CH218980A

CH218980A - Verfahren zum Beheizen galvanischer Elemente, insbesondere elektrischer Sammler.

Info

Publication number: CH218980A
Authority: CH
Inventors: Robert Bosch Gesellsch Haftung
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1939-12-04
Filing date: 1940-11-21
Publication date: 1942-01-15

Description

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Verfahren zum Beheizen galvanischer Elemente, insbesondere elektrischer Sammler. Bekanntlieh nimmt die Leistung galvanischer Elemente, insbesondere diejenige elek- trischer Sammler, mit sinkenden Temperaturen stark ab. Dieser Nachteil ist besonders schwerwiegend bei .den Batterien :der im Freien oder in ungeheizten Räumen aufgestellten Kraftfahrzeuge, da :die stark ausge- I.;ühlten Brenäkraftmasch:

inen infolge- der bei niedrigen Temperaturen stark verminderten Zündwilligkeit der Kraftstoffgemische und der erhöhten Zähigkeit des :Schmieröls besonders hohe Anlassleistungen erfordern. Es ist an sich bekannt, dass :durch Anwärmen elektrischer Sammler deren Leistung beträchtlich gesteigert werden kann.

Wie sieh jedoch bei den Versuchen, diese Erkenntnis für das vorgenannte Anwendungsgebiet auszunutzen, herausgestellt hat, :darf :die eTfor- derl2che Wärme nur bei verhältnismässig niedrigen Temperaturen zugeführt werden, da die Sammlerzellen aus Stoffen geringer Temperatur- bezw. Temperaturwechselbestäm- digkeit, wie Asphaltmassen bezw. dickwandigem Glas oder ähnlichen -Stoffen bestehen, die überdies noch schle:ehte Wärmeleiter sind und daher dem Wärmeübergang einen gro- ssen Widerstand entgegensetzen.

Das Anwärmen nimmt :daher :eine unerwünscht lange Zeit in Anspruch und erfordert unzulässig grosse Wärmemengen.

Bei einer bekannten: Heizeinrichtung sollen :diese Nachteile vermieden werden durch elektrische Heizwiderstände, :die innerhalb der Wandungen des Sammlers angeordnet sind. Diese Massnahme kann jedoch nicht zu dem angestrebten Ziele führen, denn auch bei .dieser Heizeinrichtung russ :der Wärmefluss durch den schlecht wärmeleitenden Baustoff der Wandungen hindurehtreten. Überdies führt diese Anordnung einer Heizein- richtung zu dem weiteren Nachteil, :dass die für :

die Beheizung notwendigen Vorkehrungen schon bei der Herstellung des iSammlers getroffen werden müssen.

Diese Nachteile werden vermieden, wenn erfindungsgemäss die zum Anwärmen erforderliche Wärme den Zellen über die aus diesen Zellen herausragenden metallischen Leiterteile zugeführt wird. Über diese metallischen Leiter, die einen grossen Wärmeleit- que.rschnitt aufweisen und. .deren Werkstoff ein grosses Wärmeleitvermögen besitzt, kann die Wärme wirksam und schnell dem Zelleninhalt zugeführt werden.

Versuche haben ergeben, dass bei Anwendung des Verfahrens gemäss der Erfindung der Innenraum einer aus -20' C abgekühlten schweren Fahrzeugbatterie innerhalb einer halben Stunde auf -[- 15 C erwärmt und damit die Kapazität um etwa 35% gesteigert werden kann.

Eine Einrichtung nach der Erfindunc zur Durchführung des erwähnten Verfahrens besteht darin, dass im Bereiche der aus den Zellen des Sammlers herausragenden metallischen Leiterteile Leitungen zum Heranführen eines Heizmittels angeordnet sind. Die metallischen Leiterteile erden vorteil- hafterweise entweder mit Wä.rmeleitkörpern, die mit Rippen versehen sein können, oder mit vom Heizmittel berührten Kanalwandungen wärmeleitend verbunden. Bei Verwendung gasförmiger Heizmittel, z. B.

Verbrennungsgasen oder Warmluft, kann zwischen den längs zweier gegenüberliegender Seiten- wandungen des Sammlers verlaufenden metallischen Leiterteilen ein Heizmittelkanal angeordnet werden, dessen den Leiterteilen benachbarte Wandungsteile Ausströmöffnungen aufweisen, aus denen das Heizmittel über die wärmeaufnehmenden metallischen Leiterteile strömen und diese Teile erwärmen kann.

Die Leiterteile können jedoch auch mit metallischen Heizmittelkanälen versehen werden, die untereinander durch isolierende Verbin- dungsstücke so verbunden sind, dass ein zusammenhängender Heizmittelweg entsteht, durch den zweclz-mässigerweise eine elektrisch nichtleitende Heizflüssigkeit, z. B. 01, fliesst. Selbstverständlich können die metallischen Leiterteile des Sammlers auch mit elektrischen Heizwiderständen ausgestattet werden.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungs- beispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels, Fig. 2 eine Teildarstellung des Ausfüh- rungsbeispiels nach Fig. 1. im :Schnitt; Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungebei- spiel und Fig. 4 einen teilweisen Schnitt nach Linie IV-IV in Fig.3.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 sind an den die Polköpfe 11 eines Sammlers 10 verbindenden Verbindungsste- gen 12 mit Rippen 13 versehene Wärmeleit- stücke 14 mittels Schrauben 15 angebracht.

Zwischen den in der Nähe der Seitenwände des Sammlergehäuses 1'0 befindlichen Leiterteilen 11 und 12 ist ein zweckmässigerweise aus wärmebeständigem Werkstoff, wie Asbest- zement oder dergl., bestehender Kanal 16 angeordnet, dessen den Leiterteilen benachbarte Wandungen Ausströmöffnungen 17 aufweisen,

aus denen ein von einer Heiz- lampe 18 erzeugtes warmes Verbrennungs- gas-Luftgemisch über die mit den Rippen 13 versehenen Leitstücke 14 strömt. Die von diesen Leitstücken aufgenommene Wärme kann über die stromführenden Leiterteile schnell bis zu den Elektroden vordringen und diese sowie die zwischen ihnen befindliche Sammlerflüssigkeit in kurzer Zeit auf die gewünschte Temperatur erwärmen.

Selbstverständlich können die wärmeaufnehmenden Rippen B auch unmittelbar an den Verbindungsstegen 12 bezw. den Polköpfen 11 angebracht sein. Unter Umständen kann es sich empfehlen, den Kanal 16 so 'breit auszuführen, dass die Polköpfe 11 und die Verbindungsstege 12 in diesen Kanal hineinragen, dessen Unterseite in diesem Fall natürlich diesem Zweck entsprechende Öffnungen aufweisen muss.

Falls die Heizvor- richtung nicht unmittelbar in der Nähe des Sammlers so aufgestellt oder angeordnet werden kann, dass der Auftrieb der erzeugten warmen Gase zur Herbeiführung eines Heiz- mittelstromes ausnutzbar ist, empfiehlt es sich, .in die in diesem Falle zwischen der

Heizvorrichtung und dem Kanal 16 befindliche Leitung eine Fördervorrichtung in Gestalt eines Ventilators .anzuordnen.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 sind an .die Verbindungsstege 12 metallische Wärmeleitstege 19 angeschraubt, mit denen Kanäle 20 verbunden sind. Diese Kanäle sind untereinander durch Schlauchstücke 21 und 22 zu einem zusammenhängenden Heizmittelweg verbunden, der durch einen Rippenheizkörper 23 und eine Umlaufpumpe 24 zu-einem in sich.geschlos- senen Heizmittelkreislauf vervollständigt wird. Der Rippenheizkörper kann durch eine beliebige Wärmequelle beheizt werden.

Im Bedarfsfalle kann an einer Stelle des Heiz= mittelkreislaufes ein bei Heizeinrichtungen dieser Art bekanntes Ausdehnungsgefäss eingeschaltet werden. Die Kanäle 20 können auch mit den Leiterteilen 11 und 12 zu je einer Baueinheit verbunden werden. Um zu vermeiden, dass über die Heizflüssigkeit ein Nebenechluss zustandekommt, empfiehlt es sieh, eine elektrisch nichtleitende Flüssigkeit, beispielsweise 01, als Heizmittel zu verwenden.

Die eingangs bereits erwähnte weitere Möglichkeit, die Polköpfe 11 und bezw. oder die Verhindungsstege 12 mit elektrischen FIeizvorrichtu.ngen zu versehen, bedarf keiner besonderen zeichnerischen Erläuterung.

Durch die vorstehend bes-öhriebenen Einrichtungen wird die Möglichkeit geschaffen, der Sammlerbatterie eines Fahrzeuges vor der Inbetriebnahme ein höheres Leistungs- vermögen zu geben und damit die zum Anlassen. einer stark abgekühlten Brennkraftmaschine erforderliche hohe Leistung sicherzustellen. Nach dem Anlassen können die Heizeinrichtungen in der Regel ausser Betrieb gesetzt werden.

Wird trotzdem eine weitere Wärmezufuhr gewünsoht, so kann hierfür die beim Betriebe der Brennkraft- maschine anfallende Wärme herangezogen werden; beispielsweise kann in den Heiz- kanal 16 unter Ausnutzung der Wärme der Auspuffgase oder des Motorkü hlwassens erzeugte Warmluft eingeleitet werden.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 kann der Heizmittelkreislauf in den Schmiermittel- kreislauf der Brennkraftmaschine eingeschaltet werden. Bei elektrischen Heizvorrichtun- gen kann der für das Aufladen der Batterie nicht mehr benötigte Strom der Lichtma- schine verwendet werden.

Die hierfür gegebenenfalls erforderlichen Schaltvorrichtungen, Idas heisst Klappen, Ventile oder Stromschalter können von Hand oder durch selbsttätige, beispielsweise von der Temperatur ,des Sammlers oder .durch den Ladestromschalter beeinflusste Steuervorrichtungen an sich bekannter Art betätigt werden.

Da der Sammler ein beträohtliches Wärmespeicherungs- vermö.gen besitzt, wird bei Verwendung der betriebsmässig anfallenden Überschusswärme- mengen der Vorteil gewonnen, dass der Sammler auch während der Betriebsunterbre- ohungen eine beachtliche Kapazität behält, und dass daher das Anheizen vor einer erneuten Inbetriebnahme weniger Zeit und Wärmeenergie erfordert bezw. gegebenenfalls ganz erspart weiden kann.

Zu berücksichtigen ist hierbei jedoch, dass schon durch den nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine dem Sammler zugeführten. Ladestrom eine Erwärmung stattfindet. Es kann daher zweckmässig sein, für eine zusItzliche Abführung der beim Aufladen entstehenden Wärmemengen Sorge :

zu tragen. Dies kann dadurch geschelhen, dass während des Ladevorganges durch die Kanäle 1,6 Kühlluft eingeleitet bezw. die durch die Kanäle 20 strömende Flüssigkeit .in einem in den Kreislauf einschaltbaren, einem Kühlluftstrom ausgesetzten Wärmeaus@tauscher abgekühlt wird. Auch die hierzu erforderlichen Umsehaltvorrichtungen können in der vorstehend angegebenen Weise von Hand oder selbsttätig auf thermostatischem Wege oder durch den La.destromschalter betätigt werden..

Falls :der Sammler nach dem Anwärmen sowohl durch eine im Betrieb freiwerdende Wärmequelle beheizt, als aueh durch Küh- lung vor einer unzuläfisig hohen Erwärmung während. des Ladevorganges bewahrt werden soll, so können die Heiz- und Kühlvorgänge

jeweils durch eine einzige als Mehrwegklappe oder -ventil ausgestaltete Umsehaltvorrieh- tung so- gesteuert werden,

dass die Kühlmittelwege während des Stillstandes der Brenn- kra.ftmaschine geschlossen ,sind und dadurch die Auskühlung des Sammlers erschwert wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Beheizen der Zellen galvanischer Elemente, insbesondere elektri- scher,Sammler, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme über die aus den Zellen herausragenden metallischen Leiterteile zugeführt wird. II. Einrichtung an Zellen galvanischer Elemente, insbesondere an elektrischen Sammlern, zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet. dass im Bereiche der aus den Zellen herausragenden metallischen Leiterteile (11, 1 ?) Leitungen zum Heranführen eines Heizmit- tels angeordnet sind. UNTERANSPRüCHE: 1.

Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die aus den Zellen (10) herausragenden metallischen Leiterteile (11, 12) mit Wärmeleitkö rpern (13, 14) verbunden sind. 2. Einrichtung nach Patentanspruch 1I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wä.rmeleitkörper (13, 11) lösbar an den metallischen Leiterteilen (11, 1?) angebracht sind. 3.

Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprueh 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den längs zweier Seitenwandungen der Zellen (10) verlaufenden me- tall.ischen Leiterteilen (11, 1.2) ein zur Zuführung gasförmiger Heizmittel geeigneter Kanal (16) angeordnet ist, dessen den me- tall.isehen Leiterteilen (13, 14) benachbarte Wandunbsteil:

e Ausströmungsöffnungen (17) aufweisen. 4. Einrichtung nach Patentanspruch 1I. dadurch gelzennzeichnet, dass ,die aus den Zellen herausragenden metallischen Leiterteile mit metallischen Heizmittelkanälen (20) wärmeleitend verbunden sind. 5. Einrichtung nach Patentanspruch 1I und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizmittelkanäle (20) untereinander durch elektrisch isolierende Verbin- dunbstücke (21, 22) zu einem zusammenhängenden Heizmittelweg verbunden sind. 6.

Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass in den zum Heranführen dee Heizmittels dienenden Leitungen eine Fördervorrichtung angeordnet ist. 7. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zum Heranfiihren des Heizmittels dienenden Leitung eine Umschaltvorrichtung angeordnet. ist, durch die beim Betriebe einer Brenn- kraftmaschine freiwerdende Wärme den aus den Zellen herausragenden Leiterteilen zugeführt werden kann. B.

Einrichtung nach Patentanspruch 1I. dadurch gekennzeichnet, dass in der zum Heranführen des Heizmittels dienenden Leitung eine Umschaltvorrichtung angeordnet ist, durch die den aus den Zellen herausragenden metallischen Leiterteilen im Be- darfsfalle ein Kühlmittel zugeführt werden kann. 9. Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltvorrichtung durch einen Thermostaten selbsttätig steuerbar ist. 10.

Einrichtung nach Patentanspruch 1I und Unteransprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltvorrichtung durch einen Ladestromschalter selbsttätig steuerbar ist. 11. Einrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die aus den Zellen herausragenden metallischen Leiter- teile mit elektrischen Heizleitungen ausge- rüstet sind.