den Aufbau der Deckel kompliziert und deren Herstellungspreis erhöht.

Typischerweise bestehen die bisher bekannten Entlüftungsdeckel für Akkumulatoren, und zwar sowohl die Einzeldeckel als auch die zusammenhängenden Deckel, aus zwei Teilen, und zwar einem Basisteil, das auf die Füllstutzen des Akkumulators paßt und einem Abdeckteil, das mit dem Basisteil verbunden ist und mit diesem in der Weise zusammenwirkt, daß es einerseits eine Falle für den aus dem Akkumulator herausgespritzten Elektrolyten bildet und andererseits einen Abzugsweg für das aus dem Akkumulator austretende Gas aufweist. Die Notwendigkeit einer gegenseitigen Ausrichtung und Verbindung von Basisteil und Abdeckteil erhöhte in unerwünschter Weise die Herstellungskosten dieser bekannten Akkumulatordeckel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Entlüftungsdeckel für elektrische Akkumulatoren anzugeben, der eine bessere Verteilung der austretenden Gase ermöglicht und gleichzeitig geringere Herstellungskosten verursacht.

Hierzu gibt die Erfindung eine aus zwei durch eine Schnappverbindung miteinander verbindbaren Teilen bestehende Konstruktion an, die eine bessere Verteilung der austretenden Akkumulatorgase ermöglicht.

Im einzelnen betrifft die Erfindung einen Entlüftungsdeckel für einen elektrischen Akkumulator, der mindestens einen

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Füllstutzen aufweist, durch welchen Gas und Elektrolyt austreten. Der Entlüftungsdeckel umfaßt ein Basisteil mit einem Boden, einer von dem Boden nach oben ragenden und einen Randabschnitt bildenden umlaufenden Seitenwand, mindestens einem von dem Boden nach unten abstehenden Entlüftungsstutzen, der zum Einsatz in den Füllstutzen bestimmt ist und eine öffnung zur Herstellung einer Fluid-Verbindung mit dem Akkumulator aufweist, und einer vom Boden nach oben abstehende Innenwand, sowie ein Abdeckteil mit einem Randabschnitt, das in Verbindung mit dem Basisteil eine Expansionskammer zur Aufnahme von aus dem Akkumulator austretendem Gas bildet. Ferner sind Verbindungsmittel vorgesehen, welche eine Mehrzahl von einstükkig mit dem Basisteil oder dem Deckelteil ausgebildeten und •von dem jeweiligen Teil abstehenden Schnappverbindungselementen umfassen, die in Schnappeingriff mit den an dem jeweils anderen Teil ausgebildeten Schnappverbindungselementen treten, um das Abdeckteil im Anschlag an den Innenwänden des Basisteils zu halten, wodurch die Randabschnitte des Abdeckteils und des Basisteils in einem Abstand voneinander gehalten werden, um so zwischen sich eine Entlüftungsöffnung für den Austritt des Akkumulatorgases zu bilden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Dabei sind in den Figuren jeweils gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es stellen dar:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Entlüftungsdeckels für einen eine Mehrzahl gekoppelter Zellen umfassenden Akkumulator,

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Fig. 2 einen Querschnitt durch den Entlüftungsdeckel längs Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt durch den Entlüftungsdeckel längs Linie 3-3 in Fig. 1,

Fig. 4 eine Explosionsdarstellung des in Fig. 1 dargestellten Entlüftungsdeckels für einen Vielzellenakkumulator in vergrößertem Maßstab, wobei der Entlüftungsdeckel teilweise aufgebrochen und teilweise im Schnitt dargestellt ist, um den inneren Aufbau des Entlüftungsdeckels darzustellen,

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Entlüftungsdeckel in zusammengebautem Zustand längs Linie 5-5 in Fig. 4,

Fig. 6 eine Explosionsdarstellung in vergrößertem Maßstab mit weggebrochenen und teilweise geschnitten dargestellten Abschnitten, welche eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entlüftungsdeckels für einen Mehrzellenakkumulator zeigt,

Fig. 7 einen der Fig. 3 entsprechenden Querschnitt durch den in Fig. 6 dargestelltenEntlüftungsdeckel in zusammengebautem Zustand,

Fig. 8 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Entlüftungsdeckels für eine einzelne Zelle in vergrößertem Maßstab, wobei Abschnitte des Entlüftungsdeckels weggebrochen sind,

Fig. 9 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des in Fig. 8 dargestellten Entlüftungsdeckels in zusammengebautem Zustand,

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Fig. 10 eine Explosionsdarstellung in vergrößertem Maßstab mit weggebrochenen Abschnitten, welche eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entlüftungsdeckels für eine einzelne Zelle zeigt,

Fig. 11 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des in Fig. 10 dargestellten Entlüftungsdeckels in zusammengebautem Zustand,

Fig. 12 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entlüftungsdeckels für eine einzelne Zelle,

Fig. 13 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Entlüftungsdeckels für eine einzelne Zelle und

Fig. 14 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Entlüftungsdeckels für eine einzelne Zelle.

Gemäß den Figuren, insbesondere den Fig. 1 bis 5, umfaßt eine dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entlüftungsdeckels 10 für einen Mehrzellenakkumulator ein längliches, im allgemeinen rechteckiges Basisteil 11 und ein entsprechend bemessenes Abdeckteil 12. Das Basisteil 11 umfaßt einen länglichen, im allgemeinen ebenen Boden 13, vier nach oben stehende, umlaufende Seitenwände 14 und drei in Achsrichtung nach unten vorspringende hohle Entlüftungsstutzen 15, 16, 17, deren gegenseitiger Achsabstand jenem der Einfüllstutzen dreier nebeneinander liegender Zellen eines nicht dargestellten, zugehörigen Akkumulators entspricht. Wie man in den Fig. 3 und 4

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erkennt/ sind die Seitenwände 14 des Basisteils 11 vorzugsweise relativ zur Oberfläche eines darunterliegenden Akkumulators nach oben und außen geneigt, um zu verhindern, daß sich Akkumulatorgas, das möglicherweise aus den Einzelstutzen des Akkumulators austritt, zwischen der Unterseite des Basisteils 11 und der Oberseite des Akkumulators ansammelt. In der vorliegenden Ausführungsform enden die Seitenwände 14 in einer einzigen Ebene, die oberhalb und im allgemeinen parallel in einem Abstand zu dem Boden 13 verläuft und bilden einen nach oben weisenden Rand 18.

Das Abdeckteil 12 umfaßt einen Mittelabschnitt 19 mit einer im wesentlichen ebenen Innenseite 20 und einem nach außen und unten geneigten Randflansch 21, der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in einen nach unten weisenden Randstreifen 22 mit einem nach oben weisenden Sims 23 ausläuft. In zusammengebautem Zustand (Fig. 1 bis 3) bilden das Basisteil 11 und das Abdeckteil 12 zusammen eine Entspannungskammer 24 zur Aufnahme von aus dem Akkumulator austretendem Gas und Elektrolyt.

Jeder der Entlüftungsstutzen 15 bis 17 des Basisteils 11 besteht aus einem hülsenförmigen*, in Achsrichtung nach unten vorspringenden Mantelabschnitt 30, innerhalb dessen eine kegelstumpfförmige Zwischenwand 31 mit einer Mittelöffnung 22 angeordnet ist. Der hohle Innenabschnitt des jeweiligen Entlüftungsstutzens steht mit der Entspannungskammer 24 in Verbindung, so daß Gas und/oder Elektrolyt, die aus dem Akkumulator austreten, in die Entspannungskammer 24 gelangen, wobei sich das Gas innerhalb der Entspannungskammer 24 ausdehnt und der Elektrolyt ggf. durch die Mittelöffnung 32 aufgrund der Trichterform der Zwischenwand 31 in den Akkumulator zurückfließt. In den Seitenwänden der Entlüftungsstutzen

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kann eine Mehrzahl von axial verlaufenden Schlitzen 33 vorgesehen sein, um einen klemmenden Sitz der Seitenwände an den nicht dargestellten Einzelstutzen des Akkumulators zu erreichen. Um den Akkumulatorelektrolyten wirkungsvoller auffangen zu können, sind in dem Basisteil 11 eine Mehrzahl von nach oben ragenden Innenwänden 34a bis 34j vorgesehen, um die Entspannungskammer in eine Mehrzahl einzelner Abteile zu unterteilen. Gemäß den Fig. 4 und 5 umfassen diese Innenwände zwei parallel zueinander in einem Abstand voneinander verlaufende Längswände 34a und 34b und acht Querwände 34c bis 34j. Die Querwände 34c, 34d und 34e bilden zusammen mit den Längswänden 34a und 34b sowie dem Mittelteil 19 des Abdeckteils erste und zweite Abteile 40 bzw. 41 (Fig. 5). Das Abteil 40 steht in einer direkten, Dampf und Flüssigkeit durchlassenden Verbindung mit dem Entlüftungsstutzen 15. Zwischen den Abteilen 4 0 und 41 ist eine Dampf und Flüssigkeit durchlassende Verbindung durch eine in der Querwand 34d vorgesehene Durchbrechung 39 hergestellt. Die Abteile 40 und 41 dienen in bekannter Weise dazu, den aus dem Entlüftungsstutzen 15 austretenden Elektrolyten aufzufangen, wobei es keinen anderen Abflußweg für die Flüssigkeit aus den Abteilen gibt, als durch die öffnung des Entlüftungsstutzens in den Akkumulator zurückzukehren. In gleicher Weise bilden die Querwände 34e, 34f, 34g und 34h Abteile 42, 43 und 44, die in Verbindung mit dem Entlüftungsstutzen 16 des Basisteils 11 stehen und zum Auffangen des durch diesen austretenden Elektrolyten dienen. Entsprechend bilden die Querwände 34h, 34i, 34j Abteile 45 und 46, die in Verbindung mit dem Entlüftungsstutzen 17 stehen und zum Auffangen des durch diesen entweichenden Elektrolyten dienen.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel enden die Innenwände 34a bis 34j alle in einer einzigen Ebene, die oberhalb

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und im wesentlichen parallel in einem Abstand von dem Boden 13 des Basisteils 11 verläuft, und bilden einen Rand 47. Um einen Austrittsweg für das in den Abteilen 41, 42, 44 und 45 eingeschlossene Akkumulatorgas zu ermöglichen, sind die Längswände 34a und 34b jeweils mit einer Mehrzahl von Entlüftungsschlitzen 5 längs ihres Randes 47 versehen. Diese Entlüftungsschlitze 50 sind ausreichend hoch über dem Boden des Basisteils 11 angeordnet, um den Austritt von flüssigem Elektrolyten auszuschließen, gleichzeitig aber Akkumulatorgas in eine Verteilerkammer 51 durchtreten zu lassen, die zwischen den Längswänden 34a und 34b sowie dem Randflansch 21 des Abdeckteils 12 ausgebildet ist.

Von der Verteilerkammer 51 wird das Akkumulatorgas gemäß einem Merkmal der Erfindung durch eine schlitzförmige Entlüftungsöffnung 55 verteilt,die zwischen den einander zugewandten Rändern 18 und 22 des Basisteils 11 bzw. Abdeckteils 12 ausgebildet ist und in Fig. 3 zur besseren Erläuterung vergrößert dargestellt ist. Diese Entlüftungsöffnung erstreckt sich im wesentlichen ohne Unterbrechung um den gesamten Umfang des Entlüftungsdeckels und gibt daher die Möglichkeit für eine sehr wirksame Verteilung des Akkumulatorgases, um auf diese Weise das Auftreten einer ständigen Flamme an ihrgendeinem Punkte längs der Entlüftungsöffnung zu verhindern, wenn sich das austretende Akkumulatorgas entzünden sollte. Ferner ist die quer zur Strömungsrichtung des austretenden Akkumulatorgases und in der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 5 des Entlüftungsdeckels axial gemessene Breite S der Entlüftungsöffnung 55 vorzugsweise gleichförmig über die Entlüftungsöffnung hin und geringer als der Flammenlöschabstand für ein aus dem Akkumulator austretendes Wasserstoff-Sauerstoff-Gasgemisch, um das Eindringen einer Flamme nach innen durch

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die Entlüftungsöffnung zu verhindern, wenn das Akkumulatorgas außerhalb des Entlüftungsdeckels sich entzünden sollte.
Bei einem Drei-Zellen-Entlüftungsdeckel für einen bei Kraftfahrzeugen üblichen 12-Volt-Blei-Säure-Akkumulator mit einer äußeren Länge von 11,6 cm und einer äußeren Breite von
3,45 cm kann die Nennbreite S der Entlüftungsöffnung 55 annähernd 0,0508 mm und eine Länge von etwa 2,75 mm betragen, welche der Breite der Randabschnitte 18 und 22 entspricht.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Abdeckteil 12 gemäß Fig. 3 mit dem Basisteil· 11 durch eine Mehrzahl von nach oben ragenden und auswärts weisenden klauenförmigen Rastelementen 56 verbunden, die einstückig mit dem Basisteil 11
ausgeformt sind. Während dem anfänglichen Zusammenbau werden diese Rastelemente so weit nach innen gebogen, daß sie das
Zusammenfügen des Basisteils und des Abdeckteils zulassen.
An diesem Punkt schnappen die Rastelemente 56 zurück in ihre anfängliche Stellung, so daß die Klauenflächen 57 der Rastelemente 56 den Sims 23 des Abdeckteils 12 übergreifen.

Die gewünschte Breite der Entlüftungsöffnung 55 wird durch
eine entsprechende Wahl der Höhe der Innenwände 34 erreicht, die so bemessen ist, daß der Rand 18 den gewünschten Abstand S von dem Randstreifen 22 hat, wenn das Deckelteil durch die Rastelemente 56 in einer Stellung verriegelt wird, in der
es mit seiner Innenseite 20 an dem Rand 47 der Seitenwände
34 anliegt. Beispielsweise kann in dem vorher beschriebenen
Ausführungsbeispiel eines Deckels für eine Kraftfahrzeugbatterie der Randflansch 21 des Abdeckteils 12 einen Abstand d₁ (Fig. 3) zwischen dem Randstreifen 22 und dem Sims 23 von 0,19304 cm haben ,und der Abstand der Klauenfläche 57 jedes
Rastelements 56 von dem Rand 18 möge etwa 0,19812 cm betragen.

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Wenn der Sims 23 des Abdeckteils 12 nach oben gegen die Klauenfläche 57 gespannt wird, so erhält man unter Berücksichtigung der vorstehend genannten Abmessungen eine durchgehende Entlüftungsöffnung 55 rings um den Entlüftungsdeckel mit einer Nennweite von 0,00508 cm.

Dadurch ergibt sich ein breiter, nach allen Seiten gerichteter Verteilungsweg für das austretende Gas mit einer ausreichend großen Querschnittsfläche, um die Konzentration der Gasmischung bei ihrem Austritt aus dem Entlüftungsdeckel unter den Wert zu reduzieren, bei dem eine anhaltende Verbrennung stattfindet. Gleichzeitig ist die Entlüftungsöffnung genügend eng, um ein Eindringen einer Flamme nach innen zu verhindern, wenn sich das Gas außerhalb des Entlüftungsdeckels entzünden sollte. In der Praxis erzeugt die Entlüftungsöffnung 55 einen leichten Rückstau innerhalb der Entspannungskammer 24 während Perioden hoher chemischer Aktivität in dem Akkumulator, wenn beispielsweise der Akkumulator mit hoher Geschwindigkeit aufgeladen wird. Das trägt dazu bei, eine gleichmäßige Verteilung des aus dem Akkumulator austretenden Gases längs der schlitzförmigen Entlüftungsöffnung und damit eine optimale Gasverteilung zu erhalten.

Damit die Abmessung S der Entlüftungsöffnung 55 genau eingehalten wird, ist es notwendig, daß der Sims oder Absatz des Abdeckteils 12 eng gegen die Klauenfläche 52 des Rastelementes 56 gespannt wird. Dies wird erreicht, indem man die Abmessungen der Innenwände so wählt, daß man den Abstand d₃ (Fig. 3) zwischen dem Rand 47 und dem Rand 18 geringfügig größer macht als die Summe aus der gewünschten Breite S der Entlüftungsöffnung und dem Abstand zwischen der Innenseite des Abdeckteils 12 und dem Randstreifen 22. Bei der vorher

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beschriebenen Ausführungsform eines Entlüftungsdeckels für einen Akkumulator nach Art einer Autobatterie beträgt der Abstand zwischen dem Rand 18 und dem Rand 47 0,52832 cm und der Abstand zwischen der Innenseite 20 und dem Randstreifen 22 0,52070 cm. Unter Berücksichtigung der gewünschten Breite der Entlüftungsöffnung 55 von 0,00508 cm erkennt man, daß der Randflansch 21 des Abdeckteils 12 um 0,00254 cm ausgelenkt wird, wenn das Abdeckteil 12 an dem Basisteil 11 befestigt wird. Dadurch wird die Klauenfläche 57 des Rastelements 56 mit einem konstanten Druck gegen den Sims 23 gespannt.

Es ist auch möglich, einen erfindungsgemäßen Entlüftungsdeckel für einen Akkumulator anzugeben, der aus zwei durch eine Schnappverbindung miteinander verbundenen Teilen besteht, wobei die Rastelemente an dem Abdeckelement angeordnet sind und mit dem Basisteil in Eingriff treten. Dies ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt, in denen ein Entlüftungsdeckel 60 für einen Akkumulator dargestellt ist mit einem Abdeckteil 61 und einem Basisteil 62. Das Abdeckteil 61, das in seinem Aufbau dem Abdeckteil 12 ähnlich ist, umfaßt einen im allgemeinen ebenen Mittelabschnitt 63 mit einem abwärts weisenden umlaufenden Randstreifen 64 und eine Mehrzahl von klauenartigen, nach unten ragenden und auswärts weisenden Rastelementen 65. Das Basisteil 61, das dem Basisteil 11 ähnlich ist, umfaßt eine Mehrzahl von Innenwänden 66, einen umlaufenden, nach oben weisenden Randstreifen 67, einen umlaufenden, abwärts weisenden Absatz oder Sims 68 und drei nach unten abstehende Entlüftungsstutzen 69. Wie in dem anhand der Fig. 1 bis 5 beschriebenen Ausführungsbeispiel, ist der Abstand zwischen den aneinander anliegenden Flächen der Rastelemente 65 und dem Randstreifen 64 und zwischen dem Rand- ■ streifen 67 und dem Sims 68 so gewählt, daß beim Zusammenbau

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von Basisteil und Abdeckteil zwischen den Randstreifen 64 und 67 eine Entlüftungsöffnung 70 mit der gewünschten Breite S gebildet wird.

Die aus zwei durch eine Schnappverbindung miteinander verbindbaren Teilen bestehende erfindungsgemäße Konstruktion ist auch für eine Einzellenausführung anwendbar. Eine derartige Ausführungsform ist in den Fig. 8 und 9 dargestellt, in denen ein Entlüftungsdeckel 80 für einen Exnzellenakkumulator dargestellt ist mit einem Abdeckteil 81, das zum Verriegelungseingriff mit einem Basisteil 82 ausgebildet ist. Das Basisteil 82 umfaßt einen Boden 83, eine ringförmige, nach oben ragende Seitenwand 84 und einen nach unten abstehenden hohlen Entlüftungsstutzen 85. Die Seitenwand endet in einer nach oben weisenden Randfläche 86. Das Abdeckteil 81 umfaßt einen Mittelabschnitt 87 mit einer im wesentlichen ebenen Innenseite 88 und einem nach außen und abwärts geneigt verlaufenden Flansch 89, der in einer abwärts weisenden umlaufenden Randfläche 90 und einem nach oben weisenden umlaufenden Sims 91 endet. Wenn der Entlüftungsdeckel 80 zusammengebaut wird, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist, bilden das Abüeckteil 81 und das Basisteil 82 zusammen eine Entspannungskammer 92 zur Aufnahme von Gas und Elektrolyt, die aus dem Akkumulator austreten.

Wie bei den für Mehrzellenakkumulatoren geeigneten Ausführungsformen des Entlüftungsdeckels ist der Entlüftungsstutzen 85 im wesentlichen hülsenförmig ausgebildet und schließt eine kegelstumpf förmige Zwischenwand 93 mit einer Öffnung 94 ein, die zur Herstellung einer Verbindung mit dem Akkumulator für den Durchtritt von Flüssigkeit und Gas dient. Zum wirkungsvolleren Auffangen des Elektrolyten in der Entspannungskammer sind an dem Basisteil 82 zwei nach oben vorspringende Ringwände 95

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und 96 ausgebildet. Wenn das Abdeckteil 81 an dem Basisteil 82 befestigt wird, bilden diese Ringwände in Verbindung mit der Innenseite 88 des Abdeckteils 81 zwei Ringkammern 97
und 98 innerhalb der Entspannungskammer 92, die ein Austreten des Elektrolyten aus dem Entlüftungsdeckel verhindern. Der in der Ringkammer 97 zwischen den beiden Innenwänden
aufgefangene Elektrolyt kann durch eine in der Ringwand 96
ausgebildete Durchbrechung 99 zurück in den Entlüftungsstutzen 85 fließen. Das durch die Ringkammer 97 austretende Gas strömt in die Ringkammer 98 durch eine Mehrzahl von
Durchbrechungen 100, die an dem Rand der Ringwand 96 ausgebildet sind.

Das Abdeckteil 81 wird an dem Basisteil mit Hilfe einer Mehr zahl von aufwärts weisenden klauenartigen Rastelementen 101 befestigt, welche den Sims 91 des Abdeckteils 81 hintergreifen. Wie in den vorher beschriebenen Ausführungsformen
wird die Innenseite 88 des Abdeckteils 81 zur Anlage an den Randflächen der Ringwände 95 und 96 gebracht, wobei der Abstand zwischen den Rastelementen 101 und dem Sims 91 so gewählt ist, daß eine schlitzförmige Entlüftungsöffnung 102
zwischen der Randfläche 86 und der Randfläche 90 gebildet
wird. Diese Entlüftungsöffnung erstreckt sich um den gesamten Umfang des Entlüftungsdeckels und besitzt eine Breite
quer zur Richtung des Gasstroms, die geringer ist als der
Flammenlöschabstand für das Akkumulatorgas.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Entlüftungsdeckels für einen Einzellenakkumulator sind die Rastelemente an dem Abdeckteil angeordnet (siehe Fig. 10 und 11). In diesem Ausführungsbeispxel umfaßt der Entlüftungsdeckel
110 ein Abdeckteil 111 und ein Basisteil 114, wie dies in

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den Fig. 10 und 11 dargestellt ist. Das Abdeckteil 111 umfaßt eine Mehrzahl von nach unten vorspringenden, klauenartigen Rastelementen 112 und eine umlaufende, abwärts weisende Randfläche 117. Das Basisteil umfaßt einen umlaufenden, abwärts weisenden Absatz oder Sims 113, eine umlaufende, nach oben weisende Randfläche 118 und zwei konzentrisch zueinander angeordnete Ringwände 115 oder 116, die innerhalb des Entlüftungsdeckels Ringkammern zum Auffangen des Elektrolyten bilden. Wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen ist der Abstand zwischen der Randfläche 117, der Randfläche 118, dem Sims 113 und den Rastelementen 112 so gewählt, daß am Umfang des Deckels eine Entlüftungsöffnung 119 gebildet wird, deren Abmessung quer zur Strömungsrichtung des Gasstroms geringer ist als der Flammenlöschabstand des Gases. Die zwischen dem Basisteil und dem Abdeckteil eines erfindungsgemäßen Entlüftungsdeckels ausgebildete Entlüftungsöffnung braucht nicht notwendigerweise horizontal relativ zur Achse des Entlüftungsdeckels zu verlaufen. In dem in Fig. 12 dargestellten Entlüftungsdeckel 120 umfaßt das Basisteil 121 eine Mehrzahl von Innenwänden 127, einen Entlüftungsstutzen 128 und eine Seitenwand 125 mit einer Mehrzahl von nach oben ragenden klauenförmigen Rastelementen 122. Ein mit dem Basisteil 121 verbundenes Abdeckelement 123 umfaßt eine Seitenwand 124 mit einem zum Eingriff mit den Rastelementen 122 bestimmten Absatz oder Sims 126. Eine im wesentlichen vertikal gerichtete Entlüftungsöffnung 129 ist zwischen der Innenseite der Seitenwand 124 und der Außenseite der Seitenwand 125 ausgebildet und erstreckt sich im wesentlichen ohne Unterbrechung rund um den Entlüftungsdeckel, wobei die Abmessung der Entlüftungsöffnung 129 quer zur Strömungsrichtung des Gasstromes genügend klein ist, um das Eindringen einer Flamme in den Entlüftungsdeckel zu verhindern.

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Bei dem in Fig. 13 dargestellten Entlüftungsdeckel 130 umfaßt das Abdeckteil 131 eine Seitenwand 132 und eine Mehrzahl von einwärts weisenden klauenartigen, als Rastelemente ausgebildete Umfangsabschnitte 133. Das Basisteil 134 des Entlüftungsdeckels umfaßt Innenwände 137, einen Entlüftungsstutzen 138 und eine Seitenwand 135 mit einer Mehrzahl von Simsabschnitten 136, die zum Eingriff mit den Rastelementen 133 bestimmt sind. Eine im wesentlichen vertikal verlaufende Entlüftungsöffnung 139 ähnlich der Entlüftungsöffnung 129 ist zwischen der Innenseite der Seitenwand 132 und der Außenseite der Seitenwand 135 ausgebildet.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 14 umfaßt ein Entlüftungsdeckel 140 ein Abdeckteil 141, das mit einem Basisteil 142 verbunden ist. Das Abdeckteil 141 umfaßt ein nach unten ragendes Rastelement 143, das einen an dem Basisteil 142 ausgebildeten Simsabschnitt 144 untergreift. Das Basisteil umfaßt ferner eine Seitenwand 145, Innenwände 147 und einen Entlüftungsstutzen 148. Da der Durchmesser des Abdeckteils geringer ist als der Innendurchmesser des Basisteils, wird zwischen der ümfangsfläche des Abdeckteils und der Innenseite des Basisteils eine im wesentlichen vertikal verlaufende Entlüftungsöffnung 146 gebildet.

Auch wenn nur Entlüftungsdeckel dargestellt wurden, die drei Entlüftungsstutzen zur gleichzeitigen Entlüftung drei nebeneinander angeordneter Akkumulatorzellen bzw. einen Entlüftungsstutzen zum Entlüftung e iner einzelnen Akkumulatorzelle aufweisen, ist jedoch zu betonen, daß das gleiche Konstruktionsprinzip auch auf Entlüftungsdeckel anwendbar ist, die eine andere Anzahl von Entiüftungsstutzen aufweisen. So wäre es · beispielsweise möglich, einen Entlüftungsdeckel mit sechs

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Entlüftungsstutzen zur gleichzeitigen Entlüftung aller sechs Zellen einer üblichen 12-Volt-Autobatterie herzustellen.

Die erfindungsgemäße Konstruktion mit zwei durch eine Schnappverbindung miteinander verbundenen Teilen liefert einen positiven Eingriff zwischen einem Abdeckteil und dem Basisteil ohne die Verwendung von Bindemitteln oder zusätzlichen Teilen und ohne daß während der Herstellung bei jedem Entlüftungsdeckel Justiervorgänge notwendig wären. Ferner wird bei der Befestigung des Abdeckteils an dem Basisteil eine durchgehende Entlüftungsöffnung gebildet, welche sich um den gesamten Umfang des Entlüftungsdeckels erstreckt und dadurch eine bessere Verteilung des Akkumulatorgases und einen besseren Schutz gegen eine Explosion ergibt.

Der erfindungsgemäße Entlüftungsdeckel für Akkumulatoren erfordert lediglich zwei Teile, von denen jedes aus thermoplastischem Material durch herkömmliche Spritzgrußtechniken hergestellt werden kann. Jedes der Teile kann aus Polypropylen geformt werden. Das Abdeckteil kann jedoch auch aus einem steiferen Material wie glasgefülltem Polypropylen, Polystyrol oder ABS geformt sein, um die Festigkeit, die äußere Erscheinung und die Warmpreßeigenschaften zu verbessern.

Die erfindungsgemäße Deckelanordnung ist nicht nur leichter zusammenzusetzen und dadurch billiger herzustellen, sondern ergibt auch eine bessere Verteilung des austretenden Akkumulatorgases und bietet daher einen besseren Schutz gegen eine mögliche Beschädigung durch eine Verbrennung des Gases. Diese Verbesserung hinsichtlich der Herstellungskosten und der Funktion sind wegen des Umfangs des Marktes für Entlüftungsdeckel und dem auf diesem Markt herrschenden Wettbewerb besonders wichtig.

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Claims

Patentansprüche

(J , Entlüftungsdeckel für einen elektrischen Akkumulator mit mindestens einem Füllstutzen, durch den Gas und Elektrolyt austreten können, gekennzeichnet durch

ein Basisteil (11, 62, 82, 114, 121, 134, 142) mit einem Boden (13, 83), einer äußeren vom Boden (13, 83) nach oben ragenden und einen Rand (18, 67, 86, 118) bildenden Seitenwand (14, 84, 125, 135, 145), mindestens einem hohlen, vom Boden (13, 83) nach unten abstehenden Entlüftungsstutzen (15, 16, 17, 69, 85, 114, 128, 138, 148), der in den Füllstutzen einsetzbar ist und eine Öffnung (32, 94) zur Herstellung einer Fluid-Verbindung mit dem Akkumulator aufweist, und einer vom Boden (13, 83) nach oben weisenden Innenwand (34a - 34j, 66, 95, 96, 115, 116),

ein über dem Rand (18, 67, 86, 118) angeordnetes Abdeckteil (12, 61, 81, 111, 123, 131, 141), das in Verbindung mit dem Basisteil (11, 62, 82, 114, 121, 134, 142) eine Entspannungskammer (24, 92) zur Aufnahme von aus dem Akkumulator austretendem Gas bildet, und

Verbindungsmittel mit einer Mehrzahl von Rastelementen (56, 65, 101, 112, 122, 133, 143), die von dem Basisteil (11, 62, 82, 114, 121, 134, 142) oder dem Abdeckteil (12, 61, 81, 111, 123, 131, 141) abstehen und mit dem jeweils anderen der beiden Teile (Basisteil, Abdeckteil) in Eingriff treten, um das Abdeckteil (12, 61, 81, 111, 123, 131, 141) im Anschlag an der Innenwand (34a - 34j, 66, 95, 96, 115, 116) zu halten, so daß ein Randabschnitt (62, 64,

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90, 117, 124, 132, 14 5) des Abdeckteils in einem Abstand von dem Basisteil (11, 62, 82, 114, 121, 134, 142} gehalten ist, um eine Entlüftungsöffnung (55, 102, 119, 129, 139, 146) für austretendes Akkumulatorgas zu bilden.
2. Entlüftungsdeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand (125, 135, 145) des Basisteils (121, 134, 142) einen außen umlaufenden Randbereich bildet, daß das Abdeckteil (123, 131, 141) einen im wesentlichen gleichlaufend mit dem Randbereich des Basisteils (121, 134, 142) ausgebildeten Randstreifen aufweist und daß die Rastelemente (122, 133, 144) einstückig in einem der Teile (Basisteil, Abdeckteil) ausgebildet sind.
3. Entlüftungsdeckel nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Akkumulator eine Mehrzahl von Einzelzellen mit je einem Füllstutzen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisteil (11, 62) länglich mit einem im wesentlichen ebenen Boden (13) ausgebildet ist und eine Mehrzahl von hohlen, vom Boden (13) nach unten abstehenden Entlüftungsstutzen (15, 16, 17, 69) zum Einsetzen in je einen Füllstutzen einer Zelle aufweist, daß das Abdeckteil (12, 61) länglich ausgebildet ist und zusammen mit dem umlaufenden Randstreifen (18, 67) der Seitenwand (14) eine im wesentlichen ohne Unterbrechung um den ganzen Entlüftungsdeckel umlaufende Entlüftungsöffnung (55, 70) zwischen dem Abdeckteil (12, 61) und dem Randstreifen (18, 67) bildet, um das Gas aus der Entspannungskammer (24) austreten zu lassen, daß das Basisteil (11, 62) eine Mehrzahl von Innenwänden (34a - 34j,

66) aufweist, die vom Boden (13) nach oben ragen und an dem Abdeckteil (12, 61) anliegen, um innerhalb der Entspannungskammer (24) einzelne Abteile (40 - 46) zu bilden,

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und daß die Eastelemente (56, 65) einstückig mit dem Basisteil {11, 62) ausgebildet sind und nach Art einer Schnappverbindung mit dem Abdeckteil {12, 61) in Eingriff treten, wobei die Rastelemente {56, 65) mit den Innenwänden {34a - 34j, 66) in der Weise zusammenwirken, daß sie die Entlüftungsöffnung {55, 70) zwischen dem Basisteil {11, 62) und dem Abdeckteil {12, 61) bilden.
4. Entlüftungsdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung der Entlüftungsöffnung (55, 70, 102, 119, 129, 139, 146) quer zur Strömungsrichtung des durchströmenden Gases kleiner ist als der Flammenlöschabstand (d.h. der kleinste, einen Flammendurchtritt zulassende Abstand) für das Akkumulatorgas und daß sich die Entlüftungsöffnung (55, 70, 102, 119,

129, 139, 146) im wesentlichen ohne Unterbrechung rings um den gesamten Entlüftungsdeckel (10, 60, 80, 110, 120,

130, 140) erstreckt, um einerseits das Gas aus der Entspannungskammer (24) zu verteilen und andererseits aber das Eindringen einer Flamme zu verhindern.
5. Entlüftungsdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastelemente (56, 65, 101, 112, 122, 133, 143) an dem einen der beiden Teile (Basisteil, Abdeckteil) jeweils eine Klauenfläche (57) aufweisen und daß das andere Teil (Abdeckteil, Basisteil) einen Randflansch aufweist, welcher einen Absatz (23, 68, 91, 113, 126, 136, 144) bildet, der zur Anlage der Klauenfläche

(57) dient.
6. Entlüftungsdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastelemente (56, 101, 122) von dem Basisteil abstehen und daß das Abdeckteil einen umlaufenden

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Absatz (23, 91, 126) aufweist, den die Rastelemente (56, 101/ 122) verriegelnd hintergreifen.
7. Entlüftungsdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckteil (12, 61, 81, 111, 123, 131, 141) einen Randabschnitt (22, 64, 90) aufweist und daß die Randabschnitte (18, 67, 86, 118 bzw. 22, 64, 90, 117) des Basisteils (11, 62, 82, 114) und des Abdeckteils (12, 61, 81, 111) im wesentlichen gleichlaufend ausgebildet sind und in im wesentlichen parallelen, in einem Abstand zueinander verlaufenden Ebenen liegen.
8. Entlüftungsdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung der Entlüftungsöffnung (55, 70, 102, 119, 129, 139, 146) quer zur Strömungsrichtung des durchströmenden Gases gemessen, im wesentlichen gleichförmig und kleiner als 0,1778 mm ist.
9. Entlüftungsdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung der Entlüftungsöffnung (55, 70, 102, 119, 129, 139, 146) quer zur Strömungsrichtung des durchströmenden Gases gemessen, im wesentlichen gleichförmig und kleiner als 0,19050 mm ist.
10. Entlüftungsdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Absatz (23, 91, 126) des Abdeckteils (12, 81, 123) nach innen und die zum Eingriff mit dem Absatz (23, 91, 126) bestimmte Klauenfläche (57) nach außen weist.

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