DE3725976A1 - Speisevorrichtung fuer akkumulatorenbatterien - Google Patents

Description

Die Anmeldung betrifft eine Vorrichtung zum Einspeisen von aufbereitetem Wasser in die Zellen einer Akkumulatorenbatterie, die auf die Befüllöffnung der Zellen aufsetzbar ist und die ein in Abhängigkeit des Zellenfüllstandes absperrbares Ventil aufweist, wobei das Ventil eine elastische Dichtscheibe enthält, die mittels eines Ventilträgers gegen einen Ventilsitz preßbar ist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der deutschen Auslege­ schrift DE-AS 29 39 069 bekannt.

Das Ventil wird bei dieser Vorrichtung über eine Druckglocke betätigt. Es ist jedoch auch möglich, das Ventil über einen auf der Batterieflüssigkeit sitzenden Schwimmer zu betätigen (DE-OS 24 23 412). Ist der vorgesehene Füllstand erreicht, wird vom Schwimmer bzw. von der Druckglocke über den Ventilträger die Dichtscheibe gegen den Ventilsitz gepreßt. Der Anpreßdruck steigt dabei mit der Eintauchtiefe des Schwimmers bzw. mit der Füllhöhe in der Zelle. Mit steigender Füllhöhe wird auch die Dichtscheibe immer näher an den Ventilsitz gebracht. Berührt die Dichtscheibe den Ventilsitz, wäre es wünschenswert, wenn die Dichtwirkung sofort am gesamten Umfang eintreten würde. Dies ist jedoch häufig nicht der Fall. Ursachen können z. B. sein, mikroskopische Verunreinigungen an Dichtscheibe oder am Ventilsitz oder fehlende absolute Planparallelität von Dicht­ scheibenoberfläche und Ventilsitz. Derartige Sollabweichungen müssen durch Preßformungen der elastisch ausgeführten Dicht­ scheibe ausgeglichen werden.

Der hierfür erforderliche Preßdruck kann durch eine größere Eintauchtiefe des Schwimmers oder durch eine Druckerhöhung in der Druckglocke erreicht werden. Beides ist jedoch mit dem Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels in der Batteriezelle verbunden und führt somit zu unterschiedlichen Füllhöhen oder zur Überfüllung einzelner Zellen.

Ein zuverlässiger Schutz gegen Überfüllung von einzelnen Zellen ist somit nicht gegeben.

Um Vorstehendes zu vermeiden, wurden auch schon Ventile ein­ gesetzt, bei denen die vom Schwimmer oder der Druckglocke in Schließstellung gebrachte Dichtscheibe vom statischen Wasser­ druck in der Wasserzuführleitung in Schließstellung gehalten wird (FR-OS 24 27 692 und DE-AS 29 39 069).

Die Dichtwirkung wird dabei vom statischen Druck in der Wasser­ zuführleitung bewirkt und wird damit unabhängig von einer Überfüllung. Dennoch lassen sich auch mit solchen Ventilen Überfüllungen nicht mit Sicherheit vermeiden, wie nachstehend erläutert wird.

Beim Nachfüllen einer Akkumulatorenbatterie werden alle Zellen über parallelgeschaltete Einspeisevorrichtungen gleichzeitig befüllt, wie dies in den Fig. 9 und 10 der DE-AS 29 39 069 dar­ gestellt ist. Beim Beginn des Nachfüllvorganges sind alle Ventile geöffnet. Dies hat eine hohe Fließgeschwindigkeit und damit gleichzeitig einen beträchtlichen Abfall des statischen Druckes in der Zuführleitung zur Folge. Im Laufe des Nachfüll­ vorganges schließen nach und nach immer mehr Ventile, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit in der Wasserzuleitung sinkt und der statische Druck allmählich wieder seine volle Höhe erreicht. Der für eine gute Dichtwirkung benötigte statische Wasserdruck in der Zuleitung wird daher erst erreicht, wenn eine Mindest­ anzahl der Ventile geschlossen ist. Zumindest für das zuerst schließende Ventil ist daher der für die Dichtwirkung erforder­ liche statische Wasserdruck zunächst noch nicht vorhanden. Dies kann zu einem Nachlaufen des Ventils und damit ebenfalls zu einer Überfüllung dieser Zelle führen.

Aufgabe vorliegender Erfindung war es daher, die eingangs erwähnte Einspeisevorrichtung so weiterzubilden, daß eine völlige Dichtwirkung des Ventils schon bei geringen Anpreß­ drucken gegeben ist und damit eine Überfüllung einzelner Batteriezellen mit Sicherheit ausgeschlossen ist.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Vorrichtung da­ durch gelöst, daß die elastische Dichtscheibe von einem Ventil­ teller abgestützt ist, wobei der Ventilteller mindestens eine rippenartige Erhöhung aufweist, die in radialer Richtung vom gegenüberliegenden Ventilsitz beabstandet ist.

Dadurch, daß die rippenartige Erhöhung des Ventiltellers dem Ventilsitz nicht direkt gegenüber liegt, kommt es zwischen Ventilsitz und rippenartiger Erhöhung auch zu keiner Preß­ verformung. Vielmehr wird eine Biegeverformung bewirkt. Die Biegeverformung erfordert nur sehr geringe Anpreßdrucke und bewirkt ein sofortiges und dichtes Anlegen der elastischen Dichtscheibe am gesamten Umfang.

Durch die erfindungsgemäße Ventilgestaltung wird somit schon bei geringsten Anpreßdrucken eine Dichtwirkung am gesamten Ventilsitzumfang erreicht.

Mit der erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung kann somit eine Überfüllung einzelner Zellen praktisch ausgeschlossen werden. Mit der erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung ist es somit möglich, Batterien unbeaufsichtigt und vollautomatisch zu be­ füllen. Eine sehr einfach zu formende Dichtscheibe mit guter Dichtwirkung ergibt sich durch die Ausführungsform gemäß Fig. 2.

Folgendes Ausführungsbeispiel erläutert die Erfindung. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Einspeisevorrichtung im Vertikalschnitt.

Fig. 2-5 Ausführungsbeispiele für die rippenartige Erhöhung.

Die Fig. 1 zeigt eine Einspeisevorrichtung mit einem Gehäuse 1 und einem nach unten ragenden Schwimmer 2.

Die Vorrichtung wird über die Anschlußmuffe 3 so auf die zu befüllende Batteriezelle aufgesetzt, daß der Schwimmer 2 in die Zelle hineinragt. Die Vorrichtung ist über einen nicht gezeigten Wasseranschluß an eine Quelle für aufbereitetes Wasser angeschlossen. Diese Quelle kann beispielsweise eine Ionenaustauscherpatrone sein, die ihrerseits wieder an eine Rohwasserquelle angeschlossen ist.

In diesem Fall herrscht im Wasseranschluß der Druck von Haus­ wassernetzen, der üblicherweise zwischen 2 und 8 bar beträgt. Das aufbereitete Wasser tritt über den Wasseranschluß in die äußere Kammer 13 des Absperrventils 4. Von dort tritt das Wasser über die Ventilkammereinlässe 15, 15′ in die Ventil­ kammer 14. Die Ventilkammereinlässe 15, 15′ sind in einer solchen horizontalen Ebene angeordnet, daß bei geöffnetem Ventil 4 die Dichtscheibe 16 des Ventilstößels 9 unterhalb der Ein­ lässe 15, 15′ liegt und bei geschlossenem Ventil 4 die Dicht­ scheibe 16 über den Einlässen 15, 15′ liegt. Dies hat den be­ sonderen Vorteil, daß der in der Ventilkammer 14 herrschende Wasserdruck, bei geschlossenem Ventil die Dichtscheibe 16 gegen die Ventilöffnung 11 preßt und somit das Ventil sicher geschlossen hält. Andererseits ist bei geöffnetem Ventil der Wassereinlauf oberhalb der Dichtscheibe, wodurch eine Vertikalströmung von unten nach oben, welche möglicherweise ein unerwünschtes Schließen des Ventils zur Folge haben könnte, vermieden wird.

Bei geöffnetem Ventil strömt das Wasser durch die Ventil­ öffnung 1 nach oben und von dort über den Kanal 5 in die Batteriezelle.

lnnerhalb der Batteriezelle befindet sich der Schwimmer 2, der beliebig gestaltet sein kann. Bei Ansteigen der Batterie­ flüssigkeit wird der Schwimmer 2 und die damit verbundene Schwimmerstange 18 angehoben. Über einen an der Schwimmer­ stange 18 befestigten Mitnehmer 22 wird gleichzeitig der Ventil­ stößel 9 angeschoben. Sobald die Dichtscheibe 16 den Ventil­ sitz der Ventilöffnung 11 berührt, kommt sie durch den Bernoulli-Effekt am gesamten Umfang des Ventilsitzes zum Anliegen.

Der vertikale Abstand zwischen elastischer Dichtscheibe 16 und Ventilteller 12, der durch die rippenartige Erhöhung 10 entsteht, bewirkt ein Eindringen von Wasser zwischen die Dicht­ scheibe 16 und Ventilteller 12. Letzteres ermöglicht es, der Dichtscheibe sich elastisch zu verformen und damit sich dem Ventilsitz genau anzupassen. Wesentlich dabei ist auch, daß die rippenartige Erhöhung 10 dem Ventilsitz 7 nicht direkt gegenüberliegt, sondern radial davon beabstandet ist, denn nur so ist eine Biegeverformung der Dichtung möglich. Die rippenartige Erhöhung kann als schmale Rippe, wie in den Fig. 2 und 3, ausgebildet sein, sie kann aber auch eine erhebliche Fläche des Ventiltellers einnehmen, wie dies in den Figuren dargestellt ist. Wichtig ist, daß die rippen­ artige Erhöhung zum gegenüberliegenden Ventilsitz radial so versetzt angeordnet ist, daß eine Durchbiegung der elastischen Dichtscheibe ermöglicht wird.

In einem Ausführungsbeispiel beträgt die rippenartige Erhöhung 0,5 mm und die darauf liegende Dichtscheibe ebenfalls 0,5 mm. Bei stärker ansteigendem Druck verformt sich die elastische Dichtscheibe nach unten und wird vom Ventilteller 12 gestützt, so daß auch bei hohem Anpreßdruck eine sichere Abdichtung gewährleistet ist.

Es versteht sich, daß die erfindungsgemäße Ventilanordnung mit der vom Ventilteller beabstandeten Dichtung auch bei anders gestalteten Einspeisevorrichtungen, als der hier beanspruchten, mit Vorteil angewendet werden kann.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Einspeisen von aufbereitetem Wasser in die einzelnen Zellen einer Akkumulatorenbatterie, die auf die Befüllöffnung der Zellen aufsetzbar ist und die ein in Abhängigkeit des Zellenfüllstandes den Wasserzulauf ab­ sperrbares Ventil aufweist, wobei das Ventil eine elastische Dichtscheibe enthält, die mittels eines Ventil­ trägers gegen einen Ventilsitz preßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Dichtscheibe von einem Ventilteller abgestützt ist, wobei der Ventilteller mindestens eine rippenartige Erhöhung aufweist, die in radialer Richtung vom gegenüberliegenden Ventilsitz beabstandet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rippenartige Erhöhung durch eine Verdickung des radial inneren Teils der Dichtscheibe gebildet ist.