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Die
Erfindung betrifft eine Fahrzeugbatterie, insbesondere betrifft
sie eine leckresistente Fahrzeugbatterie, die dazu geeignet ist,
das Auslaufen des Elektrolyten aus dem Batteriegehäuse zu verzögern.
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Für die Verwendung
bei Fahrzeugen nehmen Batterien mit freien Elektrolyten noch immer
ihre hervorragende Stellung in der Industrie ein aufgrund geringerer
Kosten und der Einfachheit ihrer Herstellung ein. Darüber hinaus
ist es bekannt, dass überflutete
Batterietypen gewisse technische Vorteile aufweisen im Vergleich zu
säurearmen
(ausgehungerten) Typen. Aber die große Beschränkung dieser (überfluteten)
Typen liegt in ihrer innewohnenden Möglichkeit eines Säureaustritts
beim Betrieb, Transport und Laden, die darin begründet ist,
dass sich ein innerer Druck aufbaut. Demzufolge wird zur Zeit ein
geringer Prozentsatz von Fahrzeugbatterien leckresistent gemacht,
VRLA (Ventilgeregelte Bleisäure)
Typ verbunden mit AGM (Absortive Glasmatten), Separatoren, trotz
eines beachtlichen Kostennachteils.
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Hieraus
ergibt sich, dass ein starker Bedarf dafür besteht, mit geringen Kosten
leckhemmende/leckresistente Batterien zu entwickeln, die einen freien
Elektrolyten haben und die insbesondere für eine Verwendung in Fahrzeugen
geeignet sind.
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Bislang
wurden zahlreiche Versuche gemacht, leckresistente Batterien mit
einem freien Elektrolyten zu entwickeln, bei denen spezielle Ausbildungen
der Batterieabdeckungen Anwendung fanden. Von den verschiedenen
Patenten, die in diesem Zusammenhang angemeldet wurden, sind nachstehend
einige aufgeführt um
auf ihre relative Bedeutung Bezug zu nehmen:
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Bei
den meisten der genannten Patente werden die leckhemmenden Eigenschaften
dadurch erreicht, dass man eine relativ komplizierte Batterieabdeckung
verwendete, die in der Regel aus einem oberen und einem unteren
Deckelteil bestand. Dabei ist ein zweiter Teil der Batterieabdeckung
mit der Hauptabdeckung entweder durch Heissversiegelung oder mit
Ultraschall verschweißt.
Wenn die Batterie seitlich gekippt oder auf dem Kopf gestellt wird,
fließt
ein Teil des Elektrolyten aus dem Behälter in den Raum zwischen den
beiden Teilen der Batterieabdeckung, und kann, wenn die Batterie
wieder in ihre aufrechte Lage zurückgebracht wird, wieder zurückfließen.
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Die
Ausbildung einer aus zwei Teilen bestehenden Batterieabdeckung ist
relativ teuer und schwieriger im Herstellungsverfahren. Hieraus
ergibt sich, dass ein Bedarf vorliegt für eine einfache, einstückige leckresistente
Abdeckung, die den Kostenwettbewerb nicht nachteilig beeinflusst.
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In
der
DE 34440 11.9 ist eine
leckhemmende Fahrzeugbatterie beschrieben, die bereits eine einstückige Abdeckung
hat und eine Vielzahl von Zellen aufweist. Die Batterieabdeckung
hat einen Füllstöpsel für jede Zelle
und eine Entlüftungsleitung
für den
Gasaustritt vom Elektrolyt in die Atmosphäre. Um einen Säureaustritt
zu vermeiden, ist die Entlüftungsleitung
mit einer Lüftungskappe
mit einem porösen
Gasfilter verschlossen.
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Das
US-Patent 38604 53 zeigt
eine Verschlusskappe mit mikroporösem Diaphragmen, die die Entlüftungsöffnung der
Kappe durchkreuzen.
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Das
US Patent 58 425 93 zeigt
eine Lösung,
mit der verhindert wird, dass sich der Elektrolyt zwischen den Zellengruppen
bewegt, den Ausgang zur Atmosphäre
erreicht, und aus der Batterie ausläuft. Ein hierfür ausgebildetes
Labyrinth von Durchlässen
hat sich aber auch nicht als zufriedenstellend erwiesen.
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Demzufolge
ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine leckhemmende Fahrzeugbatterie
mit einer einstückigen
Batterieabdeckung in einfacher Konstruktion ohne komplizierte Herstellung
zu schaffen, die damit ermöglicht,
preiswert produziert zu werden.
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Dies
wird nach einem wesentlichen Merkmal der Erfindung dadurch erreicht,
dass die Batterieabdeckung durch eine zentrale Blockiervorrichtung
in zwei Abteile geteilt ist, wobei jedes Abteil eine Gruppe von Zellen überdeckt;
dass Entlüftungsöffnungen,
die in den Füllstöpseln der
Batterieabdeckung, die jede Gruppe von Zellen überdeckt, vorgesehen sind, über eine
seitliche Entlüftungsleitung
miteinander so verbunden sind, dass die Zellen jeder Gruppe über Räume über den
Zellen miteinander verbunden sind und dass die Gase aus den entsprechenden
Räumen über den
Zellen die seitlichen Entlüftungsleitungen über die
entsprechenden Füllstöpsel (18)
erreichen; dass die seitlichen Entlüftungsleitungen mit ihrem jeweiligen
einen Ende mit der zentralen Blockiervorrichtung verbunden sind,
so dass sie die beiden Abteile voneinander isolieren; und dass eine
Entlüftungskappenanordnung
am anderen Ende jeder seitlichen Entlüftungsleitung für den Auslass
der entlüfteten
Gase vorgesehen ist, wobei die Entlüftungskappenanordnung eine
Entlüftungskappe
umfasst, die auf das andere Ende der Entlüftungsleitung aufgepasst ist
und dass ein Gasfilter in die Entlüftungskappe eingesetzt ist
um zu ermöglichen,
dass das entlüftete
Gas austritt und wobei die Entlüftungskappe
eine Entlüftungsöffnung aufweist,
die in Verbindung mit dem genannten anderen Ende der seitlichen
Entlüftungsleitung steht,
wobei ferner eine erste nach oben verlaufende vertikale Öffnung,
die von der Entlüftungsöffnung zum Außenumfang
der Entlüftungskappe verläuft, und
sich ein schraubenförmiger
Pfad auf dem Außenumfang
der Entlüftungskappe
befindet, der mit seinem einen Ende mit der ersten vertikalen Öffnung und
mit seinem anderen Ende mit seiner zweiten nach unten verlaufenden
vertikalen Öffnung
verbunden ist, die sich bis zur Mitte der Entlüftungskappe erstreckt und auf
diese Weise in Verbindung mit dem Gasfilter ist und einen Widerstand gegen
den Austritt von Gas und einer Säuremischung
bildet, sodass sich der Säurenebel
absetzen kann, nachdem er durch den schraubenförmigen Pfad geflossen ist,
und ermöglicht,
dass nur ein Austritt von Gas stattfindet.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausbildung der Erfindung hat die zentrale Blockiervorrichtung,
eine zusätzliche
Trennwand, um die beiden seitlichen Entlüftungsleitungen voneinander
zu isolieren, wobei ein Dichtungsring den Füllstöpsel umgibt, um diesen mit
einer Trennwand in der Batterieabdeckung abzudichten.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung weist die Entlüftungskappenanordnung eine
Entlüftungskappe
auf, die auf das andere Ende der Entlüftungsleitung aufgepasst ist
und ein Gasfilter, das in die Entlüftungskappe eingesetzt ist,
um den Austritt des entlüfteten
Gases zu ermöglichen.
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Ferner
umfasst die Entlüftungskappenanordnung
gemäß einem
weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung eine Entlüftungskappe,
die auf das andere Ende der seitlichen Entlüftungsleitung aufgepasst ist
und ein Gasfilter, das in die Entlüftungskappe eingesetzt ist,
um den Austritt des entlüfteten
Gases zu ermöglichen, wobei
das Gasfilter in der Entlüftungskappe
mit einem Filterdeckel abgedeckt ist, der eine Öffnung für den Austritt des entlüfteten Gases
aufweist.
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Ferner
ist gemäß einem
weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung das Gasfilter in der
Entlüftungskappe
mit einem Filterdeckel abgedeckt, der eine Öffnung für den Austritt des entlüfteten Gases
aufweist.
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Die
zentrale Blockiervorrichtung kann vorzugsweise eine zusätzliche
Trennwand aufweisen, um die beiden Entlüftungsleitungen voneinander
zu isolieren und ein Dichtungsring kann den Körper, der mit der Trennwand
in der Batterieabdeckung verbunden ist, abdichten.
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Die
Entlüftungskappenanordnung
kann eine Entlüftungskappe
umfassen, die auf dem anderen Ende der Entlüftungsleitung sitzt und ein
Gasfilter kann in die Entlüftungskappe
eingesetzt sein, um zu ermöglichen dass
das entlüftete
Gas entweicht.
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Gemäß einer
Ausbildungsform der Erfindung kann die Entlüftungskappe eine Entlüftungsöffnung,
die mit den anderen Ende der Entlüftungsleitung verbunden ist,
eine erste nach oben verlaufende vertikale Öffnung, die sich von der Entlüftungsöffnung bis
hin zum Außenumfang
der Entlüftungskappe
erstreckt, einen schraubenförmigen
Pfad, der auf dem äußeren Umfang
der Entlüftungskappe
ausgebildet ist und mit seinem einen Ende mit der ersten nach oben
verlaufenden vertikalen Öffnung
und mit seinem anderen Ende mit einer zweiten nach unten verlaufenden
vertikalen Öffnung
verbunden ist, die sich bis zur Mitte der Entlüftungskappe erstreckt, um mit
dem Gasfilter verbunden zu sein, aufweisen.
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Als
Gasfilter kann vorzugsweise ein wasserabstoßendes mikroporöses Gasfilter
verwendet werden. Dieses mikroporöse Filter kann vorzugsweise
eine Korngröße von ungefähr 270 micron
haben.
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Das
Gasfilter kann so in die Entlüftungskappe
eingesetzt sein, dass es vollständig
in diese eingepasst ist und mit einem Filterdeckel abgedeckt sein,,
der eine Öffnung
für den
Gasauslass hat.
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Jeder
Füllstöpsel weist
eine „O"-Ringdichtung auf
und ist in jede Zelle eingepasst.
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Die
vorliegende Erfindung beruht darauf, dass man eine Batterie leckresistent
macht, indem man eine Luftsperre schafft und zusätzlich eine speziell ausgebildete
Entlüftungsleitung
verwendet, die ein mikroporöses Gasfilter
umschließt,
um eine freie Strömung
der Säure,
wenn die Batterie gedreht oder in irgendeine beliebige Richtung
gekippt wird, zu verhindern.
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Eine
Mehrzellenausbildung (12 Volt) mit einer seitlichen Entlüftungsanordnung
ist in zwei voneinander getrennte Kammern geteilt, indem die gemeinsame
seitliche Entlüftungsleitung
durch die Batterieabdeckung an einer Stelle blockiert wird, die
der mittleren Teilung des Batteriebehälters entspricht. Hierdurch
erhält
jede der drei Zellen umfassenden Kammern eine einzige Entlüftungsöffnung,
die an eine spezielle Entlüftungsleitung
angepasst ist, die ein mikroporöses
Filter umschließt.
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Zusätzlich zu
der Erzielung einer wirksamen Entlüftungssperre, bei der der freie
Fluss des Elektrolyten verhindert wird, wenn die Batterie in irgendeine
beliebige Richtung gekippt wird, weist die vorliegende Erfindung
noch einen weiteren Vorteil auf, indem sie den Übergang des Elektrolyten von
den oberen zu den unteren Zellen verringert, wenn die Batterie auf
die kürzere
Seitenfläche
längs der
Lüftungsleitung
gekippt wird. Dies beruht auf der Tatsache, dass die Blockierung
der Entlüftungsleitung
in der Mitte der Batterieabdeckung den Übertritt des Elektrolyten von
den oberen drei Zellen in die unteren drei Zellen verhindert. Dies
hat zur Folge, dass, wenn die Batterie, nachdem sie während einer
längeren
Zeitspanne gekippt war, wieder in ihre Ausgangsstellung zurückgebracht
wird, eine vernachlässigbare
Veränderung
der Standhöhe
des Elektrolyten in den Zellen beobachtet wird, verglichen mit den üblichen,
seitenentlüfteten
Ausbildungen, die eine gemeinsame Entlüftungsleitung in der Abdeckung
aufweisen.
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Bei
der erfindungsgemäßen Ausbildung
ist die Entlüftungskappe
mit dem mikroporösen
Filter so ausgestaltet, dass der Elektrolyt vertikal nach oben und
entlang des schraubenförmigen
Pfades auf den Umfang der Entlüftungskappe
und dann in die Mitte hinabfließen
muss, bevor er in Kontakt mit dem mikroporösen Filter kommt. Dadurch wird
ein beachtlicher Widerstand gegen die Strömung des Elektrolyten geschaffen,
wenn die Batterie in verschiedene Richtungen gekippt wird.
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Ein
weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, dass
die Entlüftungskappenanordnung
leicht in die seitliche Entlüftungsleitung
eingepasst und eingesperrt werden kann, ohne dass man sie gesondert
hitzeversiegeln oder mit Ultraschall versiegeln muss. Hierdurch
wird ihre Herstellung vereinfacht und damit eine Kostenreduzierung
erreicht.
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Ferner
kann in der Entlüftungskappe,
die bei der erfindungsgemäßen Batterie
Verwendung findet, ein mikroporöses
Gasfilter mit einem feinen Korn (ungefähr 270 micron) verwendet werden,
welches aus einer Kunststofflegierung hergestellt und dann chemisch
behandelt wird, um wasserabstoßende
Eigenschaften zu erhalten. Hierdurch wird ein beachtlicher Widerstand
gegen ein Ausfließen
des Elektrolyten aus der Entlüftungskappe
erreicht.
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Weitere
Einzelheiten ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels
anhand der Figuren. Hierin zeigen:
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1 eine
Vorderansicht einer Fahrzeugbatterie nach der Erfindung.
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2 eine
Draufsicht auf die Batterie nach 1
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3 eine
Rückansicht
nach 1,
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4 eine
Seitenansicht der Batterien nach 1,
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5 eine
vergrößerte Schnittdarstellung
längs der
Linie V-V in 2,
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6 eine
Schnittdarstellung längs
der Linie VI-VI in 2,
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7 eine
vergrößerte Darstellung
einer zentralen Blockiervorrichtung eines Batteriedeckels entsprechend
eines Teiles X, der in 6 mit einem Kreis gekennzeichnet
ist,
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8 eine
vergrößerte Darstellung
einer Entlüftungskappenanordnung,
wie sie in der erfindungsgemäßen Batterien
Verwendung findet und im Batteriedeckel vorgesehen ist, entsprechend
einem Teil Y, der sich in 6 mit einem
Kreis gekennzeichnet sit,.
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9 eine
vergrößerte perspektivische
Darstellung einer Entlüftungskappe
für die
Entlüftungskappenanordnung
nach 8,
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10 eine
vergrößerte Vorderansicht
einer Entlüftungskappe
für die
Entlüftungskappenanordnung nach 8,
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11 eine
Querschnittsdarstellung der Entlüftungskappe
längs der
Linie 11-11 der 10,
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12 eine
horizontale Querschnittsdarstellung aus der die Bewegung des Elektrolyten
erkennbar ist, wenn die Batterie mit der Entlüftungskappenanordnung nach 8 um
90° gekippt
ist, aber ohne dass eine zentrale Blockieranordnung vorhanden ist,
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13 eine
horizontale Querschnittsdarstellung, aus der die Bewegung des Elektrolyten
erkennbar ist, wenn bei der um 90° gekippten
Batterie sowohl die Entlüftungskappenanordnung
als auch die zentrale Blockiereinrichtung vorhanden sind und
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14 eine
grafische Darstellung der Versuchsanalyse der Batterien, wenn dies
um 90° längs der Entlüftungsleitung
gekippt ist.
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Nachstehend
wird die Erfindung in Bezug auf die Zeichnung, in der eine bevorzugte
Ausbildung der Erfindung dargestellt ist, beschrieben.
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Die 1 bis 6 zeigen
eine leckresistente Fahrzeugbatterie 10 gemäß der Erfindung.
Die Batterie hat ein Gehäuse 12,
in dem sechs Zellen C1 bis C6 untergebracht sind (siehe 6).
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Ein
Batteriedeckel 14 ist auf das Gehäuse 12 so aufgepasst
und mit diesem heißversiegelt,
dass die untere Fläche
des Batteriedeckels 14 mit den Zellen C1 bis C6 auf gleicher
Höhe liegen.
Batterieanschlüsse T1
und T2 sind mit den Zellen C1 bis C6 verbunden.
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Der
Batteriedeckel 14 ist in zwei Batterieabteile 14P und 14'P so geteilt,
wie man aus 6 entnehmen kann, dass das Abteil 14P die
Zellen C1 bis C3 und das Abteil 14'P die Zellen C4 bis C6 überdeckt.
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In
dem Abteil 14P verbindet eine seitliche Entlüftungsleitung 16 die
Räume über den
Zellen C1 bis C3. Entsprechend verbindet eine seitliche Entlüftungsleitung 16' in dem Abteil 14'P die Räume über den
Zellen 4 bis C6.
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Die
Zellen C1 bis C6 sind mit Füllstöpseln 18 versehen,
die in den Deckel 14 hineinragen und mit der Oberfläche des
Deckels 14 gleich hoch liegen. Wie man aus 15 erkennt,
erstreckt sich der Füllstöpsel 18 durch
den Deckel 14 hindurch in die Zelle C6 und ist mit dem
Deckel 14 und mit einem „O"-Ring 20 so verschraubt, dass
kein Elektrolyt, der sich in der Zelle befindet, austreten kann.
Die Füllstöpsel 18,
die den anderen Zellen C1 bis C5 zugeordnet sind, sind in ähnlicher
Weise mit dem Deckel 14 verschraubt. Alle Füllstöpsel 18 werden,
nachdem der Elektrolyten eingefüllt
wurde, verschlossen.
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In
dem Batteriedeckel 14 verlaufen die seitlichen Entlüftungsleitungen 16 und 16' parallel entlang
der Längsseiten
der Batterie, quer über
die Zellen so, dass sie die Gase durch die Füllstöpsel 18 entlüften. Die Gase
aus den jeweiligen Zellen erreichen die Entlüftungsleitungen 16 und 16' durch die entsprechenden
Stöpsel 18.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
befindet sich in der Mitte der Batterie 10 eine zentrale
Blockiervorrichtung 22 im Batteriedeckel 14, deren
Aufgabe es ist, die seitlichen Entlüftungsleitungen 16 und 16' gegeneinander
abzublocken. Diese Vorrichtung 22 ist in 6 mit
X gekennzeichnet und im einzelnen in 7 dargestellt.
Die zentrale Blockier vorrichtung 22 umfasst eine Trennwand 28,
die mit einer Trennwand 24 im Batteriedeckel 14 verbunden
ist Die Trennwand 28 isoliert die beiden seitlichen Entlüftungsleitungen 16 und 16' voneinander.
Das Gas, welches aus den Zellen C1 bis C3 bzw. aus den Zellen C4
bis C6 kommt, fließt
in die Entlüftungsleitungen 16 bzw. 16' durch die Öffnungen 26 bzw. 26' in den Füllstöpseln 18.
Die Füllstöpsel 18 sind
zusammen mit den „O"-Ringen 20 in
den Deckel 14 eingeschraubt. Somit sind die Entlüftungsleitungen 16 und 16' voneinander
isoliert.
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Die
Entlüftungskappenanordnungen 32 bzw. 32' sind in die
anderen Enden der seitlichen Entlüftungsleitungen 16 bzw. 16' eingeschoben.
Die eine der Entlüftungskappenanordnung 32' ist in 6 mit
Y gekennzeichnet und im einzelnen in 8 dargestellt.
In den anderen Enden der seitlichen Entlüftungsleitungen befinden sich
zylindrische Öffnungen 34H und 34H', in die die
Entlüftungskappenanordnungen
auf den jeweiligen Seiten des Batteriedeckels 14 eingepasst
sind.
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Die 9 bis 11 zeigen
die Entlüftungskappenanordnungen 32 und 32' im einzelnen.
Die Entlüftungskappenanordnungen 32 und 32' umfassen eine
Entlüftungskappe 36 die
in die anderen Enden der seitlichen Entlüftungsleitung 16 und 16' eingepasst
sind. Die Entlüftungskappe 36 weist
eine Entlüftungsöffnung 38 auf,
die axial in der Entlüftungskappe
so verläuft,
dass sie mit den seitlichen Entlüftungsleitungen 16 und 16' in Verbindung
ist. Ferner weist die Entlüftungskappe 36 eine
nach oben verlaufende vertikale Öffnung 40 auf,
die so in der Entlüftungskappe 36 verläuft, dass
sie, während
sie in radialer Richtung der Entlüftungskappe 36 von
deren Boden ausgehend nach oben verläuft, die Entlüftungsöffnung 38 mit
dem Umfang der Entlüftungskappe 36 verbindet.
Ferner ist ein schraubenförmiger
Pfad 42 in der Oberfläche
der Entlüftungskappe 36 vorgesehen,
der längs
der Peripherie der Entlüftungskappe 36 vom
oberen Ende der ersten vertikalen Öffnung 40 bis zum äußeren Ende
der Entlüftungskappe 36,
das von der Entlüftungsöffnung 38 entfernt
liegt, verläuft und
eine zweite vertikale Öffnung 44 vorgesehen,
die sich vom stromabwärts
gelegenen Ende des schraubenförmigen
Pfads 42 bis zur Mitte der Entlüftungskappe 36 nach
unten erstreckt und zwar in radialer Richtung entgegengesetzt zu
der ersten vertikalen Öffnung 40.
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Wie
man aus den 9 bis 11 erkennt,
sind die Entlüftungsöffnung 38,
die erste vertikale Öffnung 40,
der schraubenförmige
Pfad 42 und die zweite vertikale Öffnung 44 in der innen
gelegenen Hälfte 36H1 der Entlüftungskappe 36 angeordnet.
In der äußeren Hälfte 36H2 der
Entlüftungskappe 36 befindet
sich eine mit einem Filter gefüllte
Kammer 46, die über
eine innere Öffnung 48 mit
der zweiten vertikalen Öffnung 44 und einer Öffnung 48' mit der Atmosphäre am äußeren Ende
der Entlüftungskappe 36 in
Verbindung ist.
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Ein
wasserabstoßendes
mikroporöses
Gasfilter 50 ist in die Lüftungskappe 36 eingesetzt.
Es ist die Filterkammer 46 eingepasst, während ein
Filterdeckel 52 mit einer zentralen Öffnung 52a eine außenseitige Öffnung 48' der Filterkammer 46 verschließt. Das
wasserabstoßende
mikroporöse
Gasfilter 50 kann aus einer Kunststofflegierung hergestellt
sein. Es enthält
ein feines Korn (ungefähr
270 micron) das chemisch bearbeitet wurde, um wasserabstoßende Eigenschaften
zu erhalten.
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Wenn
das Gas aus einer beliebigen Zelle der Batterie entlüftet wird,
kann das Gas nicht aus einem Abteil 14P in das andere Abteil 14'P gelangen wegen
der zentralen Blockiervorrichtung. Das Gas ist gezwungen durch die
anderen Enden der entsprechenden seitlichen Entlüftungsleitungen 16 und 16' in die Entlüftungsöffnungen 38 in
den entsprechenden Entlüftungskappen 36 zu
entweichen. Das Gas fließt
dann durch die erste vertikale Öffnung 40 und
fließt
entlang des schraubenförmigen
Pfads 42 und tritt in die zweite vertikale Öffnung 44 ein.
Das Gas wird dann von dem Filter 50 gefiltert und durch
das mittige Loch 52a in dem Filterdeckel 52 in
die Atmosphäre
entlassen. Durch diese Anordnung wird ein direkter Kontakt des Elektrolyten
mit dem Filter vermieden.
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Bei
der erfindungsgemäßen Batterie
dient die zentrale Blockiervorrichtung 22, gezeigt in 7,
dazu, eine Bewegung des Elektrolyten zwischen den Zellen zu verringern,
um ein Aussickern des Elektrolyten zu vermeiden, während die
Entlüftungskappe 36,
die den in den 9 und 10 gezeigten
schraubenförmigen Pfad 42 aufweist,
ebenfalls dazu dient, ein Auslaufen des Elektrolyten zu verhindern.
Da sowohl die zentrale Blockiervorrichtung 22 als auch
die Entlüftungskappenanordnungen 30 und 32', die in 9 und 10 gezeigt
sind, verwendet werden, kann das Aussickern wirkungsvoller verhindert
werden. Es wird darauf hingewiesen, dass eine Luftsperre durch die
zentrale Blockiervorrichtung 22 und die Entlüftungskappenanordnung 32 und 32' geschaffen
wird.
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Die
erfindungsgemäße Batterie
ist in hohem Maße
widerstandsfähig
gegenüber
Säureauslauf,
wenn sie um 90° auf
die Vorderseite oder auf den Kopf gestellt wird, d.h. um 180° gedreht
wird. Es wurde während einer
Testperiode bis zu 12 Stunden kein Säureaustritt bei den genannten
Stellungen beobachtet.
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Die
herkömmlichen
seitenbelüfteten
Batterien sind für
Säureaustritt
anfällig,
wenn sie um 90° um
die kürzere
Seite in die Richtung der Entlüftungsleitung
gedreht werden. Gerade in dieser Richtung zeigt sich die Wirksamkeit
der zentralen Blockiervorrichtung 22 der Entlüftungsleitungen.
Verwendet man keine zentrale Blockiervorrichtung 22, kann
die Luft frei durch die Entlüftungsleitungen
strömen,
wodurch ein kontinuierliches Auslaufen der Säure aus den seitlichen Entlüftungsleitungen 16 und 16' folgt, wenn
die Batterie um 90° in
Richtung der Entlüftungsleitungen
gekippt wird, aber mit der erfindungsgemäßen zentralen Blockiervorrichtung 22 der
Entlüftungsleitungen 16 und 16' wird eine wirksame
Luftsperre ausgebildet, die ein Auslaufen des Elektrolyten beachtlich
verringert, wenn die Batterie längs
der Entlüftungsleitungen
um 90° gekippt
wird.
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Zusätzlich zu
der Ausbildung der Luftsperre, die einen freien Fluß des Elektrolyten
verhindert, wenn die Batterie gekippt wird, verringert die zentrale
Blockiervorrichtung auch die Veränderung
des Elektrolyten von Zelle zu Zelle, wenn die Batterien gekippt
wird, da sie den Übertritt
des Elektrolyten von der einen Gruppe der Zellen hin zu der anderen
Gruppe von Zellen verhindert.
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Die
Entlüftungskappenanordnungen 32 und 32' bilden einen
bedeutsamen Widerstand gegen den Ausfluss des Elektrolyten, wenn
die Batterie in verschiedene Richtungen gekippt wird.
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Ferner
können
die Entlüftungskappenanordnungen 32 und 32' in einfacher
Weise in die seitlichen Entlüftungsleitungen 16 und 16' eingeschoben
werden, sodass ein zusätzliches
Heißversiegeln
und eine Ultraschallversiegelung vermieden werden können.
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Die
Wirkungsweise der zentralen Blockiervorrichtung der Entlüftungsleitungen
kann aus den 12 und 13 erkannt
werden. Wie in 12 gezeigt, wird bei dem herkömmlichen
seitenentlüfteten
Batterietyp (die Batterie weist keine zentrale Blockiervorrichtung
auf) der Elektrolyt kontinuierlich von der oberen Zelle zur unteren
Zelle transferiert, während
sie längs
der kürzeren
Batterieseite in Richtung der seitlichen Entlüftungsleitungen gekippt ist.
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Das
Ergebnis ist, dass sich der Elektrolyt merklich von den oberen Zellen
zu den unteren Zellen bewegt. Darüber hinaus unterliegen die
Entlüftungskappenanordnungen 32 und 32' dem beachtlichen
Flüssigkeitsdruck,
der der gesamten Länge
der Batterie entspricht, wodurch ein noch stärkeres kontinuierliches Auslaufen
der Batterie durch die seitlichen Entlüftungsleitungen bewirkt wird.
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Andererseits
wird bei Vorhandensein der zentralen Blockiervorrichtung der Entlüftungsleitungen 16 und 16' im Batteriedeckel 14,
wie in 13 gezeigt, der Elektrolyt,
wenn die Batterie so gekippt ist, dass die Zelle C1 nach unten gerichtet
ist, durch die isolierende Wand 28, die einstückig mit
der Trennwand 24 der Blockiervorrichtung 22 ist,
daran gehindert, von den oberen Zellen C4 bis C6 in die unteren
Zellen C1 bis C3 zu fließen.
Darüber
hinaus ist es von Bedeutung, dass der Flüssigkeitsdruck, der auf die
Entlöftungskappenanordnungen 32 und 32' wirkt, um die
Hälfte
oder noch mehr verringert wird. Außerdem hilft der mikroporöse Gasfilter 50 zusammen
mit der speziell ausgestalteten Entlüftungskappe 36, die
ein wasserabstoßendes
Material zusammen mit der zentralen Blockiervorrichtung 22 enthält, noch
wirksamer dazu, das Ausfließen
des Elektrolyten aus den seitlichen Entlüftungsleitungen 16 und 16' zu verhindern.
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Die
zentrale Blockiervorrichtung der Entlüftungsleitung verringert die
von Zelle zu Zelle vorhandene Veränderung der Standhöhe des Elektrolyten
nach einem längeren
Kippen der Batterie um 90° um
die kürzere Seite
in Richtung der Entlüftungsleitung.
Bei den herkömmlichen
seitenentlüfteten
Ausbildungen erhält
man beachtliche Veränderungen
der Standhöhe
des Elektrolyten von Zelle zu Zelle, nachdem die Batterie für 2 Stunden
um 90° um
die kürzere
Seite gekippt wurde, aber die leckresistente erfindungsgemäße Batterie
zeigt nur eine vernachlässigbare
Veränderung
der Standhöhe
des Elektrolyten in einem stabilisierten Zustand, nachdem die Batterien
für die
Dauer von 2 Stunden gekippt wurde.
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14 zeigt
eine vergleichende Analyse der Kippversuche, bei denen die Batterien
um 90° um
die Entlüftungsleitung
gekippt wurden. Diese Analyse zeigt den Austritt von Elektrolyt
bei der erfindungsgemäßen Batterie
mit der beschriebenen Entlüftungskappenausbildung
gegenüber
der konventionellen seitenentlüfteten Batterie
und den Effekt der zentralen Blockiervorrichtung der Entlüftungsleitung,
die eine Luftsperre erzeugt und dadurch den Säureaustritt beachtlich bis
hin zu einem vernachlässigbaren
Wert verzögert.
In 14 kennzeichnet die dreieckige Markierung die
Charakteristik der herkömmlichen
seitenentlüfteten
Batterie. Die quadratische Markierung bezeichnet die Säureaustritts charakteristik
der erfindungsgemäßen Batterie
mit der neu gestalteten Entlüftungskappe.
Die rautenförmige
Markierung kennzeichnet die Säureaustrittscharakteristik
der erfindungsgemäßen Batterie
bei der sowohl die neuartig gestaltete Entlüftungskappe als auch die zentrale
Blockiervorrichtung in den gemeinsamen Entlüftungsleitungen vorgesehen
sind.
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Aus 14 ist
ersichtlich, dass der Austritt an Elektrolyt dann, wenn die Entlüftungskappenanordnung nach 9 bis 11 vorliegen,
geringer ist als der Austritt, wenn keine spezielle Entlüftungskappenanordnung
verwendet wird. Wenn die zentrale Blockiervorrichtung Verwendung
findet, wird die Menge an austretendem Elektrolyten bedeutsam verringert.
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Wenn
auch nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben und dargestellt wurde, wird der Fachmann
verstehen, dass dies lediglich als Beispiel zu werten ist, sodass
verschiedene Änderungen
und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne den Umfang der Erfindung,
der in den beigefügten
Ansprüchen
definiert ist, zu überschreiten.