专利名称：比重计/液面传感器的制作方法
技术领域：
本发明大致涉及蓄电池中的比重计和液面传感器；更具体的，本发明关于 用于在所述装置和所述装置保持在其中的蓄电池开口之间建立密封的结构。
背景技术：
电池状态指示器用于许多类型的铅/酸性蓄电池中，包括那些设置在汽车 中的电池。已知的电池状态指示器用作比重计，用于检测指示电池的电荷状态 的比重的变化，并提供电荷状态的可见指示。电池状态指示器也能检测电池中 电解液液面的变化，并且如果电解液液面在预定最低液面以下，提供可见指示。 在同一电池状态指示器中提供电量状态和电解液液面检测功能是已知的。
已知的电池状态指示器通过电池单元的电池端盖插入开口内，并设置有用 于向指示器内查看的可^L窗口的头部。如果电池充的足够满，则罩笼或盒子浸 于流体电解质中。一个或多个可浮动指示器主体包含在罩笼中的一个通道或多 个通道中，并响应于不同的电池状态在通道内升高或下降。光透射杆在指示器 的头部和具有可浮动体的罩笼之间延伸。光透射杆的端部的圆锥顶端具有与一 个或多个可浮动体在其中移动的通道邻接的顶端。可浮动体具有不同的颜色以 提供通过指示器可见的不同的可视标志。具有一个可浮动体的电池状态指示器
的电解液液面但电池电量低时采用不同的可视标志，如果电解液液面低，则为 第三标志。通过提供对不同的比重响应的更多的可浮动体，高的和低的液面能 指示为低的、正好的和良好的电量。
以上所述的电池状态指示器工作正常，但是并非没有缺点。电池盖中的指 示器的安装已知是利用以垫片或可延展的套环的形式的另外的部件密封指示 器和指示器设置其中的电池盖开口之间的分界面。多个部件的使用使安装复杂 化。需要在电池盖中设置相对大的孔以容纳指示器和与指示器和电池中的开口 关联的分开的、独立的密封件。需要较大的开口限制了电池中的指示器的可用 位置。另外，如果不能沿密封件的一部分形成密切接触，则会出现污染渗入或 泄漏。在电池制造的晚期期间已知要进行洗涤循环，洗涤水会被小的裂缝捕集， 比如指示器周围。在随后的电池处理期间，捕集的洗涤水的渗出会给出电池已 泄漏的错误影响，导致对电池的重测试和/或重处理。
发明内容
本发明提供一种电池状态指示器，其中整体的密封结构作为指示器的一部分。
在其中的一个方面，本发明提供一种具有限定开口的外部元件和用于指示 容器中流体的状态的指示器的流体容器。指示器配置在开口中并包括感应组 件、可视化所显示的变化的指示器头部以及连接感应组件和指示器头部的透光 体。建立在指示器和外部元件之间的密封结构包括与指示器和/或外部元件整 体式的多个凸缘。指示器头部和指示器主体由第一材料构成，外部元件由第二 材料构成，第二材料比第一材料软。多个凸缘包括嵌入外部元件中和/或由指 示器压变形的凸缘。
在其中的另一个方面，本发明提供一种电池状态指示器，其具有感应组件、
附接在感应组件上的透光体、在透光体的末端相对于感应组件的头部；和配置 在主体上的头部和感应组件之间的至少一个圓周密封凸缘。凸缘包括最外侧的 密封表面，与密封表面邻接并朝向感应组件的引入面，和与密封表面邻接的朝 向头部的后缘面。引入面的斜度比后缘面更緩。
在其中的更进一步的方面，本发明提供一种车辆用电池，该车辆用电池具 有电池盖，所述电池盖限定开口、开口的外表面的向内的唇部和从唇部延伸通 过电池盖的孔。至少一个环形凸缘设置在唇部上朝向开口。电解质状态指示器 设置在电池盖中，并且包括设置为抵靠在唇部上的环形凸缘上的头部和电池中 从头部向内延伸的主体。指示器主体包括至少部分地嵌入电池盖中的孔内的至
少一个圓周凸缘。
本发明的 一个优点是提供一种与电池状态指示器和电池成整体部件的密 封，由此使指示器在电池中的组装和安装简化。
本发明的另 一个优点是提供一种电池状态指示器密封布置，以便于将指示 器定位在电池中的最佳位置。
本发明的还有另 一个优点是提供一种电池状态指示器，即使在全部密封已 完全失效的条件下，所述电池状态指示器也防止污染物渗入电池内。
在参阅以下的详细说明、权利要求和附图后，本发明的其它特征和优势对 本领域技术人员来说将变得显而易见，其中相同的数字用来指示相同的特征。
图1是根据本发明的电池状态指示器的透视图2是图1所示的电池状态指示器的上部的放大图，示出与图1所示侧面 相对的侧面；
图3是图1和2所示的电池状态指示器的进一步放大的一部分，图3中示 出的部分为由图2中圆周3指示的部分；
图4是如图1所示的电池状态指示器的横截面图，但显示为安装在电池内；
以及
图5是在图4中用数字5指示的圓周内的指示器和电池的一部分的放大图。
在对本发明的实施例进行详细il明之前，应当理解，本发明的应用不限于 在以下说明书所i^明或附图中所示的部件的具体结构和布置。本发明能用于其 它实施例，并能以多种方式被实施或执行。此外，应当理解在此使用的措词和 术语是为了说明的目的，而不应该认为用于限制。在此使用的"包括"、"包含" 及其变体意思是包括此后所列的项目及其等同项目，以及附加项目及其等同项 目。
具体实施例方式
现在更具体地参考附图，并特别参考图1，数字IO代表流体状态指示器， 更具体地，代表根据本发明的电池电解质状态指示器。指示器10安装在电池 12 (图4)中以指示电池12中电解质(未示出)的状态。
尽管在这种电池中的应用是本发明的有利的应用，但是将要说明的类型的 指示器除了应用于铅/酸性蓄电池之外，还能用于器皿或容器中。指示器10可 用于检测各种容器或器皿中的液面变化，并还可用于检测其它流体状态中的变 化。
指示器10包括在感应组件16和头部18之间的透光体14。透光体14由 光透射材料形成，比如腈纶、玻璃、苯乙烯或其它透明、局部透明或浅色材料。
感应组件16与透光体14连接，并且包括限定包含可浮动体24的槽或轨 道22的罩笼或盒子20。轨道22具有相对于主体14的末端更低和更高部分， 允许可浮动体24根据流体的比重和流体的表面水平在其被浸没的流体中升高 或下降。正如本领域技术人员所知，可浮动体24根据其被放置其中的流体的 变化的状态沿轨道22移动。根据预先建立的比重的变化，可浮动体24可接近 或远离透光体14的末端或端部(未示出)。
如本领域技术人员容易理解的，本发明的感应组件16可采用各种类型和 结构。因此，具有多个可浮动体和不同形状的槽结构的感应组件也能用于本发 明，还有其它类型、结构和形状的主体14。
指示器头部18形成与指示器10同层的窗口 26。头部18可以是整片的透 明塑料或者类似物，并能与透光体14形成为整块主体。
本示范性实施例中主体14包括密封结构40和从密封结构40延伸至感应 组件16的锥形长度42。头部18比密封结构40宽并提供密封结构40的外侧 的圓周下表面44。主体14包括沿十字形布置的四个翼板50、 52、 54和56。 主体14的锥形长度42被称作具有延伸的锥形部分翼板50、 52、 54和56的十 字形锥体或十字形截锥体。密封结构40为十字形柱体，包括在密封结构40 的整个长度上直径基本上一致的翼板50、 52、 54和56的上部。限定圓形周界 和相邻翼板50、 52、 54和56之间的三角形状联接板的三个隔开的板状主体 62、 64和66设置在沿密封结构40的长度隔开的位置上。每个主体62、 64、 66分別限定圆形外缘或凸缘72、 74、 76,所述圓形外缘或凸缘环绕主体14 并配置在翼板50、 52、 54、 56的外缘的外侧。如图3中看的最清楚，每个外 缘包括最外面的密封表面80、相对于指示器10向电池12中插入的引入面82 和后缘面84。引入面82和后缘面84与最外侧密封面80的相对侧邻接。引入
面82比后缘面84的斜度更緩，因此很容易将指示器IO插入电池12中。
虽然在此作为独立的主体或结构进行说明，但应当理解，翼板50、 52、 54和56,包括锥形长度42中的下锥形部分和密封结构40的上部，与密封板 62、 64、 66—起设置成作为形成在模具中的单个的整块主体。因此，板62、 64和66中的每一个也能被视为包括翼板50、 52、 54和56之间的三角形断片 或联接板，翼^反50、 52、 54和56具有外伸的外圆圈部分。
本发明能被用于除具有四个翼板50、 52、 54、 56的示范性的实施例的类 型之外的指示器主体上。具有多于四个翼板或少于四个翼板的主体，以及没有 翼板的类型的主体也能采用。虽然在示范性实施例中已示出和说明为三个密封 主体62、 64、 66，但多于三个或少于三个密封主体62、 64、 66也能使用。
电池12限定具有径向指向内侧的唇部92的开口 90和/人此延伸的孔94。 孔94的直径比开口 90略小，由此限定唇部92。 一个或多个环形圈96、 98设 置在唇部92上，在示范性实施例中示出两个这样的环形圈96、 98。圈96、 98 从唇部92的上表面朝开口 90突出。应当理解，开口 90、唇部92和孔94的 上述结构能设置在电池12的顶部或端盖部，或设置在电池12或其它流体容器 的另 一个合适的外部元件中的另 一个便利的位置处。
密封板62、 64、 66的直径比头部18略窄以滑过唇部92并进入孔94内， 而头部18,更具体地是其下表面44与唇部92接合。但是，孑L 94和密封板62、 64、 66的直径选择为提供密封板62、 64和66相对于孔94的表面的密封干涉 配合。在本发明的一种形式中，电池盖92的材料比透光体14软，密封板62、 64和66的直径比孔94大以使密封板62、 64、 66，更具体地是其外缘或凸缘 72、 74、 76至少部分地嵌入孔94的表面内，如图4所示。因此，主体18,更 具体地是密封板62、 64、 66可由刚性、纯聚合物构成，比如丙烯酸聚合物， 电池盖12可由较软的材料构成，比如聚丙烯。由于引入面82的斜度更緩，后 缘面84的斜度更陡，凸缘72、 74、 76的形状便于指示器IO的插入，同时防 止指示器IO相对于电池12坚固地定位之后的退回或移位。
头部18的下表面44面对并相对唇部92抵靠，更具体地，抵靠在环形凸 缘96、 98上。凸缘96、 98足够窄以便在指示器IO插入进电池盖12内时轻微 地压变形。凸缘96、 98的压变形或挠曲促进凸缘相对下表面44的有效密封接
合。 一旦插入，由于头部18强制抵靠凸缘96、 98以使凸缘96、 98轻微地压 变形，所以当密封板62、 64、 66沿孔94嵌入端盖12的材料中时位置将被保 持。如果釆用压变形凸缘或多个压变形凸缘96、 98而没有密封板62、 64、 66, 指示器10和电池12之间的搭扣锁合特征可用来确保指示器10在电池12中的 位置，其中头部18抵靠一个或多个压变形凸缘96、 98。凸缘96、 98建立污 染物的迁移或流体的流动经过唇部92的障碍，包括电池的渗漏和/或外部流体 (包括洗涤水)的渗入的障碍。
尽管在此所示和说明的是在车辆用蓄电池中的使用和应用，但应当理解， 本发明也能用于需要指示器的安装和密封或某些类型指示器的插入的其它类 型的流体容器。用于车辆用蓄电池仅是本发明的一个有益的应用。
上述方案的变化和改进都落入本发明的范围之内。可以理解，在此公开和 限定的发明延伸至从文本和/或附图提及的或明显的两个或多个单独特征的所
描述的实施例说明已知的实施该发明的最佳方式，并将使本领域其他技术人员 能够利用本发明。权利要求解释为包括现有技术许可的范围内的可选择的实施 例。
本发明的各种特征限定在以下权利要求中。
权利要求
1.一种流体容器，包括限定开口的外部元件；用于指示所述容器中流体的状态的指示器，所述指示器设置在所述开口中，所述指示器包括感应组件、可视化所显示的变化的指示器头部和连接所述感应组件和所述指示器头部的透光体；建立在所述指示器和所述外部元件之间的密封结构，所述密封结构包括与所述指示器和所述外部元件中至少一个为整体的多个凸缘；所述指示器头部和所述指示器主体由第一材料构成，所述外部元件由第二材料构成，所述第二材料比所述第一材料软；并且所述多个凸缘包括至少一个嵌入所述外部元件中并被所述指示器压变形的凸缘。
2. 如权利要求1所述的流体容器组件，所述密封结构包括所述指示器上 的嵌入所述外部元件中的多个凸缘。
3. 如权利要求2所述的流体容器，所述凸缘是所述主体上的在所述头部 和所述感应组件之间的圆周凸缘。
4. 如权利要求2所述的流体容器，所述密封结构包括在所述开口中的至 少部分被所述指示器压变形的环形凸缘。
5. 如权利要求4所述的流体容器，所述外部元件限定唇部，所述环形凸 缘配置在所述唇部上。.
6. 如权利要求1所述的流体容器，所述凸缘是所述主体上的在所述头部 和所述感应组件之间的圆周凸缘。
7. 如权利要求1所述的流体容器，所述外部元件限定从所述开口向内径 向指向内侧的唇部和比所述开口窄的孔，所述开口从所述唇部延伸，并且在所 述唇部上的至少一个环形凸缘从所述唇部朝向所述开口延伸。
8. 如权利要求7所述的流体容器，所述头部设置为抵靠所述至少一个环 形凸缘。
9. 如权利要求1所述的流体容器，所述密封结构包括在所述透光体上的 嵌入所述外部元件内的圆周凸缘和由所述外部元件限定被所述指示器至少部 分地压变形的环形凸缘。
10. 如权利要求9所述的流体容器，所述外部元件限定从所述开口向内径 向指向内侧的唇部和比所述开口窄的孔，所述开口从所述唇部延伸，并且在所述唇部上的至少一个环形凸缘从所述唇部朝向所述开口延伸；并且所述透光体 上的所述圆周凸缘-陂嵌入限定所述孔的表面中。
11. 如权利要求10所述的流体容器，所述头部设置为抵靠在所述唇部上 的所述至少一个环形凸缘。
12. —种电池状态指示器，包括 感应组件；附接在所述感应组件上的透光体； 在所述透光体的末端与所述感应组件相对的头部；以及 设置在所述主体上在所述头部和所述感应组件之间的至少一个圆周密封 凸缘，所述至少一个凸缘包括最外侧的密封面、与所述密封面邻接并指向所述 感应组件的引入面、和与所述密封面邻接并指向所述头部的后缘面，所述引入 面的斜度比所述后缘面更緩。
13. 如权利要求12所述的指示器，所述主体包括四个成十字形形式的翼 板。 ''
14. 如权利要求13所述的指示器，包括多个密封板，每个密封板限定环 绕在相邻的一对所述翼板之间的所述主体和联接板的不同的所述密封凸缘。
15. 如权利要求14所述的指示器，所述密封板和所述翼板是整块的主体。
16. 如权利要求15所述的指示器，所述头部具有比所述圓周密封凸缘的 直径大的直径。
17. —种车辆用电池，包括电池盖，其限定开口、所述开口的外表面的内侧的唇部、和从所述唇部延伸通过所述电池盖的孔；设置在所述唇部上朝向所述开口的至少一个环形凸缘； 设置在所述电池盖中的电解质状态指示器，所述指示器包括设置为抵靠在所述唇部上的所述至少一个环形凸缘上的头部和在所述电池中从所述头部向内延伸的主体，所述指示器主体包括至少部分地嵌入所述电池盖中的所述孔内 的至少一个圓周凸缘。
18. 如权利要求17所述的电池，所述指示器主体包括嵌入在所述电池盖 中的所述孔内的多个圆周凸缘。
19. 如权利要求17所述的电池，包括设置在所述唇部朝向所述开口并被所述头部接合的多个环形凸缘。
20. 如权利要求19所述的电池，所述指示器主体包括至少部分地嵌入所 述电池盖中的所述孔内的多个圆周凸缘。
全文摘要
一种电池和电池状态指示器，其设置有作为整体结构的密封件，由此指示器插入电池中的开口内并经由电池中的凸缘相对封闭，所述凸缘与指示器的表面和/或嵌入电池限定的表面内的指示器上的凸缘相对。
文档编号H01M10/48GK101366143SQ200780001969
公开日2009年2月11日 申请日期2007年1月31日 优先权日2006年2月24日
发明者马丁·A.·威特, 马克·J.·萨默 申请人:伊利诺斯工具制品有限公司