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Gerät zur Speisung eines Verbrauchers mit Überwachungseinrichtung
In elektrischen Anlagen und Geräten werden in großem Umfange Überwachungseinrichtungen,
beispielsweise in Form von Strommessern, Spannungsmessern, Sicherungen und überstromautomaten,
die ein etwaiges Herausfallen erkennen lassen, sowie Schaulampen u. dgl. verwendet.
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So ist z. B. unter anderem eine Ladeschaltung für Batterien mit Spannungsbegrenzung
unter Verwendung von spannungsabhängigen Widerständen bekanntgeworden, bei der ein
solcher zwischen Transformator und Gleichrichter angeordneter Widerstand mit Hilfe
eines Spannungsprüfrelais in Abhängigkeit von der Batteriespannung ein- bzw. ausgeschaltet
werden kann. Die Wicklung des Spannungsprüfrelais liegt hierbei unter Vorschaltung
einer Sperrzelle und eines Regelwiderstandes an den Batterieklemmen.
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Weiter ist bereits eine Schutzvorrichtung für stromrichtungsabhängige
Apparate beschrieben worden, bei der parallel zu einer im Hauptstromkreis liegenden
Unterbrechungseinrichtung eine Glühlampe und mit dieser in Reihe eine Spule eines
selbsttätigen Schalters liegt, wobei durch das Brennen der Glühlampe angezeigt ist,
daß der Stromkreis richtig gepolt ist und daß in dem Stromkreis keine Unterbrechung
besteht, also beispielsweise keine Sicherung durchgebrannt, sondern alles in Ordnung
ist.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Speisung eines getrennt
anschließbaren Verbrauchers, insbesondere einer Batterie, aus einem Wechselstromnetz
mit einer neuartigen Überwachungseinrichtung. Ein derartiges Gerät, das einen Transformator
und einen Gleichrichter enthält, wird nach der Erfindung so ausgeführt, daß eine
aus dem Netz gespeiste Überwachungseinrichtung, die ihrerseits nicht, d. h. auch
nicht nur von einem Teil des Verbraucherstromes durchflossen wird, aber einen auch
dem Hauptstromkreis angehörigen Leitungsabschnitt aufweist, in dem eine Sicherung
liegt, in einen über ein Ventil an denTransformator angeschlossenen Nebenstromkreis
gelegt wird, so daß sie nach dem Anschalten des Geräts an das Netz dessen Betriebsbereitschaft
anzeigt.
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Ein derartiges Gerät zeichnet sich dadurch aus, daß ein in der Überwachungseinrichtung
enthaltenes Anzeigeelement, beispielsweise eine Anzeigelampe, unmittelbar drei Funktionen
übernehmen kann, und zwar 1. die Feststellung einer falschen Polung, 2. den Ausfall
einer Sicherung oder eines überstromautomaten sowie 3. eine Überwachung, ob tatsächlich
eine Speisung mit Netzspannung erfolgt. Infolge des Umstandes, daß die Sicherung
in einem sowohl dem Hauptkreis wie dem Überwachungskreis angehörigen Zweig liegt,
also der Anzeigekreis beim Ansprechen der Sicherung gleichfalls unterbrochen wird,
wird durch das Verlöschen beispielsweise der Signallampe auf jede Störung aufmerksam
gemacht. Beim normalen Betrieb wird hingegen der Signalstromkreis gespeist, so daß
durch das Brennen der Anzeigelampe der einwandfreie Zustand kenntlich gemacht wird.
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Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Batterieladegerät mit
einer einphasigen Brückenschaltung an Hand der Zeichnung erläutert. In Fig. 1 bezeichnen
1 und 2 die Klemmen des Geräts für den Anschluß des Wechselstromnetzes. Von diesen
Klemmen wird über den Transformator 3 ein Gleichrichter 4 mit den in Brückenschaltung
angeordneten Ventilen 4 a bis 4 d gespeist. Dieser Gleichrichter ist
über die Leitung 5 an die Klemme 6 und über die Leitung 7 an die Klemme
8 angeschlossen. Die Klemmen 6 und 8 dienen zum Anschluß der zu ladenden
Batterie. In der Leitung 7 liegt die Abschmelzsicherung 9 bzw. ein automatischer
überstromschalter. Von der Sekundärwicklung 3 b des Transformators 3 ist an den
Anschlußpunkten 3 b' und 3 b" die Spannung für den Signalstromkreis abgenommen.
Dieser Signalstromkreis verläuft von der Klemme 3 b' über das Gleichrichterventil
10, die Anzeigeeinrichtung 11,
die Sicherung 9 und das Gleichrichterventil4a
zurück zur linken Endklemme der Sekundärwicklung 3 b des Transformators 3.
Der
Transformator 3 ist primärseitig und sekundärseitig mit Anzapfungen versehen, welche
unter Benutzung der Umschalter 12 bzw. 13 wahlweise benutzt werden können, um das
Batterieladegerät an verschiedene Netzspannung anschließen zu können bzw. auf der
Sekundärseite Batterien mit verschiedenen Spannungen speisen zu können.
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Die beschriebene Schaltung hat die folgende Wirkung: Ist das Gerät
gleichstromseitig noch nicht an seinen Klemmen 6 und 8 an die Batterie angeschlossen,
jedoch mit seinen Klemmen 1 und 2 an das Wechselstromnetz angeschlossen, so wird
bereits der Signalstromkreis gespeist von der Sekundärwicklung des Transformators
3, der in der angegebenen Weise über das Gleichrichterventil 10 und die Anzeigeeinrichtung
11 verläuft. Das Batterieladegerät zeigt dann an dieser an, daß es ordnungsgemäß
an das Wechselstromnetz angeschlossen ist und für einen ordnungsgemäßen Anschluß
der Batterie an die Klemme 6 und 8 vorbereitet ist. Wie bereits angeführt, verläuft
nämlich der Signalstromkreis über die Sicherung 9, so daß durch das Aufleuchten
der z. B. als Anzeigeeinrichtung benutzten Lampe 11 auch angezeigt wird, daß die
Sicherung in der Speiseleitung zu der Anschlußklemme 8 des Geräts sich in ordnungsgemäßem
Zustand befindet. Es ist weiterhin aus der Schaltung zu erkennen, daß für den Fall,
daß die Batterie, die bekanntlich normalerweise mit ihrer Plusklemme an die Plusklemme
6 des Ladegeräts anzuschließen ist, falsch gepolt werden würde, indem sie mit ihrer
Plusklemme an die Minusklemme 8 des Geräts angelegt werden würde, ein geschlossener
Stromkreis über die Sicherung 9 und die Ventile der Brückengleichrichteranordnung
4 hergestellt wird. Auf diese Weise kann in diesem Stromkreis ein relativ hoher
Strom auftreten, der lediglich durch die Widerstände der Ventile des Gleichrichters
4 in Durchlaßrichtung und den Innenwiderstand der Batterie begrenzt ist. Dieser
führt zu einem Durchbrennen der Sicherung 9 oder Öffnen des an deren Stelle benutzten
Automaten. Durch das Durchbrennen der Sicherung 9 bzw. Ausschalten des Automaten
ist aber der über das Ventil 10 und die Anzeigeeinrichtung 11
verlaufende
Signalstromkreis unterbrochen worden, so daß die Lampe, die vor dem Anschluß der
Batterie mit falscher Polung geleuchtet hat, nunmehr erloschen ist und auf diese
Weise dem Bedienenden anzeigt, daß eine Fehlschaltung entstanden war. An sich würde
nun die Batterie mit ihrer falschen Polung immer noch auf die Anzeigeeinrichtung
wirken können, wenn nicht, wie es durch das Gleichrichterventil 10 erreicht ist,
eine Speisung der Anzeigeeinrichtung 11 durch dieses Ventil gesperrt sein würde.
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Die an dem Batterieladegerät benutzte Anzeigeeinrichtung kann verschiedener
Art sein. Sie kann in einem Anzeigeinstrument bestehen in Form eines Zeigerinstrumentes
oder einer Fallklappeneinrichtung. Sie kann auch durch eine Lichtquelle gebildet
werden. Schließlich kann an die Stelle einer solchen optischen Einrichtung auch
eine akustische Einrichtung treten. Gegebenenfalls können auch zvud Anzeigeeinrichtungen
verschiedener Art gleichzeitig an dem Batteriegerät benutzt sein. d. h. eine solche
optischer und eine solcher akustischer Art. Eine dieser Anzeigeeinrichtungen kann
dabei gegebenenfalls auch mittelbar über ein Relais gespeist werden, welches an
dem Batterieladegerät mit zwei besonderen Anschlußklemmen für eine von dem Batteriegerät
räumlich getrennt anzuordnende Anzeigeeinrichtung anderer Art verbunden ist.
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In dem weiteren Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Anwendung
der Erfindung in Verbindung mit einem Batterieladegerät gezeigt, in welchem eine
Einweggleichrichterschaltung benutzt ist. Für die einander in beiden Figuren entsprechenden
Schaltungsteile sind in der Fig. 2 die gleichen nur durch einen Strich ergänzten
Bezugszeichen wie in Fig. 1 beibehalten worden.
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Es wird also von den Wechselstromklemmen 1' und 2' über den Transformator
3' und den Ladegleichrichter 4' sowie die Abschmelzsicherung bzw. den Überstromautomaten
9' an den Klemmen 6' und 8' der Verbraucher bzw. die zu ladende Batterie
gespeist. 11' bezeichnet die in Reihe mit einem Ventil 10' liegende Anzeigeeinrichtung.
Der über die Anzeigeeinrichtung 11' verlaufende Signalstromkreis ist an die
Leitung 7' zwischen der Sicherung 9' und dem Ladegleichrichter 4' angeschlossen.
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Die Arbeitsweise der Schaltung ist folgen: Ist das Gerät gleichstromseitig
noch nicht über die Klemmen 6' und 8' mit der zu ladenden Batterie verbunden, jedoch
auf den Klemmen 1' und 2' an das Wechselstromnetz angeschlossen, so wird der Signalstromkreis
bereits von der Sekundärwicklung 3' des Transformators über die Sicherung
9' und das Ventil 10' gespeist, d. h., er zeigt an, daß das Batterieladegerät
ordnungsgemäß vom Wechselstromnetz gespeist wird. Da die Sicherung 9' in den Signalkreis
mit einbezogen ist, wird von der Signaleinrichtung 11' auch überwacht, daß sie in
Ordnung ist.
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Wird die Batterie richtig, d. h. ihre Plusklemme mit Klemme 6' des
Ladegeräts und ihre Minusklemme mit Klemme 8' des Ladegeräts verbunden, so
wird der ordnungsgemäße Betriebszustand durch 11' angezeigt. Wird die Batterie
jedoch mit falscher Polung angeschlossen, d. h. die Plusklemme mit der Klemme
8'
des Ladegeräts und die Minusklemme mit der Klemme 6' des Geräts
verbunden, so fließt über 3', 9'
und 4' ein Gleichstrom, der nur durch den
ohmschen Widerstand von 3' und den Widerstand in Durchlaßrichtung von
4' getrennt ist. Da beide vernachlässigbar klein sind, spricht die Sicherung
an, und der Signalstromkreis mit Ventil 10' und 11' ist für die Einspeisung von
3' unterbrochen. Die Batterie, die an 6' und 8' falsch gepolt angeschlossen ist,
kann den Signalkreis wohl speisen, aber da das Ventil 10' in Sperrichtung
an der Batteriespannung liegt, begrenzt das Ventil mit seinem Widerstand in Sperrichtung
den Strom so, daß die Signaleinrichtung 11' nicht ansprechen kann.