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Schaltgerät zur Regelung der Batteriespannung mit Entladungsausgleich der einzelnen
Zellen bzw. Zellengruppen
Wird z. B. ein Fahrzeugmotor von einer Batterie gespeist und regelt man die Drehzahl des Motors dadurch, dass man von der Nullspannung ausgehend die Zahl der Zellen vergrössert und beim Stillsetzen wieder bis auf Null verkleinert, so werden die an- fänglich eingeschalteten Zellen viel stärker ent- laden als die später eingeschalteten, da sie den
Anlassstrom des Motors durch längere Zeit führen müssen. Auch bei dem Betrieb mit kleiner
Geschwindigkeit, bei dem nur ein Teil der vor- handenen Zellen den Motor speist, werden die
Zellen der ganzen Batterie sehr ungleichmässig beansprucht.
Es ist nun bekannt, diesen Übelstand dadurch zu vermeiden, dass man einen Doppelzellenschalter verwendet und die dem Motor zugeführte
Spannung von den beiden Schaltkurbeln dieses
Schalters abnimmt. Liegen die beiden Kurbeln auf dem gleichen Kontakt der Kontaktbahn dann ist die Spannung gleich Null. Wenn die Kurbeln in entgegengesetzter Richtung je bis zum Ende der Kontaktbahn gedreht werden, dann steigt die
Spannung zwischen den Kontaktkurbeln bis zum vollen Wert der Batteriespannung an. Bei dieser
Schaltart kann der Nullspannungspunkt an jeden beliebigen Punkt der Batterie gelegt werden und damit jede beliebige Zelle als erste Zelle beim Anlaufen des Motors eingeschaltet werden. Liegt der Fall vor, dass sehr oft angelassen werden muss, wie dies z.
B. bei Fahrzeugen aller Art der Fall ist, so wird in bekannter Weise nach jedem einzelnen beendeten Belastungsfall der Nullspannungspunkt um eine Zelle oder Zellengruppe, also um einen Kontakt, verschoben. Dadurch kommen zum Anfahren immer andere Zellen als erste zur Entladung und es entsteht ein Ausgleich im Ladezustand der ganzen Batterie.
Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät zur selbsttätigen Regelung der Batteriespannung nach vorstehendem Grundsatz.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand des Schaltplanes Fig. 1 und des schematischen Ausführungsbeispieles Fig. 2 beschrieben.
In Fig. 1 ist das Schaltbild des Doppelzellenschalters und der Plan des Schaltvorganges wiedergegeben. Zi und Z2 sind die beiden Zellenschalter mit den Schalthebeln 81 und 82 und den Schaltkontakten j ?, ,... 7. Diese Schaltkontakte können für beide Schalthebel auch gemein- sam sein. Die Schaltkontakte 1, 2,... 7 sind mit
Anzapfpunkten 2-6 und den Endpunkten 1 und 7 der Batterie B verbunden. Bei dem Zellen- schalter Z1 sind in der Fortsetzung der Kontakt- bahn noch Schaltkontakte 8-13 angeordnet, die mit dem Kontakt 7 in direkter leitender Verbindung stehen.
Der Strom wird von den Kontakthebeln
SI und S2 über die Kontaktbahnen Ki und K2 abgenommen und über die Klemmen jPi und P2 dem Belastungskreis zugeführt.
Fig. 2 zeigt das Schema des Schaltgerätes.
Zi und Z2 sind wiederum die beiden Zellen- schalter mit den Schaltkurbeln Si und S, den
Schaltkontakten 1-13 bzw. 1-7 und den
Kontaktbahnen K1 und K2. Der Schalthebel wird durch die Welle 14 von einer Seilscheibe 15 gedreht. Das Seil 16 führt von der Seilscheibe 17 über die Umlenkrollen 18, 19 und 20, 21 zur
Rolle 15. Die Umlenkrollen 18, 19 und 20, 21 sitzen auf Hebeln 22, 23, die durch die Wellen 24, 25 verdreht werden können. Die jeweilige Lage dieser Hebel ist durch die Stellung der Nocke 26 bedingt. An diese Nocke werden durch die
Feder 27 die Hebel 28 und 29 gepresst, die mit den Wellen 24 und 25 fest verbunden sind. Die
Seilscheibe 17 ist auf der Steuerwelle ? C verkeilt.
Ebenso ist auf der Steuerwelle der Betätigungshebel 31, ein Mitnehmerhebel 32 und die Seilscheibe 33 befestigt. Die Nocke 26 sitzt auf der Welle 34. Verdreht wird diese Welle durch ein Sperrad 35 und den Mitnehmerhebel 32 mit der Klinke 36. Die Welle 37 des Schalthebels S2 wird durch die Seilrolle 38 verdreht. Das Treiben des Seils läuft von der Seilscheibe 33 ausgehend über die Umlenkrollen 40, 41 zu der Rolle 38. Die Achsen der Umlenkrollen 40, 41 sind an dem Hebel 42 befestigt, der auf der Welle 43 verkeilt ist. Die Welle 43 kann durch den Hebel 44 verstellt werden. Der Hebel 44 wird durch die Feder 46 gegen die Bahn der Nocke 45 gepresst.
Die Nocke 45 sitzt auf der Welle 14 des Schalthebels Si fest. Der Betätigungshebel 31 ist in der Lage der Ausschaltstellung, für die zwischen den Punkten Pi und P2 die Spannung gleich Null ist, gezeichnet.
Wird der Hebel nach rechts gedreht, so bewegt sich der Schalthebel S1 im Uhrzeigersinn und mit ihm die Nocke 45. Der Schalthebel S2 bleibt aber zunächst an der Stelle 1 stehen. Durch die
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Verdrehung der Seilscheibe 33 im Sinne des Uhrzeigers wird das linke Trumm des Seiles 39 zwar verkürzt. Der Hebel 42 wird aber durch die Verstellung der Nocke 45 im Uhrzeigersinn gedreht, wodurch die Verkürzung des linken Seiltrummes wieder ausgeglichen wird. Wird mit dem Betätigungshebel der ganze mögliche Ausschlag ausgeführt, so läuft Si bis zum Kontakt 7 und S2 bleibt auf dem Kontakt 1 stehen. Wird zurückgeschaltet so läuft bis zum Kontakt 2 zurück.
Bei dem Übergang des Betätigunghebels von der ersten Schaltstufe auf die Nullage erfolgt der Eingriff der Klinke 36 in die Verzahnung des Sperrrades 35 und die Nocke 26 verdreht sich um den Winkel von 30 . Dadurch werden mittels der Hebel 28, 29 und den Wellen 24, 25 die Hebel 22, 23 entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht, die Verlängerung des linken Trumms des Seiles 16 wird dadurch ausgeglichen und der Schalthebel Si bleibt mitsamt der Nocke 45 während des letzten Teiles der Rückbewegung des Betätigungshebels in Ruhe. Während der Ruhelage des Schalthebels SI findet aber ein Ausgleich der Verlängerung des linken Trummes des Seiles 39 durch den Hebel 42 nicht statt, da ja die Nocke 45 stillsteht. Es wird dadurch der Schalthebel S2 aus der Stellung Si in die Stellung S2 gedreht und die Spannung zwischen den Punkten ? i und P2 wird gleich Null.
Beide Schalthebel Si und S2 stehen nun auf dem Kontakt 2.
Soll nun abermals eingeschaltet werden, so beginnt die Bewegung des Schalthebels Si bei dem Kontakt 2. Bis zur Stellung 7 des Kontakthebels SI bleibt der Kontakthebel S2 auf dem Kontakt 2 stehen, da wiederum der Verlängerung des linken Seiltrums 39 die Verdrehung des Hebels 42 entgegenwirkt. Die Nocke 45 ist nun so gebaut, dass deren spiralförmige Fläche in eine Zylinderfläche an der Berührungsstelle des Hebels 44 übergeht, wenn sich der Schalthebel SI an der Stelle 7 der Kontaktbahn des Zellenschalters Zi befindet. Wird nun der Betätigungshebel 31 in die rechte Endlage gebracht, so bewegt sich SI von 7 auf 8 und S2 von 2 auf 1, da nunmehr ein Ausgleich der Verkürzung des linken Trummes des Seiles 39 nicht stattfindet.
Auf diese Weise wird jeweils beim Zurückschalten des Betätigungshebels 31 in die Ausschaltstellung, die Nullspannungslage der Schalthebel Si und S2 um eine Teilung der Schaltkontakte der Kontaktbahnen der Zellenschalter ZI
EMI2.1
jeweils von anderen Zellen der Batterie entnommen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltgerät zur Regelung der Batteriespannung mit Entladungsausgleich der einzelnen Zellen bzw. Zellengruppen, bei dem jeder Leiter der Verbraucher-bzw. Speiseleitung wahlweise an den positiven oder negativen Pol jeder Zelle oder Zellengruppe der Batterie so geschaltet wird, dass die einzelnen Zellen oder Zellengruppen in gewollter Weise beansprucht bzw. geladen werden und bei dem die Veränderung der Batterieanschlüsse der Batterieleitungen durch je einen Zellenschalter bewirkt wird, gekennzeichnet durch von Steuerorganen (45, 26) betätigte in die Bewegungsmittel für die Schalthebel (n 82) der Zellenschalter geschaltete Zusatzbewegungsorgane (22, 23, 42), die durch gegenläufige Wirkung die Verstellung der Schalthebel nach Massgabe der Wirkung der Steuerorgane aufheben, bzw.
diesen Schalthebeln eine zusätzliche Bewegung erteilen.