DE8007719U1 - Multi-cell lead accumulator - Google Patents
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Description
Accumulatorenwerk Hoppecke
Carl Zoellner & Sohn
Barbarossaplatz 2Hoppecke accumulator factory
Carl Zoellner & Son
Barbarossaplatz 2
5000 Köln5000 Cologne
Mehrzelliger BleiakkumulatorMulti-cell lead accumulator
Die Erfindung betrifft einen mehrzelligen Bleiakkumulator, dessen Gehäuse durch einen Blockdeckel abgeschlossen ist, in welchem durch einen Unter- und dazu im Abstand angeordneten Oberdeckel ein Hohlraum zur Säureabscheidung ausgebildet ist, der entsprechend der Zellenzahl in miteinander verbundene Kammern unterteilt ist, die jeweils über eine an ihrem tiefsten Punkt angeordnete Öffnung an die zugehörige Zelle angeschlossen sind, wobei der Hohlraum entlüftet ist.The invention relates to a multi-cell lead accumulator, whose housing is closed by a block cover, in which by a lower and spaced apart from it Upper cover a cavity for acid separation is formed, which is connected to one another according to the number of cells Chambers is subdivided, each connected to the associated cell via an opening arranged at its lowest point with the cavity being vented.
Derartige Blockdeckelausführungen an mehrzelligen Bleiakkumulatoren sind bekannt. Dabei führt von jeder Zelle eine Entgasungsöffnung in die zugehörige Deckelkammer. In dieser wird der Gasstrom mehrfach umgelenkt, wodurch sich Flüssigkeit abscheidet, die durch eine zweite Öffnung am tiefsten Punkt der Kammer wieder in die Zelle zurückgeleitet wird. Die verbleibende Gasmenge kann durch Öffnungen, welche die Kammern oben miteinander verbinden, an zentralen Stellen über Flammsieb-Ventile entweichen. Nachteilig ist, daß im Oberdeckel außer der Flammsieb-Entlüftung keine weitere Füll- oder Kontrollöffnung vorhanden ist, so daß das Befüllen der Batterie mitSuch block cover designs on multi-cell lead-acid batteries are known. A degassing opening leads from each cell into the associated cover chamber. In this will the gas flow is deflected several times, causing liquid to separate out through a second opening at the lowest point of the Chamber is fed back into the cell. The remaining amount of gas can through openings in the chambers above connect with each other, escape at central points via flame sieve valves. The disadvantage is that except in the top cover the flame sieve vent is no further filling or control opening, so that the filling of the battery with
Elektrolyt nach dem Aufbringen des Unterdeckels noch während der Fertigung vor dem Verschweißen des Unterdeckels mit dem Oberdeckel erfolgen muß. Die fertigen Batterien können daher nur im gefüllten und geladenen Zustand gelagert werden. Dies führt über längere Zeit zu Leistungsverlusten und zur Verkürzung der Lebensdauer.Electrolyte after applying the lower cover still during the production must take place before the welding of the lower cover to the upper cover. The finished batteries can therefore can only be stored when filled and charged. Over a long period of time, this leads to a loss of performance and a shortening the service life.
Ferner ist es bekannt, die Befüllöffnungen der Batterie aus der üblichen Mittellage in den Randbereich zu verlagern und an ihrer Stelle durch Aufwölbungen des Deckels Abscheidekammern auszubilden, die eigenständige Verbindungslöcher zu den Zellen des Akkumulators haben. Nachteilig ist dabei, daß die Konstruktion der Batterie durch die Verlegung der Befüllöffnungen verändert werden muß und separate Verbindungslöcher zwischen den Kammern für die Säureabscheidung und den Zellenräumen geschaffen werden müssen.It is also known to move the filling openings of the battery from the usual central position into the edge area and to form separation chambers in their place by bulges of the cover, the independent connection holes to the cells of the accumulator. The disadvantage here is that the construction of the battery by relocating the filling openings must be changed and separate connecting holes between the chambers for the acid separation and the cell spaces need to be created.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen mehrzelligen Bleiakkumulator mit integrierter Säureabscheidung zu schaffen, welcher auch nach Fertigstellung ein Befüllen und über die gesamte Lebensdauer eine Kontrolle des Elektrolyten durch der Zellenzahl entsprechende Öffnungen gestattet, die gleichzeitig als Entgasungs- und Rückflußöffnungen ausgebildet sind. Der Blockdeckel soll für jede Zelle eine verschließbare Öffnung besitzen, welche so gestaltet ist, daß sie eine Kombination von Füll-, Kontroll- und Sicherheitsöffnung bildet und auch die Funktion der Entgasungs- und Rückflußöffnung übernimmt. Die Aufgabe ist an einem Bleiakkumulator der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Kammer die zugehörige verschließbare Befüllöffnung der Zelle überdeckt, daß die Befüllöffnung die Form eines Rohrstutzens hat, der vom Oberdeckel durch den Hohlraum der Kammer und den Unterdeckel hindurch bis in die Zelle führt und daß der Rohrstutzen Verbindungsöffnungen hat, die Zellenraum und Hohlraum miteinander verbinden..In contrast, the invention is based on the object of a multi-cell lead accumulator with integrated acid separation to create, which also after completion, a filling and a control of the electrolyte over the entire service life Permitted openings corresponding to the number of cells, which are designed as degassing and reflux openings at the same time are. The block cover should have a closable opening for each cell, which is designed so that it forms a combination of filling, control and safety opening and also the function of the degassing and reflux opening takes over. The object is achieved according to the invention in a lead-acid battery of the type described at the outset by that each chamber covers the associated closable filling opening of the cell, that the filling opening is in the form of a pipe socket which leads from the upper cover through the cavity of the chamber and the lower cover into the cell and that the pipe socket has connecting openings that connect the cell space and cavity with each other ..
Vorteilhafterweise sind die Verbindungsöffnungen über den UmfangThe connection openings are advantageously over the circumference
gleichmäßig verteilte Schlitze im Rohrstutzen, die sich vom unteren Rand bis in die Höhe des Hohlraums erstrecken. Der Rohrstutzen selbst ist von außen durch einen Verschlußstopfen geeigneter Passung verschlossen. Um das ausströmende, mit Säurenebel angereicherte Gas mehrfach umzulenken, ist in zwecK-mäßiger Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, innerhalb der Kammer den Rohrstutzen mit Abstand von einem Hohlzylinder zu umgeben, der vom Unterdeckel bis zum Oberdeckel reicht und so einen Ringkanal bildet, welcher über einen oder mehrere Durchbrüche mit dem Hohlraum in Verbindung steht. Dabei ist vorteilhaft, die Durchbrüche versetzt zu den Schlitzen des Rohrstutzens anzuordnen. Ferner können in an sich bekannter Weise in jeder Kammer Rippen zur Gasumlenkung ausgebildet sein.evenly distributed slots in the pipe socket, which extend from the extend the lower edge to the level of the cavity. The pipe socket itself is from the outside through a plug closed with a suitable fit. In order to deflect the escaping gas enriched with acid mist several times, it is necessary to use it Embodiment of the invention proposed to close the pipe socket at a distance from a hollow cylinder within the chamber surrounded, which extends from the lower cover to the upper cover and thus forms an annular channel, which over one or more Breakthroughs with the cavity is in communication. It is advantageous if the openings are offset to the slots of the Pipe socket to be arranged. Furthermore, ribs for deflecting gas can be formed in each chamber in a manner known per se.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Kammern unter Überdeckung der mittigen Füllöffnungen der Batterie nebeneinander unter Bildung eines gegen überschwappende Säure geschützten Raumes in jeder Kammer angeordnet, in den jeweils ein Rekombinator zur katalytischen Rekombination der Wasserstoff- und Sauerstoffgase zu Wasser eingesetzt ist. Das vom Säurenebel weitgehend befreite Gas, welches ansonsten an die Atmosphäre, gegebenenfalls über ein Flammsieb-Ventil, entweichen würde, wird bei dieser Ausführungsform der Erfindung durch katalytische Rekombination in Form von Wasser der jeweiligen Zelle zugeführt. Hierdurch wird eine Wartungsfreiheit über die gesamte Lebensdauer der Batterie erreicht.According to the preferred embodiment of the invention, the Chambers covering the central filling openings of the The batteries are arranged side by side to form a space in each chamber that is protected against spilling acid a recombiner is used for the catalytic recombination of the hydrogen and oxygen gases to form water. That Gas largely freed from the acid mist, which otherwise escapes to the atmosphere, possibly via a flame sieve valve would be used in this embodiment of the invention supplied to the respective cell by catalytic recombination in the form of water. This is maintenance-free over the total battery life reached.
Weitere Einzelheiten. Merkmale und Vorteile des Gegenstands der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der Ausführungsformen von erfindungsgümäßen Blockdeckelausbildungen schematisch dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt:More details. Features and advantages of the subject matter of the invention emerge from the following description the accompanying drawing, in the embodiments of erfindungsgümäße Block cover designs are shown schematically. In the drawing shows:
Fig. 1 einen Verschlußstopfen für eine kombinierte Füll- und Entgasungsöffnung einer Batteriezelle, 1 shows a sealing plug for a combined filling and degassing opening of a battery cell,
Fig. 2 ein Teilstück eines Oberdeckels einer Batterie losgelöst vom Unterdeckel,2 shows a section of an upper cover of a battery detached from the lower cover,
14- '"14- '"
Pig. 3 ein Teilstück eines auf einen mehrzelligenPig. 3 a section of one to a multicellular
Batteriekasten aufgebrachten Unterdeckels, Fig. 4 einen Teil einer Batterie im LängsschnittBattery box applied lower cover, Fig. 4 a part of a battery in longitudinal section
durch die miteinander verbundenen Deckelthrough the interconnected lids
und den Batteriekasten, Fig. 5 einen Querschnitt durch einen Teil einesand the battery box, FIG. 5 shows a cross section through part of a
Blockdeckels und
Fig. 6 ein Teilstück des Oberdeckels mit einemBlock cover and
Fig. 6 shows a portion of the top cover with a
Rekombinator.Recombiner.
Die in der Zeichnung dargestellten Blockdeckelausbildungen beziehen sich auf einen mehrzelligen Bleiakkumulator mit einem Batteriekasten aus thermoplastischem Kunststoff, der mittige Befüllöffnungen entsprechend seiner Zellenzahl besitzt. Eine solche Starterbatterie hat innen liegende Zellenverbinder und zwei nahe einer Längsseite der Batterie durch einen Unterdeckel 1 hindurchgeführte Zellenpole 19· Der Unterdeckel 1 besteht wie der Batteriekasten 3 aus thermoplastischem Kunststoff und ist mit diesem umlaufend dicht verschweißt, wie Fig. 3 der Zeichnung entnehmbar ist.Refer to the block cover designs shown in the drawing is based on a multi-cell lead-acid battery with a battery box made of thermoplastic plastic, the central one Has filling openings according to its number of cells. Such a starter battery has internal cell connectors and two cell poles 19 passed near one long side of the battery through a lower cover 1. The lower cover 1 consists of the battery box 3 made of thermoplastic material and is welded to it circumferentially and tightly, as shown in FIG. 3 of the drawing is removable.
Der Bleiakkumulator ist mit einer integrierten Säureabscheidung ausgerüstet. Zu diesem Zweck weist der Unterdeckel in einstückiger Ausbildung hochstehende Wandleisten 20 auf, die nach Art eines Rahmens die Zellenöffnungen 21, 22 sowie den gesamten den Polen 19 gegenüberliegenden Bereich der Batterie umfassen. Durch Unterteilungen 23 sind Kammern 6 ausgebildet, welche gemeinsam mit einem entsprechend ausgebildeten Oberdeckel 2 Hohlräume bilden, die zur Säureabscheidung geeignet sind. Diesem Zweck dienen schräg zueinander in jeder Kammer 6 vorgesehene Rippen 13, die eine Gasumlenkung erzwingen.The lead accumulator has an integrated acid separation equipped. For this purpose, the lower cover has upstanding wall strips 20 in one-piece design, which according to Art of a frame the cell openings 21, 22 as well as the entire comprise the region of the battery opposite the poles 19. By subdivisions 23 chambers 6 are formed, which together Form with a correspondingly designed upper cover 2 cavities which are suitable for acid separation. This one The purpose is to use ribs 13 which are provided at an angle to one another in each chamber 6 and which force a deflection of the gas.
Fig. 2 der Zeichnung ist entnehmbar, daß die beschriebene Ausbildung des Unterdeckels 1 korrespondiert mit der eines Oberdeckels 2, welcher ebenfalls aus thermoplastischem Kunststoff besteht und mit dem Unterdeckel verschweißt wird, wie beispielcweise Fig. 4 der Zeichnung verdeutlicht. Die dichte VerbindungFig. 2 of the drawing can be seen that the training described of the lower cover 1 corresponds to that of an upper cover 2, which is also made of thermoplastic material exists and is welded to the lower cover, as for example Fig. 4 of the drawing clarifies. The tight connection
* t · · ι t « ι if ·* t · · ι t «ι if ·
I I III! fillI I III! fill
« If ti Il Il«If ti Il Il
der Blockdeckelteile miteinander und mit dem Batteriekasten kann auch durch Kleben vorgenommen sein.the block cover parts with one another and with the battery box can also be made by gluing.
Auf der Deckeloberseite (Fig. 2) ist für jede Zelle eine durch einen Verschlußstopfen 16 verschließbare Füll- und Kontrollöffnung 4 freigelassen, welche in Form eines Rohrstutzens 5 durch den Hohlraum der Kammer 6 bis in die Zelle 7 geführt ist und dort die Zellenöffnungen 21, 22 bildet. Das in die Zelle 7 hineinragende Ende des Rohrstutzens 5, welches Teil des Unter deckeis 2 ist, ist bis oberhalb des Kammer bode;as 8 hinauf mehrfach geschlitzt, wodurch Entgasungs- bzw. Rückfluß- \ öffnungen 9 gebildet sind. Der Kammerboden 8 ist mit einer entsprechenden Neigung zu der öffnung hin versehen. Innerhalb der Kammer ist der beschriebene Rohrstutzen 5 von einem Hohlzylinder 10 umgeben, der zur Hälfte hochstehend auf dem Unterdeckel· 1 und zur anderen Hälfte herabhängend unter dem Oberdeckel 2 ausgebildet ist und derart nach dem Verschweißen der beiden Teile miteinander vom Kammerboden 8 bis zum Oberdeckel 2 reicht und einen Ringkanal 11 bildet.On the top of the lid (Fig. 2) a fill and control opening 4 is left free for each cell, which can be closed by a stopper 16 and which is in the form of a pipe socket 5 through the cavity of the chamber 6 into the cell 7 and there the cell openings 21, 22 forms. The projecting into the cell 7, the end of the pipe socket 5, which is part of the sub deckeis 2, to above the chamber bode; 8 up as multiple slits, thereby degassing or reflux \ openings 9 are formed. The chamber bottom 8 is provided with a corresponding inclination towards the opening. Inside the chamber, the pipe socket 5 described is surrounded by a hollow cylinder 10, half of which stands up on the lower cover 1 and the other half is designed to hang down under the upper cover 2 and thus after the two parts have been welded together from the chamber bottom 8 to the upper cover 2 is enough and forms an annular channel 11.
Über dem Kammerboden 8 sind im HohlZy^inder 10 zwei sich gegenüberliegende Durchbrüche 12 vorgesehen. Sie sind zu den Entgasungs- und Rückflußöffnungen 9 versetzt angeordnet, um die ^ in Fig. J5 der Zeichnung durch Pfe^e verdeutschte Gasumlenkung zu erzwingen. Das ausströmende, mit Säurenebel angereicherte Gas steigt aus dem Zellenraum durch den Rohrstutzen 5 auf, gelangt durch die Schlitze 9 in den Ringkanal 11, trifft gegen die Innenwand des Hohlzylinders 10, wird dort umgelenkt und kann dann erst in die mit den Rippen IJ> ausgestattete Kammer 6 eindringen. Diese Kammern stehen durch öffnungen 14 miteinander in Verbindung. Die Gasmenge kann durch die Verbindungsöffnungen 14 zu einem Flammsieb-Ventil 15 gelangen, welches in den Oberdeckel 2 eingesetzt ist und die Verbindung zur Atmosphäre herste.! It.Above the chamber floor 8, two opposing openings 12 are provided in the hollow cylinder 10. They are arranged offset relative to the degassing and return ports 9 to force the ^ in Fig. Verdeutschte the drawing by Whistler ^ e gas deflection J5. The escaping gas enriched with acid mist rises from the cell space through the pipe socket 5, passes through the slots 9 into the annular channel 11, hits the inner wall of the hollow cylinder 10, is deflected there and can only then enter the one with the ribs IJ> Penetrate chamber 6. These chambers are connected to one another through openings 14. The amount of gas can pass through the connection openings 14 to a flame sieve valve 15, which is inserted into the top cover 2 and establishes the connection to the atmosphere. It.
Es ist ersichtlich, daß aufgrund der einseitigen Anordnung der integrierten Säureabscheidung auf der den Polen I9 gegenüber-It can be seen that due to the one-sided arrangement of the integrated acid deposition on the pole opposite the I9
liegenden Batterieseite ein durch die Rippen I3 gegen überschwappende Säure geschützter Raum in jeder Kammer 6 verbleibt. In diesem Raum ist gemäß der in Fig. 6 der Zeichnung dargestellten Ausführungsform über jeder Zelle ein Rekombinator mit Sicherheitsaustritt 18 angeordnet. Im übrigen unterscheidet sich diese Ausführungsform von der vorbeschriebenen dadurch, daß kein Flammsieb-Ventll I5 notwendig ist und daß die Verbindungsöffnungen 14 zwischen den Kammern entfallen können. Das aus der Zelle ausströmende Gas wird im Labyrinth weitgehendst von Säurenebel befreit und gelangt dann in die Rekombinatoren 17, in denen die Wasserstoff- und Sauerstoffgase zu Wasser mittels Katalysatoreinwirkung rekombiniert werden. Dieses Wasser kann über den geneigten Kammerboden 8 zur Rückflußöffnung 9 gelangen und wird damit der Zelle wieder zugeführt. Hierdurch wird eine Wartungsfreiheit über die gesamte Lebensdauer der Batterie erreicht.lying battery side one through the ribs I3 against spilling over Acid-protected space in each chamber 6 remains. In this space, as shown in Fig. 6 of the drawing Embodiment a recombiner with safety outlet 18 is arranged above each cell. Otherwise differs This embodiment differs from the one described above in that no flame sieve valve I5 is necessary and that the connecting openings 14 can be omitted between the chambers. The gas flowing out of the cell is largely in the labyrinth freed from acid mist and then enters the recombiners 17, in which the hydrogen and oxygen gases become water be recombined by the action of a catalyst. This water can flow to the reflux opening 9 via the inclined chamber floor 8 arrive and is thus fed back into the cell. This means that it is maintenance-free over the entire service life of the Battery reached.
Wesentlich für die Erreichung der Ziele ist es, daß der beschriebene Blockdeckel in jeder Kammer nur eine Öffnung sowohl für die Erstfüllung der Batterie, für die Durchführung der Entgasung und für den Rückfluß von abgeschiedener Säure und gegebenenfalls rekombiniertem Wasser in die Zelle benötigt. Hierdurch wird nicht nur die Funktion als solche verbessert, sondern auch Raum für die Anordnung eines Rekombinators geschaffen und schließlich auch die Sicherheit erhöht. Es ist ausgeschlossen, daß sich etwa bei zugesetzten Flammsieb-Ventilen in der Batterie ein gefährlicher Gasüberdruck aufbauen kann, der die Batterie zerstören kann, da der in der Öffnung 4 sitzende Verschlußstopfen 16 aufgrund einer geeigneten Passung durch den Überdruck herausgepreßt würde, bevor die Batterie beschädigt würde.It is essential for the achievement of the goals that the described Block cover in each chamber has only one opening both for the first filling of the battery and for performing the degassing and required for the reflux of separated acid and possibly recombined water into the cell. Through this the function as such is not only improved, but space is also created for the arrangement of a recombiner Finally, security is also increased. It is ruled out that there is a risk of clogged flame sieve valves in the battery a dangerous gas overpressure can build up, which can destroy the battery, since the sealing plug located in the opening 4 16 due to a suitable fit would be forced out by the overpressure before the battery would be damaged.
Bezugszeichenliste:List of reference symbols:
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