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Ladeanordnung für einen gasdichten bzw. wartungsfreien Akkumulator
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ladeanordnung für einen gasdichten bzw. wartungsfreien Akkumulator und an diesen angeschlossenen Kleinstromverbraucher mit einem Ladegenerator.
Geräte dieser Art sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Der Kraftfahrzeug-Akkumulator ist beispielsweise derart an die Lichtmaschine des Fahrzeuges angeschlossen, dass er durch diese während des Fahrens ständig selbsttätig wieder aufgeladen wird. Der Nachteil dieser Anordnung ist, dass das Fahrzeug in gewissem Umfang ständig gefahren werden muss. Steht das Fahrzeug längere Zeit, so unterbleibt die Aufladung. Es sind auch mit Batterie betriebene Geräte bekannt, beispielsweise Handleuchten, die aus dem Netz nachgeladen werden können. Ist - beispielsweise auf Reisen - ein Netz längere Zeit nicht verfügbar, so versagt die Einrichtung. Ausserdem dauert das Aufladen stets verhältnismässig lange Zeit.
Vergisst man aber das Nachladen und bemerkt erst bei dem Versuch eines Gebrauchs der Leuchte, dass die Batterie versagt, so besteht keine Möglichkeit, die Leuchte zur Zeit wieder betriebsbereit zu machen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu vermeiden und eine Schaltungsanordnung für einen Akkumulator zu schaffen, die unabhängig von der bisher üblichen Bedingung des Vorhandenseins eines Netzes und einer rechtzeitig vorzunehmenden Nachladung praktisch jederzeit gestattet, ein durch einen Akkumulator gespeistes Gerät bei erschöpftem Akkumulator in kurzer Zeit betriebsbereit zu machen. t
Der der Lösung dieser Aufgabe zugrundeliegende allgemeine Erfindungsgedanke geht von der Überlegung aus, dass für jeden Akkumulator, insbesondere jeden wartungsfreien Akkumulator die anzuwendende Ladestromstärke vorgeschrieben ist und dass hiedurch zwangsläufig die erforderliche Ladezeit bedingt ist.
Die der Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen haben ergeben, dass die strenge Einhaltung der von den Akkumulatorenfirmen angegebenen Ladestromstärken auf einem Vorurteil beruht, welches tatsächlich unbegründet ist ; dieses sowohl von den Akkumulatorbenutzern gehegte Vorurteil besteht seit langer Zeit.
Insbesondere haben die der Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen gezeigt, dass auch ein im wesentlichen vollständig entladener Akkumulator durch höhere, u. zw. wesentlich höhere Stromstärken während einer entsprechend kürzeren Zeit als vorgeschrieben, nachgeladen werden kann, ohne dass dies den Akkumulator schädigt, so lange dessen Ladekapazität nicht überschritten wird. Diese Versuche wurden vor allem mit Nickel-Kadmium-Akkumulatoren durchgeführt. Erfindungsgemäss wird die gestellte Aufgabe bei einer Ladeanordnung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass der mit einem mechanischen Antrieb und einem Übersetzungsgetriebe versehene Ladegenerator für die Abgabe des 10 - bis 100fachen Ladenennstromes des Akkumulators während der Hochleistungsperiode bemessen ist.
Vorteilhaft ist als Hochleistungsperiode die Nachladeperiode festgelegt.
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Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, dass zur Begrenzung der Ladestromstärke die Kurbel und das Übersetzungsgetriebe derart ausgebildet sind, dass die maximale Muskelkraft die zulässige Drehgeschwindigkeit des Stromerzeugers festlegt.
Schliesslich sind mindestens zwei kuppelbare Ladegeneratoren koaxial zueinander und achsparallel gekuppelt neben dem Akkumulator angeordnet.
An Stelle einer Aufladestromstärke von beispielsweise 20 bis 25 mA wird daher gemäss der Erfindung beispielsweise eine Stromstärke von zirka 0, 2 bis zirka 2 bis 3 A angewendet und gleichzeitig die Aufladezeit auf den zehnten bis hundertsten Teil verkürzt.
Der durch die Erfindung erzielte Vorteil dieser wesentlichen Zeitersparnis ist zweifelsfrei beachtenswert.
Es ist empfehlenswert Mittel vorzusehen, durch die Aufladezeit - gegebenenfalls selbsttätig - be- grenzt wird. Hiedurch ist ein wesentlicher Schutz des aufzuladenden Akkumulators gegen zu hohe Aufladebeanspruchung gegeben. Bei Handbetrieb des Aufladegerätes ist diese Begrenzung bereits dadurch gegeben, dass die menschliche Muskelkraft nicht ausreicht, um lange Ladezeiten bei hohen Stromstärken zu erzielen.
Die Aufladung kann auch beispielsweise mittels Wind- oder Wasserkraft erfolgen. In solchen Fällen ist es unter Umständen zweckmässig. einen Fliehkraftregler oder eine andere Sperre vorzusehen, durch die die Aufladestromstärke begrenzt werden kann. Weiterhin ist es sinnvoll, ein Element vorzusehen, um den Rückstrom der Batterie zum Generator zu sperren, da sonst der Generator als Motor von der Batterie angetrieben wird.
Die Ladeanordnung nach der Erfindung kann mittelbar oder unmittelbar als Stromquelle für einen Stromverbraucher, z. B. ein Radio, einen Fernseher, ein Blitzgerät, ein Tonbandgerät, einen Elektro- rasierer, ein elektrisches Fahrzeug, einen Beleuchtungskörper, einen Projektor, eine Kamera-besonders Filmkamera, Spielzeuge-z. B. elektrische Eisenbahnen, Motor-Flugmodelle, Motor-Kleinschiffe, Funkfernsteuerungen, Handrührer und viele andere Geräte, unter Umständen auch Grossleistungsgeräte, verwendet werden.
Zur Anpassung an diese und andere verschiedene Anwendungseinheiten ist es zweckmässig, Ladean.
Ordnungen nach der Erfindung ganz oder teilweise als Einschubteil auszubilden, wobei gegebenenfalls Ein-
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chergeräte eingebaut sein, wobei möglicherweise Teile des Notstromgerätes herausnehmbar und mit besonderen Anschlussmitteln versehen sind.
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kurbeln zirka 3 min rasieren. Dies ist für alle praktischen Fälle ausreichend.
Beim Einsatz mehrerer Generatoren ist es zweckmässig, dass mindestens zwei Generatoren in Reihe und/oder Parallelbetrieb schaltbar sind, um hiedurch eine Anpassung an verschiedene Batteriespannungen zu ermöglichen. Entsprechendes gilt für den Motorbetrieb.
Eine universelle Verwendung der Ladeanordnung nach der Erfindung ist dadurch gegeben, dass unter Umständen die Batterie abschaltbar ist, so dass ein Aggregat auch zum direkten Antrieb eines Gerätes aus dem Netz verwendet werden kann.
An Hand der Zeichnungen, in denen zwei Ausführungsformen der Ladeanordnung nachder Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt sind, sei der Erfindungsgedanke näher erläutert : Es zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung der Ladeanordnung und Fig. 2 eine schematische Darstellung der Ladeanordnung in Verbindung mit mechanischen und elektrischen Verbrauchern.
In Fig. 1 bedeuten--1 und 2--zwei Generatoreinheiten, die mittels einer Kupplung --3 -- mitein - ander zu einem Generator kuppelbar sind. Durch eine Handkurbel --4-- ist die Generatoreinheit-l- über ein Übersetzungsgetriebe --5-- antreibbar. --6-- bedeutet einen gasdichten Akkumulator, gemäss dem Ausführungsbeispiel einen Nickel-Kadmium-Akkumulator, der durch die mittels eines Schal- ters-7-in Serie oder parallel schaltbaren Generatoren --1 und 2-- aufladbar ist. --8-- bedeutet einen Gleichrichter, der verhindert, dass der Akkumulator bei Beendigung des Ladevorganges seinerseits die Generatoren als Motor antreibt. Der Gleichrichter könnte auch in Form eines Relais oder einfachen Handschalters ausgebildet sein.
Die beiden Steckkontakte --9-- dienen zum Anschluss an einen Verbraucher. Ausserdem gestatten sie, den Akkumulator durch eine fremde Stromquelle, beispielsweise durch das Netz, aufzuladen. Ein Schalter --10-- erlaubt die Abtrennung des Akkumulators --6--, so dass der Direktbetrieb der Generatoreinheiten --1 und 2-- mit andern Verbrauchern --11--, gegebenenfalls Akkumulatoren, über Steckkontakte --9-- möglich ist.
In Fig. 2 bedeuten --1 und 2-- die durch die Kupplung --3-- verbundenen Generatoren. Mittels Handkurbel--4-- werden über das Getriebe --5-- die Generatoren --1 und 2-- angetrieben. Hiebei verbindet die Kupplung --12-- den Generator --2-- mit dem mechanischen Verbraucher beispielsweise einem Scherkopf für Trockenrasierer.
- bedeutet einen gasdichten Akkumulator, gemäss dem Ausführungsbeispiel einen NickelKadmium-Akkumulator, der durch die mittels Schalter --7-- in Serie oder parallel schaltbaren Genera toren --1 und 2-- aufladbar ist. --8-- bedeutet einen Gleichrichter, der verhindert, dass der Akkumulator bei Beendigung des Ladevorganges seinerseits die Generatoren als Motore antreibt. Der Gleichrichter könnte auch in Form eines Relais oder einfachen Handschalters ausgebildet sein. Die beiden Steckkontakte --9-- dienen zum Anschluss an einen Verbraucher. Ausserdem gestatten sie, den Akkumulator durch eine fremde Stromquelle, beispielsweise durch das Netz, aufzuladen.
Ein Schalter --10-- erlaubt die Abtrennung des Akkumulators --6--, so dass der Direktbetrieb der Generatoren--1 und 2--mit andern Verbrauchern eventuell Akkumulatoren, über die Steck- kontakte --9-- möglich ist.
Mittels Schaltelementen sind eine Lampe --14-- und/oder ein Feueranzünder --15--einschalt- bar.
Durch das Schaltelement --16-- ist der Generator --2-- als Motor an den Akkumulator --6-- anschliessbar. Bei Betätigung des Schaltelementes --16-- trennt die Kupplung --3-- den Generator --1-- ab, und während die Kupplung --12-- den mechanischen Verbraucher ausschaltet, was beispielsweise durch Drehrichtungsumkehr bei Übergang von Motorbetrieb auf Generatorbetrieb und umgekehrt möglich ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ladeanordnung für einen gasdichten bzw. wartungsfreien Akkumulator und an diesen ange-
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der mit einem mechanischen Antrieb und einem Übersetzungsgetriebe versehene Ladegenerator für die Abgabe des 10- bis 100fachen Ladenennstromes des Akkumulators während der Hochleistungsperiode bemessen ist.