Elektrolytischer Zähler, insbesondere zur Überwachung von Eraftwagenbatterien.
Die Erfindung bezieht sich auf Elektro lytzähler, vorzugsweise f r die Überwachung von Kraftwagenbatterien. Sie hat die Aufgabe, einen möglichst kleinen und wohlfeilen Zähler zu schaffen, der einfach in der Herstellung ist und dem rauhen Fahrbetrieb standhält.
Es sind schon verschiedene Zähler zur Überwachung des Lade-undEntladezustan- des von Batterien bekannt geworden.
Der erfindungsgemässe Zähler zeichnet sich dadurch aus, daB er eine beiderseits durch Gitterelektroden abgegrenzte Elektro- lytkammer aufweist, deren beide der Elek- trolytkammer abgewendeten Gitterseiten durch einen eine Anzeigefl ssigkeit enthaltenden Rohrbogen verbunden sind.
In der Zeichnung sind Ausführungsbei- spiele der Erfindung dargestellt.
Das Zellengefäss 1 des Elektrolytzählers besteht aus einem dickeren Schenkel 2 und einem dünneren Schenkel 3, die durch Erüm- mer 4, 5 miteinander verbunden sind. Im dickeren Schenkel befindet sich die Elektro- liytkammer 6, die an beiden Enden durch Gitterelektroden 7, 8 begrenzt ist. In dem Schenkel 3 befindet sich eine Anzeigeflüssig- keit 9, die die gleiche sein n. kann, wie der Elektrolyt. Sie kann aber auch aus Quecksilber bestehen oder besonders gefärbt sein.
Bei Verwendung einer klaren Anzeigeflüssigkeit wird in der bei Elektrolytzählem bekannten Weise hinter dem Rohr ein schwarzer Strich auf weissem Grund, ein weiBer Strich auf schwarzem Grund oder auch ein farbiger Strich angebracht, der dann, soweit das Rohr mit Flüssigkeit gefüllt ist, in ent sprechender Verbreiterung erscheint. Der brige Teil des. Gefϯes l ist mit "Wasserstoffgas gefüllt. Als' Elektrolyt wird die bei Wasserstoffelektrolytzählern bekannte Flüssigkeit verwendet. Auch werden die Elektro- den in der bei diesen Zahlern bekannten Weise hergestellt t und behandelt. LÏngs des Rohres 3 kann eine Skala angebracht werden, für die meist eine ganz grobe Teilung genügen dürfte.
Es genügt aber auch eine einzige Tarte an der der Entladung einer Batterie eines Fahrzeuges entsprechenden Stelle. Unter Umständen kann das ganze Ge fäss mit Ausnahme dieserStelleabgedeckt sein, damit man mit einem kleinen Fenster auskommt und die Zelle mögliehst allseitig kapseln kann. Die Gitterelektrode 7 ist über den Vorwiderstand 10, zu dem in bekannter Weise zwecks Berücksichtigung des AVir kungsgrades der Batterie ein Gleichrichter 11 mit Vorwiderstand 12 parallel geschaltet ist, an das eine Ende des Nebenwiderstandes 13 angeschlossen,während das andere Ende die ses Widerstandes mit der Elektrode 8 verbunden ist.
Ist der Nebenwiderstand 13 getrennt vom Zähler, z. B. in unmittelbarer NÏhe der Batterie untergebracht, während sich der Zähler am Schaltbrett befindet, dann wird man zweckmässig, mie gestrichelt angedeutet. dem Zähler selbst noch einen be- sonderen. vorzugsweise einstellbaren Nebenwiderstand 14 parallel schalten.
Der ZÏhler arbeitet folgendermassen :
Die dargestellte Lage nimmt die Anzeigeflüssigkeit bei vollkommen entladener Bat terie ein. Wird die Batterie geladen, dann fliesst in der Zelle 1 ein Strom von der Elektrode e 7 nach der Elektrode 8. Dadurch wird der Wasserstoff von der linken Seite nach der rechten Seite geschafft und die Anzeige- flüssigkeit 9 wird mehr und mehr aus dem Schenkel 3 nach links gedrängt. Da der Gleichric. lter 11. bei dieser Stromrichtung sperrt, wird der Vorwiderstand 10 voll wirksam.
Bei der Entladung der Batterie fliesst in der Zelle 1 der Strom von der Elektrode 8 nach der Elektrode 7, und der Wasserstoff wird jetzt von rechts nach links geschafft, mit der Folge, dass sieh das Rohr 3 mehr und mehr mit der Anzeigeflüssigkeit 9 füllt.
Da der Gleichrichter 11 in dieser Richtung den Strom durchlässt, fliesst auch noch durch den Widerstand 12 Strom. Der Rücktransport des Wasserstoffes findet deshalb schon nach einem kleineren Stromumsatz statt als der Wasserstofftransport bei der Ladung.
Durch entsprechende Einstellung der WiderstÏnde kann demgemäss leicht der Wirkungsgrad der Batterie berücksichtigt werden.
Die Gitter 7 und 8 lassen sich ohne weiteres so engmaschig machen, da¯ die Flüssig keibsmeniskem auch bei starken Fahratossen ein Ausbreten des Elektrolyts verhüten. Auch nehmen diese Flüssigkeitsmenisken ohne wei- teres die durch Temperaturschwankungen hervorgerufenen Volumenänderungen des Elektrolyts auf, insbesondere weil der Ausdehnungskoeffizient des Elektrolyts verhältnismässig klein ist. Schwierigkeiten w rden sich nur dann ergeben, wenn von Anfang an im Elektrolytraum eine gewisse Gasmenge vorhanden wäre. Das Gas w rde sich aber leicht durch entsprechendes Kippen, Sch tteln oder dergl. der Zelle austreiben lassen.
Auch könnte man es durch elektrolytischen Transport aus der Elektrolytkammer entfernen. Wenn einmal nach der Anfangseinstellung die Elektrolytkammer von Gas frei ist, bleibt sie es auch während des Fahrbetriebes.
Um auf die Entladung der Batterie aufmerksam zu maohen, können an dem Schenkel 3 mit einem Signalstromkreis verbundene Kontakte 15, 16 angebracht werden, von denen sich der Kontakt 16 an jener Stelle des Schenkels ä befindet, die die Anzeigeflüssigkeit 9 nach der Entladung der Batterie oder kurz vorher erreicht. Der Signalstromkreis kann ein optisches oder akustisches Signal betÏtigen. Unter Umständen können mehrere Signalkontakte, z. B. ein Vor-und ein Hauptkontakt verwendet werden, die je nach dem Entladungsgrad verschiedene Signale betätigen.
In Fig. 2 und 3 hat die Elektrolytkammer 6 einen Überlauf 17. Der r ¯berlauf erleichtert wesentlich das Entleeren des Gases aus der Elektrolytkammer. Auch kann man Zähler mit derartigem tberlauf verwenden, um nur die Entladung bezw. nur die Ladung der Batterie zu iiber- wachen, indem man jeweils nach der Ent ladung der Batterie und dem Einsetzen einer geladenen Batterie, bezw. jeweils nach dem Aufladen einer Batterie durch Kippen den Zähler in den Anfangszustand zurückbringt.
Die Gitterwand beim ¯berlauf 17 kann ohne Schwierigkeiten derart hochgezogen werden, dass auch bei FahrstöBen der Elektrolyt nicht iiberlauft. Ein gelegentliches, geringfügiges ¯berlaufen ist aber unschädlich, weil dadurch die Messung nicht beeinträchtigt wird. denn der Messmeniskus liegt auf der nicht mit ¯berlauf versehenen Elektrolytkammerseite. Auch Temperaturschwankungen und die dadurch bedingten Volumenänderungen des Elelctrolytes sind bei Vorhandensein eines tlberlauLes ohne EinfluB auf das Arbeiten der Zelle, und zwar auch dan, n, wenn in dem Elektrolytraum etwas Gas vorhanden sein sollte.
Die Zellen nach Fig. 1 bis 3 sind so ausgeführt. daB auch dann, wenn die Batterie voll aufgeladen ist und noch weiter mit Ladestrom beschickt wird, Fehlanzeigen vermieden werden. Denn nach der Vollaufladung ist die Anzeigeflüsaigkeit 9 aus dem Schenkel 3 nach links gewandert, und wenn nun von der Elektrode 8 weiter Gas nachgeschoben wird, dann kann dieses in Blasenform in dem 'Krummer 4 hochsteigen. Der MeBmeniskus bleibt dabei an der gleichen Stelle. Es wird sich empfehlen, den Zähler so anzuordnen, daB er bei jeder Entladung und Ladung der Batterie zwangsläufig eingeschaltet bleibt.
Er kann also z. B. für die Fälle, in denen die Batterien zwecks Ladung aus dem Wagen herausnenommen werden, im Batteriekasten eingebaut sein und man kann dann durch Signalkontakte den Entladezustand anzeigen ilassen oder den Zähler so anordnen, da¯ sein MeBmeniskus von auflen sichtbar bleibt.
Ist der Zähler nicht im Batteriekasten eingebaut und bei der Ladung nicht mit eingeschaltet, wird also beispielsweise die Batterie ausserhalb des Wagens geladen oder jeweils nach der Entladung durch eine neue ersetzt, dann kann man den Zähler mit einem Stecker anschluB versehen und sein Anzeigemittel jeweils nach dem Einsatz einer neuen Batterie in die Au'sgangslage zur ckzubringen. Um ganz harte Store fernzuhalten, kann man die Zelle oder ihr Gehäuse auf Puffer, z. B. auf Gummi, setzen.
Um das Ausfliessen des Elektrolyts durch die Gitterwände der Kam- mer bei heftigen StöBen zu unterdrücken, wird die Elektrolytkammer mit Glas-oder Quarzwolle, Glas-oder Quarzsplittern gefüllt, oder die Kammer wird durch mehrere Zwischengitter unterteilt, wie z. B. in Fig. 2 und 3 (Zwisehengitter 78), oder ein-oder mehrfach kapillar eingeschnürt. Dadurch wird dem Elektrolyt grossenteils die Bewe- gungsfreiheit genommen. Die Stosse werden mehr oder weniger gleichzeitig dem ganzen Elektrolyt an-allen Stellen übertragen, so, dass also der Elektrolyt auch raschen Bewegun- gen des Gefϯes folgen kann, ohne auszufliessen.
Auch wird dadurch das Fliissigkeits- volumen der Elektrolytkammer verringert, so dass die durch Temperaturschwankungen hervorgerufenen Volumenänderungen des Elektrolyts nicht ins Gewicht fallen. Unter Umständen kann auch der die Anzeigeflüs- sigkeit enthaltende SchenkeL mit Dämpfungs- vorrichtungen versehen sein.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel bietet unter anderem folgende Vorteile :
Der überaus kleine Zähler lässt sich auch bei beschränktem Raum leicht an der Batterie, am Schaltbrett und an andern Stellen des. Fahrzeuges unterbringen. Er istwegenaei- ner Meinen Masse und wegen seiner kleineren Hebelarme viel widerstandsfähiger gegen die Fahrstosse als andere bekannte Batteriezähler, arbeitet aber trotzdem sehr genau.
Obwohl die Seitenwände der Elektrolytkammer durchbrochen sind, weil sie aus (Titterelektroden bestehen, wird ein Auslaufen oder Verdrän- gen des Elektrolyts durch Fahrstösse, Temperaturschwankungen usw. zuverlässig verhütet, weil die den Eammerinhalt abgrenzenden Menisken wie elastische Häutchen federn, sich ausbauchen und zusammenziehen können. Der Zähler ist einfach und billig in der Herstellung. Er kann durch Abgleichen der Widerstände bequem den verschiedenen Batteriearten angepasst werden. Da bewegliche Teile fehlen, ist er auch nicht dem Ver schleiss unterworfen.
Er ist auch unempfind- lich gegen Schrägstellen, z. B. bei Berg-und Talfahrt des Wagens oder bei ungeschickter Montage.
Electrolytic meters, in particular for monitoring vehicle batteries.
The invention relates to electrolyte counters, preferably for monitoring vehicle batteries. Its task is to create a meter that is as small and inexpensive as possible, which is easy to manufacture and can withstand rough driving conditions.
Various counters for monitoring the charge and discharge status of batteries have already become known.
The meter according to the invention is characterized in that it has an electrolyte chamber delimited on both sides by grid electrodes, both sides of which grid sides facing away from the electrolyte chamber are connected by a pipe bend containing a display liquid.
Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.
The cell vessel 1 of the electrolyte meter consists of a thicker leg 2 and a thinner leg 3, which are connected to one another by means of Erüm- mer 4, 5. In the thicker leg there is the electrolyte chamber 6, which is delimited at both ends by grid electrodes 7, 8. In the leg 3 there is a display liquid 9, which can be the same as the electrolyte. But it can also consist of mercury or be specially colored.
When using a clear display liquid, a black line on a white background, a white line on a black background or a colored line is applied behind the tube in the manner known from electrolyte meters, which then, as far as the tube is filled with liquid, is widened accordingly appears. The remaining part of the. Vessel 1 is filled with hydrogen gas. The liquid known from hydrogen electrolyte meters is used as the electrolyte. The electrodes are also produced and treated in the manner known from these meters. Along the tube 3, a Scale are attached, for which a very rough graduation should usually be sufficient.
A single tart at the point corresponding to the discharge of a vehicle battery is also sufficient. Under certain circumstances, the entire vessel with the exception of this point can be covered so that a small window can be used and the cell can be encapsulated on all sides. The grid electrode 7 is connected to the series resistor 10, to which a rectifier 11 with series resistor 12 is connected in parallel in a known manner in order to take into account the AVir efficiency of the battery, to one end of the shunt resistor 13, while the other end of this resistor with the electrode 8 is connected.
If the shunt resistor 13 is separated from the counter, e.g. B. housed in the immediate vicinity of the battery, while the counter is on the switchboard, then it is useful, indicated by dashed lines. the meter itself has a special one. preferably connect adjustable shunt resistor 14 in parallel.
The counter works as follows:
The position shown takes the display liquid when the battery is completely discharged. When the battery is charged, a current flows in cell 1 from electrode e 7 to electrode 8. This moves the hydrogen from the left side to the right side and the display liquid 9 flows more and more out of the leg 3 pushed to the left. Since the equiv. If 11. blocks in this current direction, the series resistor 10 is fully effective.
When the battery is discharged, the current flows in cell 1 from electrode 8 to electrode 7, and the hydrogen is now moved from right to left, with the result that tube 3 fills more and more with display liquid 9.
Since the rectifier 11 lets the current through in this direction, current also flows through the resistor 12. The return transport of the hydrogen therefore takes place after a smaller amount of electricity than the transport of hydrogen during charging.
Accordingly, the efficiency of the battery can easily be taken into account by setting the resistors accordingly.
The grids 7 and 8 can easily be made so close-meshed that the liquid keibsmeniskem prevent the electrolyte from burning out even with strong drivers. These liquid meniscuses also readily absorb the changes in volume of the electrolyte caused by temperature fluctuations, in particular because the expansion coefficient of the electrolyte is comparatively small. Difficulties would only arise if a certain amount of gas were present in the electrolyte compartment from the start. The gas could easily be expelled by tilting, shaking or the like of the cell.
It could also be removed from the electrolyte chamber by electrolytic transport. Once the electrolyte chamber is free of gas after the initial setting, it remains so during driving.
In order to pay attention to the discharge of the battery, contacts 15, 16 connected to a signal circuit can be attached to the limb 3, of which the contact 16 is located at that point on the limb that shows the display liquid 9 after the battery has been discharged or reached shortly before. The signal circuit can activate an optical or acoustic signal. Under certain circumstances, several signal contacts, e.g. For example, a pre-contact and a main contact can be used, which actuate different signals depending on the degree of discharge.
In FIGS. 2 and 3, the electrolyte chamber 6 has an overflow 17. The overflow makes it much easier to empty the gas from the electrolyte chamber. You can also use counters with such an overflow to only bezw. only to monitor the charge of the battery by checking each time after the battery has been discharged and a charged battery has been inserted. returns the counter to its initial state by tilting it after a battery has been charged.
The grid wall at overflow 17 can be pulled up without difficulty in such a way that the electrolyte does not overflow even when driving. An occasional, slight overflow is harmless, because it does not affect the measurement. because the measuring meniscus lies on the electrolyte chamber side that is not provided with overflow. Temperature fluctuations and the resulting changes in the volume of the electrolyte do not have any influence on the functioning of the cell if there is an excess, even if some gas should be present in the electrolyte space.
The cells of FIGS. 1 to 3 are designed in this way. that even when the battery is fully charged and the charging current continues to be charged, false displays are avoided. Because after the full charge, the display liquid 9 has migrated from the leg 3 to the left, and if further gas is now pushed in by the electrode 8, then this can rise up in the bend 4 in the form of bubbles. The MeBmeniscus remains in the same place. It is advisable to arrange the meter in such a way that it inevitably remains switched on each time the battery is discharged or charged.
So he can z. B. for the cases in which the batteries are taken out of the car for the purpose of charging, be built into the battery box and you can then display the discharge status through signal contacts or arrange the counter so that its MeBmeniskus remains visible from the outside.
If the meter is not installed in the battery box and is not switched on when charging, for example if the battery is charged outside the car or replaced with a new one after it has been discharged, the meter can be provided with a connector and its display means according to the Use a new battery to bring it back to its original position. In order to keep out very hard store, you can put the cell or its housing on buffer, e.g. B. on rubber.
In order to suppress the outflow of the electrolyte through the lattice walls of the chamber in the event of violent bumps, the electrolyte chamber is filled with glass or quartz wool, glass or quartz splinters, or the chamber is divided by several intermediate grids, e.g. B. in Fig. 2 and 3 (intermediate grid 78), or one or more times constricted capillary. This largely deprives the electrolyte of its freedom of movement. The impacts are transmitted more or less simultaneously to the entire electrolyte at all points, so that the electrolyte can also follow rapid movements of the vessel without flowing out.
This also reduces the liquid volume of the electrolyte chamber, so that the changes in the volume of the electrolyte caused by temperature fluctuations are of no consequence. Under certain circumstances, the leg containing the display liquid can also be provided with damping devices.
The exemplary embodiment described offers the following advantages, among others:
The extremely small counter can easily be accommodated on the battery, on the dashboard and in other parts of the vehicle, even if space is limited. Because of my mass and because of its smaller lever arms, it is much more resistant to driving jolts than other known battery meters, but it still works very precisely.
Although the side walls of the electrolyte chamber are perforated because they are made of titre electrodes, leakage or displacement of the electrolyte due to driving bumps, temperature fluctuations, etc., is reliably prevented because the menisci delimiting the contents of the chamber can spring, bulge and contract like elastic membranes. The meter is simple and cheap to manufacture. It can easily be adapted to the different types of batteries by adjusting the resistances. Since there are no moving parts, it is not subject to wear and tear.
It is also insensitive to inclinations, e.g. B. when driving up and down the car or with clumsy assembly.