DE9115597U1 - Electrochemical cell with liquid electrolyte for the on-board electrical system of motor vehicles - Google Patents
Electrochemical cell with liquid electrolyte for the on-board electrical system of motor vehiclesInfo
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Description
R. 24853
10.12.1991 Zr/HmNo. 24853
10.12.1991 Zr/Hm
ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 10ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 10
Elektrochemische Zelle mit flüssigem Elektrolyten für das Bordnetz von Kraftfahrzeugen Electrochemical cell with liquid electrolyte for the on-board electrical system of motor vehicles
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine elektrochemische Zelle mit flüssigem Elektrolyten für das Bordnetz von Kraftfahrzeugen und bezieht sich auf das Vermeiden unerwünschter Schichten unterschiedlicher Dichte in dem flüssigen Elektrolyten. Derartige im Elektrolyten vorkommende Schichten können sich sowohl horizontal als auch vertikal in der Zelle ausbilden und kommen auch in Zellen des Blei/Schwefelsäure-Typs vor.The invention relates to an electrochemical cell with liquid electrolyte for the on-board electrical system of motor vehicles and relates to the avoidance of undesirable layers of different densities in the liquid electrolyte. Such layers occurring in the electrolyte can form both horizontally and vertically in the cell and also occur in cells of the lead/sulfuric acid type.
Die horizontalen Schichten unterschiedlicher Dichte im Elektrolyten werden bei der Ladung derartiger Zellen dadurch erzeugt, daß die an den Elektrodenplatten der Zelle entwickelte Schwefelsäure infolge ihrer Dichte in den unteren Bereich der Zelle sinkt und hier dann eine höhere Schwefelsäure-Konzentration als im oberen Bereich des Elektrolyten bewirkt; diese höhere Schwefelsäure-Konzentration führt zu Korrosion an den unten im Zellengefäß befindlichen Bereichen der Elektrodenplatten, was den Ausfall aktiver Masse aus diesen Elektrodenbereichen und damit Kapazitätsverlust der Zelle zur Folge haben kann. Infolge dieser Korrosion kann aber sogar die ZelleThe horizontal layers of different densities in the electrolyte are created when charging such cells by the fact that the sulphuric acid developed on the electrode plates of the cell sinks into the lower part of the cell due to its density and then causes a higher sulphuric acid concentration here than in the upper part of the electrolyte; this higher sulphuric acid concentration leads to corrosion on the areas of the electrode plates at the bottom of the cell vessel, which can result in the loss of active mass from these electrode areas and thus a loss of capacity of the cell. As a result of this corrosion, however, even the cell
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zerstört werden, und zwar dadurch, daß die aus den Elektrodenplatten ausgefallene aktive Masse einen Kurzschluß zwischen benachbarten Elektrodenplatten unterschiedlicher Polarität verursacht. Infolge dieser horizontalen Schichten unterschiedlicher Dichte im flüssigen Elektrolyten ist zudem die elektrische Leitfähigkeit in diesen Schichten unterschiedlich und damit auch der Verlauf der chemischen Reaktionen in den entsprechenden Bereichen der Elektrodenplatten. Dieses hat zur Folge, daß beim Ladevorgang die unten in der Zelle befindlichen Abschnitte der Elektrodenplatten, die von Schichten eines Elektrolyten relativ hoher Dichte umgeben sind, eher aufgeladen sind als die weiter oben in der Zelle befindlichen, mit Elektrolyt niederer Dichte umgebenen Abschnitte der Elektrodenplatten. Um die genannten oberen Abschnitte der Elektrodenplatten voll aufzuladen, muß der Ladevorgang fortgesetzt werden, was jedoch für die unteren Abschnitte der Elektrodenplatten aufgrund vorstehender Sachlage jeweils ein Überladen und damit für die Zelle eine Verringerung ihrer Lebensdauer bedeutet.are destroyed, namely because the active mass that has fallen out of the electrode plates causes a short circuit between neighboring electrode plates of different polarity. As a result of these horizontal layers of different density in the liquid electrolyte, the electrical conductivity in these layers is also different and so is the course of the chemical reactions in the corresponding areas of the electrode plates. This means that during the charging process, the sections of the electrode plates located at the bottom of the cell, which are surrounded by layers of a relatively high-density electrolyte, are charged earlier than the sections of the electrode plates located further up in the cell and surrounded by electrolyte of lower density. In order to fully charge the upper sections of the electrode plates, the charging process must be continued, which, however, due to the above situation, means that the lower sections of the electrode plates are overcharged and thus the lifespan of the cell is reduced.
Die vertikalen Schichten unterschiedlicher Dichte im flüssigen Elektrolyten treten hingegen bei der Entladung, insbesondere bei der Hochstromentladung derartiger Zellen in Erscheinung, und zwar sammeln sich infolge der chemischen Reaktionen Reaktionsprodukte, zu denen auch Wasser gehört, auf der Oberfläche und in den Poren der positiven Elektrodenplatten; diese Reaktionsprodukte können dann die aktive Masse mehr oder weniger vom Elektrolyten isolieren und damit die ablaufenden chemischen Reaktionen erheblich stören, insbesondere in den oberflächenfernen Bereichen der aktiven Masse. Diese vertikalen Schichten im Elektrolyten begrenzen demzufolge die Entnahmedauer höherer elektrischer Ströme aus der Zelle.The vertical layers of different densities in the liquid electrolyte, however, appear during discharge, especially during high-current discharge of such cells, and as a result of the chemical reactions, reaction products, which include water, collect on the surface and in the pores of the positive electrode plates; these reaction products can then more or less isolate the active mass from the electrolyte and thus significantly disrupt the chemical reactions taking place, especially in the areas of the active mass furthest from the surface. These vertical layers in the electrolyte therefore limit the duration for which higher electrical currents can be drawn from the cell.
Um diese vorstehend genannten Probleme zu beseitigen, wurden schon viele aufwendige Lösungen erarbeitet; Rühren oder Umpumpen desTo eliminate the problems mentioned above, many complex solutions have been developed; stirring or pumping the
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Elektrolyten, Gaseinleiten in den Elektrolyten; Rotieren oder Vibrieren der Elektroden, Ausnutzung der Elektrolyt-Eigenbewegungen infolge Geschwindigkeits- und Richtungsänderungen von Fahrzeugen.Electrolytes, introducing gas into the electrolyte; rotating or vibrating the electrodes, utilizing the electrolyte’s own movements as a result of changes in speed and direction of vehicles.
Bekannt wurde aus dem japanischen Gebrauchsmuster Nr. 50-36 171 außerdem eine elektrochemische, flüssigen Elektrolyten enthaltende Zelle, in deren Gehäuse an einer Wand ein senkrechter Kanal angeordnet ist, der mit Elektrolyt gefüllt ist, oben und unten je eine Öffnung hat und einen frei im Kanal beweglichen Schwebekörper besitzt; der Schwebekörper hat ein spezifisches Gewicht, das im wesentlichen dem spezifischen Gewicht des Elektrolyten entspricht oder nur geringfügig davon abweicht. Der Schwebekörper soll den Elektrolyten infolge von auf die Zelle wirkenden Vibrationen bewegen.An electrochemical cell containing liquid electrolyte is also known from Japanese utility model No. 50-36 171, in the housing of which a vertical channel is arranged on one wall, which is filled with electrolyte, has an opening at the top and bottom and has a floating body that can move freely in the channel; the floating body has a specific weight that essentially corresponds to the specific weight of the electrolyte or deviates only slightly from it. The floating body is intended to move the electrolyte as a result of vibrations acting on the cell.
Aus der DE-OS 33 14 174 ist eine elektrochemische Zelle zu ersehen, die zwecks selbsttätiger Umwälzung ihres flüssigen Elektrolyten senkrechte Scheidewände enthält; diese Scheidewände unterteilen die Zelle, zumindest im Bereich des oberhalb der Elektrodenplatten und Separatoren befindlichen Elektrolytvorratsraums, in wenigstens zwei verbundene Teilräume. Die Scheidewände können im Bereich des Elektrolytvorratsraumes mit einer eine Rückschlagventilvorrichtung (z.B. einer oben aufgehängten Klappe) aufweisenden Öffnung versehen sein. Infolge von Änderungen der Fahrzeugbewegungen gelangt durch diese Öffnung von dem einen Teilbereich der Zelle Elektrolyt in den anderen Teilbereich der Zelle, was dann aufgrund des unterschiedlichen Elektrolytpegels in den beiden Teilbereichen und dessen Ausgleich zu einer selbsttätigen Umwälzung des Elektrolyten führt. Aufgrund der Rückschlagventilvorrichtung funktioniert dieses System aber nur bei Fahrzeugbewegungsänderungen in einer einzigen Richtung.DE-OS 33 14 174 shows an electrochemical cell which contains vertical partitions for the purpose of automatically circulating its liquid electrolyte; these partitions divide the cell, at least in the area of the electrolyte storage space above the electrode plates and separators, into at least two connected sub-spaces. The partitions can be provided with an opening in the area of the electrolyte storage space with a check valve device (e.g. a flap suspended from above). As a result of changes in the vehicle's movements, electrolyte passes through this opening from one sub-space of the cell to the other sub-space of the cell, which then leads to automatic circulation of the electrolyte due to the different electrolyte levels in the two sub-spaces and their compensation. Due to the check valve device, however, this system only works when the vehicle's movement changes in a single direction.
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In der DE-PS 78 061 ist ein System für diesen Zweck in einer elektrochemischen Zelle beschrieben, gemäß dem zwischen mindestens einer Seitenwand des Zellenkastens und dem aus Elektrodenplatten und Separatoren bestehenden Plattenblock ein senkrechter Kanal verläuft; die obere Öffnung dieses Kanals liegt oberhalb des Elektrolytpegels und die untere Öffnung in der Nähe des Bodens des Zellenkastens. Infolge von Änderungen von Fahrzeugbewegungen schwappt Elektrolyt in die obere Öffnung des Kanals und drückt den bereits im Kanal befindlichen Elektrolyten zum Teil aus der unteren Öffnung hinaus; der Kanal kann im Bereich seiner oberen Öffnung mit einem als Rückschlagventilvorrichtung wirkenden Schwimmkörper versehen sein, der Elektrolyt nur von oben nach unten durch den Kanal passieren läßt.DE-PS 78 061 describes a system for this purpose in an electrochemical cell, according to which a vertical channel runs between at least one side wall of the cell box and the plate block consisting of electrode plates and separators; the upper opening of this channel is above the electrolyte level and the lower opening is near the bottom of the cell box. As a result of changes in vehicle movements, electrolyte sloshes into the upper opening of the channel and partially pushes the electrolyte already in the channel out of the lower opening; the channel can be provided in the area of its upper opening with a floating body acting as a check valve device, which only allows electrolyte to pass through the channel from top to bottom.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, den in einer elektrochemischen Zelle befindlichen flüssigen Elektrolyten ohne Zuhilfenahme externer Hilfsmittel intensiver als die bisher bekannten internen Hilfsmittel zu bewegen, um die eingangs beschriebenen, unerwünschten Schichtungen im Elektrolyten weitestgehend zu vermeiden; die für die Elektrolytbewegung vorgesehenen Mittel sollen kostengünstig, problemlos in der Zelle einbaubar und auf Dauer zuverlässig wirksam sein.The invention is based on the object of moving the liquid electrolyte in an electrochemical cell without the aid of external aids more intensively than the previously known internal aids in order to avoid as far as possible the undesirable stratification in the electrolyte described at the beginning; the means provided for the electrolyte movement should be inexpensive, easy to install in the cell and reliably effective in the long term.
Diese Aufgabe wird bei der elektrochemischen, flüssigen Elektrolyten enthaltenden Zelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß mittels der im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.This object is achieved in the electrochemical cell containing liquid electrolytes according to the preamble of claim 1 by means of the features listed in the characterizing part of claim 1.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen elektrochemischen Zelle möglich. Der mindestens eine in der Zelle vorgesehene Kanal, der für das mittels eines beweglichen KörpersThe measures listed in the subclaims enable further developments and improvements of the electrochemical cell specified in claim 1. The at least one channel provided in the cell, which is used for the electrochemical cell
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bewirkte Bewegen des Elektrolyten dient, kann dabei nicht nur senkrecht, sondern auch waagerecht in der Zelle angeordnet werden; die waagerechte Anordnung des genannten Kanals kann sowohl unterhalb der Elektrodenplatten bzw. der zugehörigen Separatoren als auch oberhalb davon erfolgen. Die Wirkung des Systems wird vorteilhafterweise mittels an den Öffnungen derartiger Kanäle angebrachten Ventilen verbessert, die den Austritt von Elektrolyt aus dem jeweiligen Kanal erlauben, aber ein Rücksaugen von zuvor ausgestoßenem Elektrolyten verhindern.The channel, which serves to move the electrolyte, can be arranged not only vertically but also horizontally in the cell; the horizontal arrangement of the said channel can be below the electrode plates or the associated separators as well as above them. The effect of the system is advantageously improved by means of valves attached to the openings of such channels, which allow the electrolyte to escape from the respective channel, but prevent previously expelled electrolyte from being sucked back.
Die erfindungsgemäße Lösung kann insbesondere bei zu Akkumulatoren-Batterien zusammengefaßten, derartigen Zellen Anwendung finden, die heutzutage für den Einsatz in Kraftfahrzeugen zumeist in Blockbauweise ausgebildet sind.The solution according to the invention can be used in particular for such cells combined to form accumulator batteries, which nowadays are mostly designed in block construction for use in motor vehicles.
Zeichnungdrawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden beschrieben und näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen parallel zu den Großflächen des Plattenblockes verlaufenden Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform einer verkleinert dargestellten, erfindungsgemäßen elektrochemischen Akkumulatorenbatterie-Zelle, die einen senkrecht beweglichen Körper zur selbständigen Umwälzung des flüssigen Elektrolyten hat, Figur 2 den in der Figur 1 gezeigten, im Längsschnitt dargestellten Körper, der innerhalb eines mit Eintritts- und Austrittsöffnungen für den Elektrolyten versehenen Kanals geführt ist und an einem Federelement aufgehängt ist, Figur 3 die Ansicht des teilweise geschnitten abgebildeten Kanals (einschließlich Körper und Federelement) gemäß dem Pfeil III in Figur 2, Figur 4 einen quer zu den Großflächen des Plattenblocks verlaufenden Vertikalschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer verkleinert dargestellten, erfindungsgemäßen Akkumulatorenbatterie-Zelle, die einen waagerecht beweglichen KörperEmbodiments of the invention are shown in the drawing and are described and explained in more detail below. Figure 1 shows a vertical section running parallel to the large surfaces of the plate block through a first embodiment of an electrochemical accumulator battery cell according to the invention, shown on a reduced scale, which has a vertically movable body for the independent circulation of the liquid electrolyte, Figure 2 shows the body shown in Figure 1, shown in longitudinal section, which is guided within a channel provided with inlet and outlet openings for the electrolyte and is suspended from a spring element, Figure 3 shows the view of the partially sectioned channel (including the body and spring element) according to the arrow III in Figure 2, Figure 4 shows a vertical section running transversely to the large surfaces of the plate block through a second embodiment of an accumulator battery cell according to the invention, shown on a reduced scale, which has a horizontally movable body
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in einem oberhalb des Plattenblocks befindlichen Kanals zur selbständigen Umwälzung des Elektrolyten hat, Figur 5 den in vergrößerter Darstellung in Figur 4 gezeigten Körper innerhalb des Kanals und mit Ventil, Figur 6 einen parallel zu den Großflächen des Plattenblockes verlaufenden Vertikalschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer verkleinert dargestellten, erfindungsgemäßen elektrochemischen Akkumulatorenbatterie-Zelle, die einen waagerecht beweglichen Körper in einem unterhalb des Plattenblockes befindlichen Kanal zur selbständigen Umwälzung des Elektrolyten hat und Figur 7 einen Querschnitt durch den unteren, den Körper und den Kanal enthaltenden Bereich der Zelle gemäß der Linie VII/VII in Figur 6.in a channel located above the plate block for the independent circulation of the electrolyte, Figure 5 shows the body shown in an enlarged view in Figure 4 within the channel and with a valve, Figure 6 shows a vertical section running parallel to the large surfaces of the plate block through a third embodiment of an electrochemical accumulator battery cell according to the invention shown on a reduced scale, which has a horizontally movable body in a channel located below the plate block for the independent circulation of the electrolyte and Figure 7 shows a cross section through the lower area of the cell containing the body and the channel along the line VII/VII in Figure 6.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Von der in Figur 1 dargestellten Akkumulatorenbatterie 10, die für das Bordnetz von Fahrzeugen vorgesehen ist, ist eine der üblicherweise sechs Zellen 11 teilweise dargestellt. Diese im Bordnetz von Fahrzeugen eingebaute Akkumulatorenbatterie 10 gehört üblicherweise zum sogenannten Blei/Schwefelsäure-Typ, liefert pro Zelle 11 eine Nennspannung von 2 Volt und damit bei sechs Zellen 11 der Akkumulatorenbatterie 10 eine Nennspannung von insgesamt 12 Volt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich aber nicht nur auf sechszeilige Akkumulatorenbatterien 10, sie kann ebenso auch bei Akkumulatorenbatterien mit weniger oder mehr Zellen 11 Anwendung finden; sie kann ebenfalls anstelle des Blei/Schwefelsäure-Systems ein anderes System enthalten.One of the usually six cells 11 of the accumulator battery 10 shown in Figure 1, which is intended for the on-board power supply of vehicles, is partially shown. This accumulator battery 10 installed in the on-board power supply of vehicles is usually of the so-called lead/sulfuric acid type, delivers a nominal voltage of 2 volts per cell 11 and thus, with six cells 11 of the accumulator battery 10, a total nominal voltage of 12 volts. However, the present invention does not only relate to six-row accumulator batteries 10, it can also be used for accumulator batteries with fewer or more cells 11; it can also contain another system instead of the lead/sulfuric acid system.
Diese Akkumulatorenbatterie 10 hat ein Gehäuse 12, das aus einem elektrisch isolierenden, elektrolytbeständigen Material besteht; als Material für dieses Gehäuse 12 kommen heutzutage vorzugsweise thermoplastische Kunststoffe wie z.B. Polypropylen zur Verwendung.This accumulator battery 10 has a housing 12 which consists of an electrically insulating, electrolyte-resistant material; nowadays, thermoplastics such as polypropylene are preferably used as the material for this housing 12.
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Dieses Gehäuse 12 setzt sich aus einem sogenannten Blockkasten 13 und einem Blockdeckel 14 zusammen, und zwar derart, daß die Blockkasten-Oberseite 15 mit der Blockdeckel-Unterseite 16 flüssigkeitsdicht verbunden ist. Die Blockdeckel-Oberseite 17 enthält herkömmlicherweise je Zelle 11 eine Elektrolyteinfüllöffnung 18 mit einem Verschlußstopfen 19, kann aber auch ein anderes bekanntes (nicht dargestelltes) Elektrolyteinfüllsystem und zumeist auch ein (nicht dargestelltes) bekanntes Entgasungssystem enthalten.This housing 12 is made up of a so-called block box 13 and a block cover 14, in such a way that the block box top 15 is connected to the block cover bottom 16 in a liquid-tight manner. The block cover top 17 conventionally contains an electrolyte filling opening 18 with a sealing plug 19 for each cell 11, but can also contain another known electrolyte filling system (not shown) and usually also a known degassing system (not shown).
Von dem Blockkasten 13 ist in der Figur 1 eine vertikale Kasten-Wand 20, eine Zellentrennwand 21 und der Kasten-Boden 22 mit den an seiner Innenseite angeordneten Schlammrippen 23 dargestellt; die Schlammrippen 23 sind vorzugsweise mit Querbohrungen 24 versehen.Figure 1 shows a vertical box wall 20 of the block box 13, a cell partition wall 21 and the box bottom 22 with the mud ribs 23 arranged on its inside; the mud ribs 23 are preferably provided with transverse bores 24.
Innerhalb des Blockkastens 13 ist in jeder Zelle 11 in bekannter Weise ein Plattenblock 25 schüttelfest angeordnet, der sich aus Elektrodenplatten 26 unterschiedlicher Polarität und zwischen letzteren angeordneten Separatoren 27 zusammensetzt; die Separatoren überragen die Elektrodenplatten 26 allseits. In jeder Zelle 11 sind die Elektrodenplatten 26 jeder Polarität mittels eines Plattenverbinders 28 parallel zueinander geschaltet; dieser Plattenverbinder 28 ist bei modernen Akkumulatorenbatterien 10 zu einem Zellenverbinder weitergebildet, der dann durch eine Zellen-Trennwand 21 flüssigkeitsdicht geführt ist und mit einem entsprechenden (nicht dargestellten) Zellenverbinder der benachbarten Zelle 11 und somit mit deren Elektrodenplatten der entgegengesetzten Polarität verbunden ist, oder der Plattenverbinder 28 ist in bekannter Weise mit einem durch den Blockdeckel 14 abdichtend durchgeführten (nicht dargestellten) Anschlußpol verbunden.Within the block box 13, a plate block 25 is arranged in a known manner in each cell 11, which is made up of electrode plates 26 of different polarity and separators 27 arranged between the latter; the separators project beyond the electrode plates 26 on all sides. In each cell 11, the electrode plates 26 of each polarity are connected in parallel to one another by means of a plate connector 28; in modern accumulator batteries 10, this plate connector 28 is further developed into a cell connector, which is then guided in a liquid-tight manner through a cell partition 21 and is connected to a corresponding (not shown) cell connector of the adjacent cell 11 and thus to its electrode plates of the opposite polarity, or the plate connector 28 is connected in a known manner to a connection pole (not shown) which is sealed through the block cover 14.
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Zwischen dem Plattenblock 25 und mindestens einer Kasten-Wand 20 bzw. einer Zellen-Trennwand 21 ist jeweils ein vertikal verlaufender Kanal 29 angeordnet; im vorliegenden Beispiel (siehe auch die Figuren 2 und 3) wird der Kanal 29 von einem separaten, flachen Bauteil gebildet, das bevorzugterweise aus einem elektrolytbeständigen Material (z.B. Polypropylen) besteht, das zwischen einer Kasten-Wand 20 bzw. einer Zellen-Trennwand 21 und dem Plattenblock 25 angeordnet ist und dessen Wandung mit 30 bezeichnet ist; die Unterkante 31 dieses Kanales 29 steht dabei auf dem Kasten-Boden 22 auf, befindet sich zumindestens aber möglichst nahe am Kasten-Boden 22. Der Kanal 29 ist oben und unten offen; die unten befindliche Öffnung 32 ist abgeschrägt ausgebildet und zum Inneren der Zelle 11 gerichtet. Im oberen Bereich des von der Wandung 30 umgebenen Kanals 29 ist ein Körper 33 geführt, der aus einem Material besteht, dessen spezifisches Gewicht deutlich höher ist als das spezifische Gewicht des in den Zellen 11 befindlichen flüssigen Elektrolyten 34, und der den lichten Querschnitt des Kanals 29 im wesentlichen ausfüllt. Dieser Körper 33, dessen Material mit dem Elektrolyten 34 elektrochemisch nicht reagieren darf, besteht beispielsweise aus Blei. Die Körper-Oberseite ist mit 35 bezeichnet und steht mit einem Federelement 36 in Wirkverbindung, welches erlaubt, daß der Körper 33 - geführt in der Kanal-Wandung 30 - bei vertikal wirkenden Erschütterungen bzw. Vibrationen Auf- und Abwärts-Bewegungen vornehmen kann. Im vorliegenden Beispiel gemäß der Figuren 2 und 3 wird dieses Federelement 36 von einem Gummiband gebildet, welches an der Körper-Oberseite 35 an einem Befestigungsmittel 37 festgelegt ist und andererseits an einem Haltemittel 38 am oberen Ende des Kanals befestigt ist; als Befestigungsmittel 37 und Haltemittel 38 können Haken, Ösen, Durchbrüche u.a. Verwendung finden. Anstelle eines Gummibandes als Federelement 36 kann aber auch eine oder mehrere Schraubenfedern (nicht dargestellt) für diesen Zweck verwendet werden. Die zumA vertically running channel 29 is arranged between the plate block 25 and at least one box wall 20 or a cell partition wall 21; in the present example (see also Figures 2 and 3), the channel 29 is formed by a separate, flat component, which preferably consists of an electrolyte-resistant material (e.g. polypropylene), which is arranged between a box wall 20 or a cell partition wall 21 and the plate block 25 and whose wall is designated 30; the lower edge 31 of this channel 29 rests on the box base 22, but is at least as close as possible to the box base 22. The channel 29 is open at the top and bottom; the opening 32 at the bottom is beveled and directed towards the interior of the cell 11. In the upper area of the channel 29 surrounded by the wall 30, a body 33 is guided, which consists of a material whose specific weight is significantly higher than the specific weight of the liquid electrolyte 34 in the cells 11, and which essentially fills the clear cross-section of the channel 29. This body 33, the material of which must not react electrochemically with the electrolyte 34, consists, for example, of lead. The upper side of the body is designated 35 and is operatively connected to a spring element 36, which allows the body 33 - guided in the channel wall 30 - to make up and down movements in the event of vertically acting shocks or vibrations. In the present example according to Figures 2 and 3, this spring element 36 is formed by a rubber band, which is fixed to a fastening means 37 on the upper side 35 of the body and on the other hand is attached to a holding means 38 at the upper end of the channel; Hooks, eyelets, openings, etc. can be used as fastening means 37 and holding means 38. Instead of a rubber band as spring element 36, one or more coil springs (not shown) can also be used for this purpose. The
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Kasten-Boden 22 weisende Unterseite des Körpers 33 ist mit 39 bezeichnet und ist derart innerhalb des Kanales 29 angeordnet, so daß sie etwas oberhalb von in diesem Bereich in der Kanal-Wandung 30 angebrachten Elektrolyt-Eintrittsöffnungen 40 liegt. Diese Elektrolyt-Eintrittsöffnungen 40 in der Kanal-Wandung 30 weisen bevorzugterweise in Richtung des Plattenblockes 25 und befinden sich bei allen Betriebszuständen der Akkumulatorenbatterie 10 unterhalb des Elektrolyt-Pegels 41. An der Elektrolyt-Austrittsöffnung 32 am unteren Ende des Kanales 29 ist bei einer bevorzugten Ausführungsform des Kanales 29 ein Ventil 42 angebracht, das aus dem Kanal 29 austretende Flüssigkeit am Zurückströmen in den Kanal 29 hindert; dieses Ventil 42 ist in der Figur 2 strichpunktiert dargestellt und beispielsweise als Klappe ausgebildet, welche um die Unterkante 31 des Kanals 29 elastisch schwenkbar ist; im entlasteten Zustand ist dieses Ventil 42 geschlossen.The underside of the body 33 facing the box bottom 22 is designated 39 and is arranged within the channel 29 in such a way that it is located slightly above the electrolyte inlet openings 40 arranged in this area in the channel wall 30. These electrolyte inlet openings 40 in the channel wall 30 preferably point in the direction of the plate block 25 and are located below the electrolyte level 41 in all operating states of the accumulator battery 10. In a preferred embodiment of the channel 29, a valve 42 is arranged on the electrolyte outlet opening 32 at the lower end of the channel 29, which prevents liquid exiting from the channel 29 from flowing back into the channel 29; This valve 42 is shown in dash-dotted lines in Figure 2 and is designed, for example, as a flap which can be pivoted elastically around the lower edge 31 of the channel 29; in the relieved state, this valve 42 is closed.
Eine Akkumulatorenbatterie 10 mit derartigen Kanälen 29 und federnd aufgehängten Körpern 33 in den Zellen 11 ist bei Betrieb des Kraftfahrzeuges Erschütterungen und Vibrationen ausgesetzt, die auch auf den federnd aufgehängten Körper 33 wirken, und zwar derart, daß sich der Körper 33 innerhalb der Kanal-Wandung 30 nach oben und unten bewegt. Aufgrund dieser Bewegungen des Körpers 33 wird mit jeder Abwärtsbewegung durch die Elektrolyt-Eintrittsöffnungen 40 in den Kanal 29 eingetretener Elektrolyt 34 nach unten in den Kanal 29 gedrückt und ein Teil des in diesem Kanal 29 befindlichen Elektrolyten 34 unten aus der Elektrolyt-Austrittsöffnung 32 in den zwischen Kasten-Boden 22 und Plattenblock 25 befindlichen, sogenannten Schlammraum 43 gedrückt; hier in diesem Schlammraum 43 vermischt sich der aus dem oberen Bereich der Zelle 11 kommende Elektrolyt mit dem im unteren Bereich der Zelle 11 befindlichen ElektrolytenAn accumulator battery 10 with such channels 29 and spring-suspended bodies 33 in the cells 11 is exposed to shocks and vibrations during operation of the motor vehicle, which also act on the spring-suspended body 33, in such a way that the body 33 moves up and down within the channel wall 30. Due to these movements of the body 33, with each downward movement, electrolyte 34 that has entered the channel 29 through the electrolyte inlet openings 40 is pressed down into the channel 29 and part of the electrolyte 34 located in this channel 29 is pressed out of the electrolyte outlet opening 32 into the so-called sludge space 43 located between the box base 22 and the plate block 25; Here in this sludge chamber 43 the electrolyte coming from the upper area of the cell 11 mixes with the electrolyte in the lower area of the cell 11
- 10 - R. 24853- 10 - R.24853
und bewirkt einen Ausgleich des spezifischen Gewichtes des flüssigen Elektrolyten 34 innerhalb der Zelle 11. Um innerhalb des Schlammraumes 43 das Vermischen des bei diesen Akkumulatorenbatterien 10 verwendeten, aus verdünnter Schwefelsäure bestehenden Elektrolyten nicht unnötig zu beeinträchtigen, können die am Kasten-Boden 22 angeformten Schlammrippen 23 mit Querbohrungen 24 u.a. versehen sein. Damit aus der Elektrolyt-Austrittsöffnung 32 ausgestoßener Elektrolyt 34 beim Wiederhochgehen des Körpers 33, d.h. bei seiner Saugbewegung, am Wiedereintreten in den Kanal 29 gehindert wird, wird das an der Austrittsöffnung 32 befindliche Ventil 42 geschlossen, welches beim Hinuntergehen des Körpers 33 sich geöffnet hatte. In der Figur 1 ist mittels strichpunktiert dargestellten Pfeilen 44 aufgezeigt, wie der Elektrolyt 34 beim Hinuntergehen des Körpers innerhalb des Kanales 29 bewegt wird.and causes a balance of the specific weight of the liquid electrolyte 34 within the cell 11. In order not to unnecessarily impair the mixing of the electrolyte consisting of diluted sulphuric acid used in these accumulator batteries 10 within the sludge chamber 43, the sludge ribs 23 formed on the box bottom 22 can be provided with cross holes 24 etc. In order to prevent electrolyte 34 expelled from the electrolyte outlet opening 32 from re-entering the channel 29 when the body 33 rises again, i.e. during its suction movement, the valve 42 located at the outlet opening 32, which had opened when the body 33 descended, is closed. In Figure 1, dash-dotted arrows 44 show how the electrolyte 34 is moved within the channel 29 as the body moves down.
Infolge dieser durch den Körper 33 in dem Kanal 29 ständig erfolgenden Hubbewegungen und der damit bewirkten Umwälzung des Elektrolyten 34 in den Zellen 11 der Akkumulatorenbatterie 10 wird die Bildung von Schichten unterschiedlicher Dichte des Elektrolyten 34 und demzufolge das Entstehen unterschiedlicher Ladezustände in verschiedenen Bereichen der Plattenböcke 25 sowie auch das Entstehen örtlicher Überhitzungen weitestgehend vermieden.As a result of these lifting movements constantly carried out by the body 33 in the channel 29 and the resulting circulation of the electrolyte 34 in the cells 11 of the accumulator battery 10, the formation of layers of different densities of the electrolyte 34 and consequently the emergence of different charge states in different areas of the plate supports 25 as well as the emergence of local overheating are largely avoided.
In den Figuren 4 und 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Akkumulatorenbatterie 10/1 mit einer im bewegten Fahrzeug wirkenden selbsttätigen Umwälzung seines flüssigen Elektrolyten 34/1 dargestellt. Diese Akkumulatorenbatterie 10/1 hat wiederum mehrere Zellen 11/1, welche von einem Gehäuse 12/1 umfaßt sind, das sich aus einem Blockkasten 13/1 und einem Blockdeckel 14/1 zusammensetzt. Der Blockkasten 13/1 weist wiederum Kasten-Wände 20/1, Zellen-Trennwände 21/1, einen Kasten-Boden 22/1 und je Zelle 11/1 einen mit Schlammrippen 23/1 versehenen Schlammraum 43/1 auf. In jeder Zelle 11/1Figures 4 and 5 show a second embodiment of a storage battery 10/1 with an automatic circulation of its liquid electrolyte 34/1 in the moving vehicle. This storage battery 10/1 has several cells 11/1, which are enclosed in a housing 12/1, which is made up of a block box 13/1 and a block cover 14/1. The block box 13/1 has box walls 20/1, cell partition walls 21/1, a box base 22/1 and for each cell 11/1 a mud chamber 43/1 provided with mud ribs 23/1. In each cell 11/1
- 11 - R. 24853- 11 - R.24853
ist wiederum ein Plattenblock 25/1 rüttelfest untergebracht, der von flüssigem Elektrolyten 34/1 vollständig umgeben und durchtränkt ist. Diese Akkumulatorenbatterie 10/1 kann ebenfalls ein Bleiakkumulator sein, dessen flüssiger Elektrolyt verdünnte Schwefelsäure ist.A plate block 25/1 is again housed in a vibration-proof manner, which is completely surrounded and saturated by liquid electrolyte 34/1. This accumulator battery 10/1 can also be a lead accumulator, whose liquid electrolyte is diluted sulphuric acid.
Bei dieser Akkumulatorenbatterie 10/1 enthält jede Zelle 11/1 einen Kanal 29/1, welcher einen Körper 33/1 enthält und unterhalb des Elektrolyt-Pegels 41/1 verläuft; der Körper 33/1 hat ein spezifisches Gewicht, das wesentlich höher liegt als das spezifische Gewicht des Elektrolyten 34/1 und füllt den lichten Querschnitt des Kanales 29/1 im wesentlichen aus. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Körper 33/1 als Kugel ausgebildet, die im wesentlichen aus Metall besteht (z.B. Blei) und zusätzlich (siehe Figur 5) mit einer Umhüllung 45 aus einem elektrolytbeständigen Material (z.B. Polypropylen) versehen ist; der metallische Kern ist mit Bezugszeichen 46/1 bezeichnet. Der wesentliche Unterschied dieses in den Figuren 4 und 5 dargestellten Elektrolyt-Umwälzsystems gegenüber dem in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel liegt darin, daß der Kanal 29/1 waagerecht innerhalb der jeweiligen Zelle 11/1 verläuft. Der waagerecht verlaufende Kanal 29/1 ist dabei oberhalb des Plattenblockes 25/1 angeordnet und wird von einer rohrförmigen Kanal-Wandung 30/1 umfaßt. Diese Kanal-Wandung 30/1 besitzt an ihren beiden Enden jeweils eine Kanal-Offnung 47/1, die mit Mitteln versehen ist, welche den Körper 33/1 am Verlassen des Kanales 29/1 hindern. Bei Bewegungsänderungen des diese Akkumulatorenbatterie 10/1 enthaltenden Kraftfahrzeuges in Richtung der Längsachse des Kanales 29/1 wird der Körper 33/1 infolge seines Trägheitsverhaltens entgegen der Bewegungsänderung weitergeschoben und demzufolge der in dem Kanal 29/1 befindliche Elektrolyt 29/1 aus der in Bewegungsrichtung des Körpers 33/1 liegenden Kanal-Offnung 47/1 hinausgeschoben; bei einerIn this accumulator battery 10/1, each cell 11/1 contains a channel 29/1, which contains a body 33/1 and runs below the electrolyte level 41/1; the body 33/1 has a specific weight that is significantly higher than the specific weight of the electrolyte 34/1 and essentially fills the clear cross-section of the channel 29/1. In this embodiment, the body 33/1 is designed as a sphere that consists essentially of metal (e.g. lead) and is additionally (see Figure 5) provided with a casing 45 made of an electrolyte-resistant material (e.g. polypropylene); the metallic core is designated by reference numeral 46/1. The main difference between this electrolyte circulation system shown in Figures 4 and 5 and the embodiment shown in Figures 1 to 3 is that the channel 29/1 runs horizontally within the respective cell 11/1. The horizontally running channel 29/1 is arranged above the plate block 25/1 and is surrounded by a tubular channel wall 30/1. This channel wall 30/1 has a channel opening 47/1 at each of its two ends, which is provided with means that prevent the body 33/1 from leaving the channel 29/1. When the movement of the motor vehicle containing this accumulator battery 10/1 changes in the direction of the longitudinal axis of the channel 29/1, the body 33/1 is pushed further against the movement change due to its inertial behavior and consequently the electrolyte 29/1 located in the channel 29/1 is pushed out of the channel opening 47/1 located in the direction of movement of the body 33/1; in the case of a
- 12 - R. 24853- 12 - R.24853
entgegengesetzten Bewegungsänderung des die Akkumulatorenbatterie 10/1 tragenden Kraftfahrzeuges wiederholt sich dieser Vorgang in entgegengesetzter Richtung des Kanales 29/1, wodurch eine erneute selbsttätige Umwälzung des Elektrolyten 34/1 bewirkt wird.In the event of an opposite change in movement of the motor vehicle carrying the accumulator battery 10/1, this process is repeated in the opposite direction of the channel 29/1, causing a renewed automatic circulation of the electrolyte 34/1.
Verbessert wird dieses vorstehend beschriebene Prinzip dadurch, daß beide Kanal-Öffnungen 47/1 jeweils mit einem Ventil 42/1 ausgerüstet werden, das zuvor mittels des Körpers 33/1 aus dem Kanal 29/1 hinausgedrängten Elektrolyten 34/1 am Zurückströmen in den Kanal 29/1 hindert. Bevorzugterweise ist dieses Ventil 42/1 zweischenklig ausgebildet und dabei um einen Schwenkpunkt 48/1 klappbar; der nach oben weisende Schenkel des Ventiles 42/1 ist mit 49/1 und der nach unten weisende Schenkel mit 50/1 bezeichnet. In Höhe des Treffpunktes von oberem Ventil-Schenkel 49/1 und unterem Ventil-Schenkel 50/1 ist beiderseits ein waagerechter Schwenkpunkt-Zapfen 51/1 angeformt, welche jeweils etwa in Höhe des Kanal-Bodens 52/1 in einem ösenartigen Schwenkpunkt-Lager 53/1 geführt und gehalten sind. Diese Schwenkpunkt-Lager 53/1 sind an einer zwischen Plattenblock 25/1 und Kasten-Wand 20/1 bzw. Zellen-Trennwand 21/1 - jeweils mit Abstand - verlaufenden Vertikalwand 54/1 angebracht, die möglichst bis in den Schlammraum 43/1 hinunterführt, dabei jedoch nicht ganz bis zum Kasten-Boden 22/1 reicht. Diese Vertikalwand 54/1, von der ja jeweils eine beiderseits des Plattenblockes 25/1 angeordnet ist, bildet gemeinsam mit dem Plattenblock 25/1 bzw. einer am Plattenblock 25/1 naheliegenden vertikalen Wand 55/1 eine Elektrolyt-Ansaugleitung 56/1; die am unteren Ende der Elektrolyt-Ansaugleitung 56/1 befindliche Elektrolyt-Ansaugöffnung ist mit 57/1 bezeichnet und zum Innern der Zelle 11/1 weisend hin angeschrägt. Der lichte Querschnitt der Elektrolyt-Ansaugleitung 56/1 kann kreisförmig, rechteckig o.a. sein. Der zwischen der Vertikalwand 54/1 und der Kasten-Wand 20/1 bzw. einer Zellen-Trennwand 21/1 gebildeteThis principle described above is improved by equipping both channel openings 47/1 with a valve 42/1, which prevents the electrolyte 34/1 previously forced out of the channel 29/1 by means of the body 33/1 from flowing back into the channel 29/1. Preferably, this valve 42/1 is designed with two legs and can be folded about a pivot point 48/1; the leg of the valve 42/1 pointing upwards is designated 49/1 and the leg pointing downwards is designated 50/1. At the height of the meeting point of the upper valve leg 49/1 and the lower valve leg 50/1, a horizontal pivot pin 51/1 is formed on both sides, each of which is guided and held in an eyelet-like pivot bearing 53/1 at approximately the height of the channel floor 52/1. These pivot bearings 53/1 are attached to a vertical wall 54/1 running between the plate block 25/1 and the box wall 20/1 or the cell partition wall 21/1 - each at a distance - which leads as far down as possible into the sludge chamber 43/1, but does not quite reach the box floor 22/1. This vertical wall 54/1, one of which is arranged on either side of the plate block 25/1, forms an electrolyte intake line 56/1 together with the plate block 25/1 or a vertical wall 55/1 close to the plate block 25/1; the electrolyte intake opening located at the lower end of the electrolyte intake line 56/1 is designated 57/1 and is bevelled towards the interior of the cell 11/1. The clear cross-section of the electrolyte intake line 56/1 can be circular, rectangular or similar. The space formed between the vertical wall 54/1 and the box wall 20/1 or a cell partition wall 21/1
- 13 - R. 24853- 13 - R.24853
vertikale Spalt dient als Elektrolyt-Druckleitung 58/1; der Abstand zwischen der Vertikalwand 54/1 und der naheliegenden Kasten-Wand 20/1 bzw. Zellen-Trennwand 21/1 kann durch nicht dargestellte, sich an einer der genannten Wände abstützende Abstandshalter bewirkt werden. vertical gap serves as electrolyte pressure line 58/1; the distance between the vertical wall 54/1 and the nearby box wall 20/1 or cell partition wall 21/1 can be achieved by spacers (not shown) supported on one of the walls mentioned.
Bei den beiden Kanal-Öffnungen 47/1 des Kanales 29/1 ist der jeweils obere Bereich 59/1 derart angeschrägt, so daß der obere Ventil-Schenkel 49/1 in der nachstehend noch beschriebenen Ansaugstellung des Ventiles 42/1 daran abdichtend anliegt. Bei der genannten Ansaugstellung des Ventiles 42/1 wird ein unterer Bereich 60/1 von dem oberen Ventil-Schenkel 49/1 aber nicht verschlossen, so daß eine Verbindung zwischen Kanal 29/1 und Elektrolyt-Ansaugleitung 56/1 dann offen bleibt. Die beiden Schenkel 49/1 und 50/1 sind also derart zueinander abgewinkelt, so daß bei der Ansaugstellung der obere Ventil-Schenkel 49/1 den oberen Bereich 59/1 des Kanales 29/1 verschließt, aber den unteren Bereich 60/1 der Kanal-Öffnung 47/1 offen läßt, und darüber hinaus mit der Elektrolyt-Ansaugleitung 56/1 verbunden läßt, daß hingegen bei der Druckstellung des Ventiles 42/1 der obere Ventil-Schenkel 49/1 den Austritt von Elektrolyt 34/1 aus dem Kanal 29/1 in die Elektrolyt-Druckleitung 58/1 erlaubt. Der von oben nach unten durch die Elektrolyt-Druckleitung 58/1 strömende Elektrolyt 34/1 gelangt - wie in Figur 4 die Pfeile es darstellen - in den Schlammraum 43/1 des Blockkastens 13/1 und von dort aus von unten in den Plattenblock 25/1; sofern in der Elektrolyt-Druckleitung 58/1 seitlich (nicht dargestellte) Durchbrüche angeordnet wurden, kann auch dort bereits von oben nach unten durch die Druckleitung 58/1 geförderter Elektrolyt 34/1 seitlich dem Plattenblock 25/1 zugeführt werden.In the two channel openings 47/1 of channel 29/1, the upper area 59/1 is bevelled in such a way that the upper valve leg 49/1 rests against it in a sealing manner in the suction position of the valve 42/1 described below. In the suction position of the valve 42/1 mentioned above, a lower area 60/1 is not closed by the upper valve leg 49/1, so that a connection between channel 29/1 and electrolyte suction line 56/1 then remains open. The two legs 49/1 and 50/1 are thus angled towards each other in such a way that in the suction position the upper valve leg 49/1 closes the upper area 59/1 of the channel 29/1, but leaves the lower area 60/1 of the channel opening 47/1 open, and also leaves it connected to the electrolyte suction line 56/1, but that in the pressure position of the valve 42/1 the upper valve leg 49/1 allows the exit of electrolyte 34/1 from the channel 29/1 into the electrolyte pressure line 58/1. The electrolyte 34/1 flowing from top to bottom through the electrolyte pressure line 58/1 reaches - as shown by the arrows in Figure 4 - the sludge chamber 43/1 of the block box 13/1 and from there from below into the plate block 25/1; if openings (not shown) have been arranged on the side of the electrolyte pressure line 58/1, the electrolyte 34/1 that has already been conveyed from top to bottom through the pressure line 58/1 can also be fed laterally to the plate block 25/1.
Wird infolge von in Richtung des Kanals 29/1 verlaufenden Bewegungsänderungen des die Akkumulatorenbatterie 10/1 tragenden If, as a result of changes in the movement of the battery 10/1 carrying the accumulator battery in the direction of the channel 29/1,
- 14 - R. 24853- 14 - R.24853
Kraftfahrzeugs der Körper 33/1 im Kanal 29/1 bewegt, so drängt er einerseits den im Kanal 29/1 befindlichen Elektrolyt aus dem Kanal 29/1 heraus (siehe Figur 4, rechtes Ventil) und drückt ihn in die Druckleitung 58/1 und weiter - wie vorstehend beschrieben - von unten (gegebenenfalls auch von der Seite) zum Plattenblock 25/1, während auf der anderen Seite des Kanals 29/1 (siehe Figur 4, linke Kanal-Öffnung) Elektrolyt aus der Elektrolyt-Ansaugleitung 56/1 aus dem Schlammraum 43/1 des Blockkastens 13/1 angesaugt wird. Auf der Ansaugseite ist dann der obere Ventil-Schenkel 49/1 an der Kanal-Öffnung 47/1 anliegend, während der untere Ventil-Schenkel 50/1 die Ansaugleitung 56/1 freigibt.When the body 33/1 moves in the channel 29/1 of a motor vehicle, it forces the electrolyte in the channel 29/1 out of the channel 29/1 (see Figure 4, right valve) and presses it into the pressure line 58/1 and further - as described above - from below (possibly also from the side) to the plate block 25/1, while on the other side of the channel 29/1 (see Figure 4, left channel opening) electrolyte is sucked in from the electrolyte suction line 56/1 from the sludge chamber 43/1 of the block box 13/1. On the suction side, the upper valve leg 49/1 is then in contact with the channel opening 47/1, while the lower valve leg 50/1 releases the suction line 56/1.
Erfolgt dann eine in entgegengesetzter Richtung wirkende Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs und demzufolge eine entsprechende, entgegengesetzte Bewegung des Körpers 23/1 im Kanal 29/1, so schalten die beiden Ventile 42/1 jeweils in die andere Arbeitsstellung.If the motor vehicle then moves in the opposite direction and, as a result, the body 23/1 moves in the opposite direction in channel 29/1, the two valves 42/1 switch to the other working position.
Sofern der Körper 33/1 - wie im Beispiel gezeigt - kugelförmig ist, so ist die aus der Figur 4 nicht ersichtliche Tiefe des Kanales 29/1 etwa entsprechend; aufgrund dieser geringen Tiefe des Kanales 29/1 können je Zelle 11/1 mehrere dieser Kanäle 29/1 nebeneinander angebracht werden. Der Körper 33/1 kann jedoch auch einen anderen Querschnitt haben, z.B. rechteckig, langrund.If the body 33/1 is spherical - as shown in the example - then the depth of the channel 29/1, which is not visible in Figure 4, is approximately corresponding; due to this small depth of the channel 29/1, several of these channels 29/1 can be installed next to each other in each cell 11/1. The body 33/1 can, however, also have a different cross-section, e.g. rectangular, oblong.
In den Figuren 6 und 7 ist eine Akkumulatorenbatterie 10/2 dargestellt, die ebenfalls wieder mehrere Zellen 11/2 mit Plattenblock 25/2 und Elektrolyten 34/2 hat; das Gehäuse dieser bevorzugt in Blockbauweise hergestellten Akkumulatorenbatterie 10/2 ist mit 12/2 gekennzeichnet und setzt sich in bekannter Weise aus einem Blockkasten 13/2 und einem Blockdeckel 14/2 zusammen; der Blockkasten 13/2 hat in bekannter Weise Kasten-Wände 20/2, Zellen-Trennwände 21/2 und einen Kasten-Boden 22/2.Figures 6 and 7 show an accumulator battery 10/2, which again has several cells 11/2 with plate blocks 25/2 and electrolytes 34/2; the housing of this accumulator battery 10/2, which is preferably manufactured in block construction, is marked with 12/2 and is composed in a known manner of a block box 13/2 and a block cover 14/2; the block box 13/2 has box walls 20/2, cell partition walls 21/2 and a box base 22/2 in a known manner.
- 15 - R. 24853- 15 - R.24853
Wie das zweite Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 4 und 5 hat das in diesen Figuren 6 und 7 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel einen waagerecht in jeder Zelle 11/2 verlaufenden Kanal 29/2 und einen darin geführten, in Richtung des Kanals 29/2 beweglichen Körper 33/2, dessen spezifisches Gewicht wesentlich höher ist als das des Elektrolyten 34/2; der Körper 33/2 kann wiederum aus einem gegenüber dem Elektrolyten 34/2 widerstandsfähigem Metall wie z.B. Blei bestehen und in bevorzugter Weise von einem (nicht dargestellten) Mantel aus Kunststoff umgeben sein. Bei der vorliegenden dritten Ausführungsform ist der Kanal 29/2 im Gegensatz zum zweiten Ausführungsbeispiel unterhalb des Plattenblockes 25/2 entlanggeführt und wird in bevorzugter Weise von einer C-förmigen Kanal-Wandung 30/2 gebildet, deren beide Schenkel 61/2 auf dem Kasten-Boden 22/2 aufstehen und deren Kanal-Deckplatte 62/2 den in der jeweiligen Zelle 11/2 befindlichen Plattenblock 25/2 trägt. Diese Kanal-Wandung 30/2 kann mit ihren Schenkeln 61/2 entweder nur auf den Kasten-Boden 22/2 aufgelegt werden, die freien Enden der Kanal-Schenkel 61/2 können aber auch am Kasten-Boden 22/2 durch Schweißen o.a. befestigt sein. Derartige Kanäle 29/2 verlaufen innerhalb der Zellen 11/2 bevorzugt in der Richtung der Längserstreckung der Elektrodenplatten (siehe Figur 6), sie können sich aber auch quer dazu erstrecken.Like the second embodiment according to Figures 4 and 5, the third embodiment shown in these Figures 6 and 7 has a channel 29/2 running horizontally in each cell 11/2 and a body 33/2 guided therein, movable in the direction of the channel 29/2, whose specific weight is significantly higher than that of the electrolyte 34/2; the body 33/2 can in turn consist of a metal resistant to the electrolyte 34/2, such as lead, and preferably be surrounded by a plastic casing (not shown). In the present third embodiment, the channel 29/2, in contrast to the second embodiment, is guided underneath the plate block 25/2 and is preferably formed by a C-shaped channel wall 30/2, the two legs 61/2 of which stand on the box base 22/2 and the channel cover plate 62/2 of which supports the plate block 25/2 located in the respective cell 11/2. This channel wall 30/2 can either be placed with its legs 61/2 only on the box base 22/2, but the free ends of the channel legs 61/2 can also be attached to the box base 22/2 by welding or the like. Such channels 29/2 preferably run within the cells 11/2 in the direction of the longitudinal extension of the electrode plates (see Figure 6), but they can also extend transversely thereto.
An jedem Ende hat ein solcher Kanal 29/2 eine Kanal-Öffnung 47/2, die jeweils mit einer zwischen Plattenblock 25/2 und Kasten-Wand 20/2 gebildeten Elektrolyt-Leitung 63/2 in Verbindung steht; die Kanal-Öffnungen 47/2 sind dazu vorzugsweise in Richtung auf die jeweilige Elektrolyt-Leitung 63/2 hin angeschrägt. Als Elektrolyt-Leitung 63/2 genügt zumeist der übliche zwischen Plattenblock 25/2 und Kasten-Wand 20/2 bzw. Zellen-Trennwand 21/2 vorhandene Spalt, es ist aber auch möglich, stattdessen bis über den Plattenblock 25/2 führende Kunststoffrohre hierfür zu verwenden. Gegebenen-At each end, such a channel 29/2 has a channel opening 47/2, which is connected to an electrolyte line 63/2 formed between the plate block 25/2 and the box wall 20/2; the channel openings 47/2 are preferably bevelled in the direction of the respective electrolyte line 63/2. The usual gap between the plate block 25/2 and the box wall 20/2 or the cell partition wall 21/2 is usually sufficient as the electrolyte line 63/2, but it is also possible to use plastic pipes leading over the plate block 25/2 instead.
- 16 - R. 24853- 16 - R.24853
falls können diese (nicht gezeigten) Kunststoffrohre in ihrem Verlauf mit Löchern versehen sein, so daß auch von den Seiten Elektrolyt 34/2 zu dem Plattenblock 25/2 gelangen kann.if necessary, these plastic tubes (not shown) can be provided with holes along their length so that electrolyte 34/2 can also reach the plate block 25/2 from the sides.
Infolge von Bewegungsänderungen des diese Akkumulatorenbatterie 10/2 tragenden Kraftfahrzeuges wird der Körper 33/2 innerhalb des Kanales 29/2 hin und her bewegt und sorgt durch Ansaugen und Verdrängen von Elektrolyten 34/2 innerhalb des Kanales 29/2 für die Umwälzung des Elektrolyten 34/2 innerhalb der Zellen 11/2. In der Figur 6 ist durch Pfeile der mögliche Umwälzfluß des Elektrolyten 34/2 beispielsweise dargestellt, wobei der Körper 33/2 eine Bewegung nach rechts vollführt und demzufolge Elektrolyten in die rechts in der Figur 6 befindliche Elektrolyt-Leitung 63/2 hineindrückt, während linksseits des Körpers 33/2 Elektrolyt 34/2 aus der links in der Figur 6 befindlichen Elektrolyt-Leitung 63/2 gesaugt wird.As a result of changes in the movement of the motor vehicle carrying this accumulator battery 10/2, the body 33/2 is moved back and forth within the channel 29/2 and ensures the circulation of the electrolyte 34/2 within the cells 11/2 by sucking in and displacing electrolyte 34/2 within the channel 29/2. In Figure 6, the possible circulation flow of the electrolyte 34/2 is shown by arrows, for example, with the body 33/2 moving to the right and consequently pushing electrolyte into the electrolyte line 63/2 located on the right in Figure 6, while on the left side of the body 33/2 electrolyte 34/2 is sucked out of the electrolyte line 63/2 located on the left in Figure 6.
Auch bei dieser dritten Ausführungsform könnten die beiden Kanal-Öffnungen 47/2 mit (nicht dargestellten) Ventilen versehen sein, die ein Rücksaugen von zuvor aus dem Kanal 29/2 verdrängtem Elektrolyten 34/2 verhindern und es könnten ebenfalls die Elektrolyt-Leitungen 63/2 in jeweils eine Ansaug- und eine Druckleitung unterteilt sein - ähnlich wie in dem in den Figuren 4 und 5 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel. Je nach Profil der Kanal-Wandung 30/2 und nach dessen Breite können wahlweise auch mehrere derartiger Kanäle 29/2 in jeder Zelle 11/2 angeordnet werden.In this third embodiment, the two channel openings 47/2 could also be provided with valves (not shown) that prevent the electrolyte 34/2 previously displaced from the channel 29/2 from being sucked back, and the electrolyte lines 63/2 could also be divided into a suction line and a pressure line - similar to the second embodiment shown in Figures 4 and 5. Depending on the profile of the channel wall 30/2 and its width, several such channels 29/2 can optionally be arranged in each cell 11/2.
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