Akkumulator enbatterieladeeinrichtung. Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Akkumulatorenbatterieladeeinrichtung, speziell zweckmässig für Fernsprechanlagen.
Es ist schon bekannt, für Ladekontrolle bei Akkumulatorenbatterieladeeinrichtungen ein spannungsempfindliches Relais zu be nutzen, mittelst welchem die Einschal tung sogenannter Stark- bezw. Restladung in Abhängigkeit der Variationen der Batte riespannung bei verschiedenen Ladezustän den kontrolliert wird. Bei den gewöhnlichen Batterietypen erhält man, wie bekannt, bei Ladung eine stark steigende Polspannung der Batterie, und wenn die Batterie, wie dies der Fall ist bei vielen Verwendungsgebieten, zum Beispiel bei automatischen Fernsprech anlagen, in dem Betrieb während der La dung benutzt wird, so ist diese @Spannungs- variation mit beträchtlichen Nachteilen ver bunden.
Um dies zu beseitigen, hat man das Spannungsrelais mit zwei zusammenwirken- den Magnetisierungswicklungen versehen, welche beide eingeschaltet sind, wenn Ent ladung stattfindet, und hierbei die Span nungsgrenze herabsetzen, bei welcher das Relais anzieht und dadurch die starke La dung unterbricht. Diese Spannungsgrenze entspricht dann der höchsterlaubten Span nung der Batterie während des Betriebes.
Die starke Ladung wird wieder eingeschal tet beim Abfallen des Relais bei sinkender Spannung. Hier ist man jedoch auf eine Schwierigkeit gestossen, welche von den äu sserst kleinen Spannungsvariationen verur sacht wird, welche bei Entladung, zum Bei spiel bei einer Bleibatterie, auftreten, welche Variationen zu klein sind, um das Relais dazu zu bringen, bei gewünschtem Ent- ladezustand mit Sicherheit abzufallen. Des.
wegen hat man eine Zeitvorrichtung, zum Beispiel in der Formeines Thermokontaktes, eingeführt, welcher in gewissen Zeitab schnitten einen kurzen Augenblick das span- nungsempfindliche Relais kurzschliesst, wo bei dieses dazu gebracht wird, abzufallen, um darnach, falls die Batteriespannung noch genügend hoch ist, wieder angezogen zu wer den. (Vergleiche das schwedische Patent Nr. 81655.) Hierdurch erhält man sozusagen eine wiederholte Prüfung des Entladezustan- des der Batterie und Einschaltung starker Ladung, wenn solche erforderlich ist.
Vorliegende Erfindung ermöglicht nun die Herstellung einer vereinfachten Lade- kontrollvorrichtung, bei welcher ebenfalls eine vollständig zuverlässige Kontrolle des Ladezustandes einer Batterie erzielt werden kann, jedoch ohne alle besonderen Zeitvor richtungen, welche natürlich eine Komplizie- rung und eine Verteuerung der Vorrichtung bedeuten.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Akkumulatorenbatterieladeeinrichtung, wel che an eine Verbrauchsapparatur angeschlos sen ist und welche ein oder mehrere in Ab hängigkeit von der Verbrauchsapparatur stehende Kontakte und eine Ladekontroll- vorrichtung besitzt, welche ein spannungs empfindliches Kontrollrelais aufweist, wel ches Kontrollrelais mit einem den Ladestrom kontrollierenden Kontakt versehen ist.
Erfindungsgemäss ist das Kontrollrelais so angeordnet und ausgebildet, dass es in Ab hängigkeit von den von der Verbrauchsappa ratur gesteuerten Kontakten seinen Anker bei zwei alternativen, von dem Betriebszu stand der Verbrauchsapparatur abhängigen Batteriespannungsgrenzen anzieht und jedes mal, wenn die erwähnten Kontakte in Ab hängigkeit von der Verbrauchsapparatur ar beiten, seinen Anker loslässt, falls das Relais vorher erregt war.
Die beigefügte Zeichnung veranschau licht Ausführungsbeispiele einer Ladekon- trollvorrichtung gemäss der Erfindung.
In Fig. 1 wird ein Ladeaggregat schema tisch gezeigt, welches einerseits an ein Wech selstromnetz über einen Transformator T und einen Gleichi@i .hier L und anderseits an eine Akkumulatorenbatterie B und die Verbrauchsapparate, zum Beispiel ein auto- matisches Fernsprechamt, angeschlossen ist.
Ausser dem Transformator T und der Gleich richterbrücke L umfasst das Aggregat eine Drossel D und einen Kondensator C, welche zusammen einen bekannten Störungsschutz bilden, ferner zwei einstellbare Widerstände 11i und 1'1T_, von denen 1Ti für die Einstel lung der Ladestromstärke bei sogenannter starker Ladung und 12i zusammen mit 112 für Einstellung der Restladestromstärke be nutzt werden, und schliesslich zwei Relais KR und R, welche zusammen eine Lade kontrollvorrichtung bilden.
Der mit x be zeichnete Kontakt kann in der Wirklichkeit räumlich innerhalb von den Verbrauchsein richtungen oder aber beim Ladeaggregat an geordnet sein, und er steht in Abhängigkeit von den Verbrauchseinrichtungen und wird geschlossen, sobald diese in Anspruch genom men werden, bei einer Fernsprechanlage so mit sobald ein Anruf erfolgt, um wieder un terbrochen zu werden, wenn sich die Anlage wieder in Ruhestellung befindet. S bezeich net Sicherungen einer bekannten Type.
Das Kontrollrelais KR ist in folgender Weise angeordnet und dimensioniert: Das Relais ist mit zwei Magnetisierungswick- lungen I und II versehen, welche, wie die Abbildung angibt, einander entgegenwirkend geschaltet und so dimensioniert sind, dass bei gleichen Spannungen an den beiden Wick lungen die Amperewindungszahl der Wick lung II diejenige der Wicklung I über wiegt.
Die Wicklung I ist weiter so ab gepasst, d ass, wenn nur diese Wicklung stromführend ist, das Relais KR seinen An ker anzieht bei der einer vollgeladenen, nicht unter Entladung befindlichen Batterie ent sprechenden 3laximumspannung, zum Bei spiel 45 Volt.
Das Relais KR ist weiter so dimensio niert, dass, wenn dieselbe Spannung beiden Wicklungen aufgedrückt wird, das heisst wenn der x-Kontakt geschlossen ist, das Re lais anspricht, wenn die aufgedrückte Span nung einen Wert übersteigt, welcher der Maximumspanntmg der Batterie während des Betriebes, zum Beispiel 39 Volt, entspricht.
Die Spannungsgrenzen, bei denen die starke Ladung unterbrochen wird durch das Ansprechen des Kontrollrelais KB und damit das Abfallien dies Relais R, sind eomit, falls Entladung stattfindet, die höchsterlaubte Spannung der Batterie im Betriebe, zum Beispiel 39 Volt bei einer 36-Volt-Batterie, und, wenn keine Entladung stattfindet, die einer vollgeladenen Batterie entsprechende Spannung (45 Volt). Das bedeutet bei einem regen; Fernsprechbetrieb, praktisch genommen,.
dass die Batterie oft in starke Ladung ver setzt wird und dass Parallel- oder sogenann ter Pufferbetrieb zur Anwendung kommt, so lange die Batteriespannung unter der höch sten während des Betriebes erlaubten Span nung (39 Volt) liegt, was bekanntlich vor teilhaft ist. Der x-Kontakt wird bei grossem Fernsprechbetrieb in 24 Stunden sehr oft beeinflusst werden, und jedesmal findet durch das Kontrollrelais KB eine Prüfung der Batteriespannung statt.
Bei jedem Ein- und Ausschalten des Kontaktes x findet eine Ummagnetisierung des Relaiskernes statt, so dass das Relais, wenn es vor dem Arbeiten des Kontaktes x seinen Anker angezogen hielt, diesen jetzt fallen lässt, worauf das Relais erneut unter dem Einfluss der Batteriespannung arbeitet.
i Für eine automatische Fernsprechanlage be deutet dies, dass am Tage die Batteriespan nung nur selten mehr als unbedeutend unter die höchste beim Betrieb erlaubte Spannung sinkt, und dass die Batterie immer nachdem letzten Gespräch am Abend zur starken La dung eingeschaltet wird und also am Morgen vollgeladen und bereit zum Betrieb ist.
In Fig. 2 ist eine weitere Vereinfachung der Ladekontrollvorrichtung gegenüber der o jenigen in Fig. 1 ersichtlich, indem das Re- lais,R dadurchüberflüssig gemachtwordenist, dass sein Kontakt für die Einschaltung von starker Ladung direkt an dem Relais KR an gebracht ist. Im übrigen besteht kein Unter ; schied im Ladeaggregat gegenüber demjeni gen in Fig. 1.
In Fig. 3 ist das Relais KF mit einem Umschaltkontakt eersehen, welcher mit sei- nem Arbeitskontakt beim Ansprechen des Relais einen gewissen Teil III der Wick lung II kurzschliesst, wodurch das Relais in an sieh bekannter Weisse im hölheren Grade spannungsempfindlich gemacht wird bei Ab fallen.
Der Wicklungsteil III ist mit andern Worten eine Hilfswicklung für Ansprechen des Relais, welcher Teil bei vollendetem An sprechen kurzgeschlossen wird. Hierdurch wird das Abfallen des Relais bei einer Span nungsgrenze ermöglicht, welche sehr nahe an derjenigen Spannungsgrenze gelegen ist, bei welcher das Relais seinen Anker anzieht.
Es ist nämlich auf jeden Fall theoretisch denkbar, dass, nachdem die starke Ladung durch Anziehen des Kontrollrelais unter brochen worden ist, der x-Kontakt während eines so langen, ununterbrochenen- Zeitraumes in angezogener Lage verbleiben könnte, wo .durch kein Abfallen des Kontrollrelais er reicht wird, dass zufolge der anhaltenden Entladung die Spannung anfängt, unter die normale Spannung der Batterie zu sinken, wdlehe bei Bleibatterien sehr nahe an der Span nungsgrenze liegt, welche "aufgeladene Bat terie" bezeichnet (36 bezw. 39 Volt).
Durch Anordnung des Relais gR gemäss Fig, 3 kann man leicht ein sicheres Abfallen des Relais bei der niedrigeren dieser Grenzen und Ansprechen bei der obern erhalten.
In Fig. 4 wird nur angegeben, wie man den angegebenen x-Kontakt in Abhängigkeit von der Entladestromstärke anordnen kann, was zuweilen zweckmässiger sein kann, als denselben in direkter Abhängigkeit davon anzuordnen, ob die Verbrauchsapparate über hauet im Gebrauch sind oder nicht. Dies ge schieht gemäss Fig. 4 mittels eines Hilfsrelais HR, welches über einen in Serie zum Ent- ladestromkreis eingeschalteten Widerstand M eingeschaltet ist.
Die in dieser Abbildung nicht gezeigte Ladekontrollvorrichtung -wird gemäss irgendeiner der Fig. 1 bis 3 aus geführt.
Durch geeignete Wahl von Widerstand M und Relais HR kann man hier leicht erzie len, dass der x-Kontakt beeinflusst wird, so- bald kein Entladestrom fliesst bezw. bei ge wisser, bestimmter Entladestromstärke und sobald Entladung stattfindet bezw. bei ge wisser, bestimmter, höherer Entladestrom- stärke.
An Stelle des einen x-Kontaktes kann man natürlich mehrere zusammenwirkende Kontakte innerhalb verschiedener Teile der Verbrauchseinrichtung in der Weise anord nen, dass häufigere Spannungspriifungen er zielt werden.
Wie aus den Figuren und dem Obigen ersichtlich ist, ist die Ladekontrollvorrich- tung der allereinfachsten Art, in Fig. 2 be steht sie aus nur einem Relais mit einem Kontakt, welches in einer vollkommen zu friedenstellenden Weise als Spannungskon- trol:lorgan, ohne alle Extraorgane oder Hilfs relais fungiert.
Die beschriebene Ausbildung des Kon- trollrelais bringt ausserdem andere., wichtige Vorteile mit sich. Durch die häufige Um magnetisierung des Relaiskernes werden die jenigen Nachteile vermieden, welche durch die Remanenz des Kernes bei früher bekann ten Anordnungen entsprechender Art, wo das Relais nur eine oder zwei zusammenwirkende Wicklungen gehabt hat, immer verursacht wurden, und welche darin bestanden, dass die von Anfang an vorgesehene Spannungsgrenze mit zunehmendem Grad von Remanenz mehr und mehr verschoben worden ist auf eine für die Batterie gefährliche Weise.
Weiter wird mit diesen beschriebenen Vorrichtungen in einer einfachen Weise eine vollständige Temperaturkompensierung er möglicht, sowohl für die mit. der Temperatur variierenden Widerstandswerte der Ver brauchseinrichtungen als für die ebenfalls mit der Temperatur variierende Spannung der Batterie.
Eine solche Temperaturkompensie- rung wird hier leicht erzielt dadurch, dass ,die eine Wicklung des Kontrollrelais, nämlich Wicklung II, aus demselben Material und in derselben oder ähnlicher Weise ausgeführt wird wie die Magnetspulen in den Ver brauchseinrichtungen, während die Wicklung I aus einem Material mit einem Temperatur- koeffizient; welcher der Temperaturabhängig keit der Batterie entspricht, ausgeführt wird.