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Das Patent 1 215 802 bezieht sich auf eine Überwachungseinrichtung
für elektrische Akkumulatoren, bei welcher der Ladezustand des Akkumulators mit
Hilfe eines Amperestundenzählers angezeigt und gegebenenfalls der Ladevorgang gesteuert
wird und bei welcher außer dem Amperestundenzähler ein Ladezyklenzähler vorgesehen
ist sowie Vorrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe die Zählgeschwindigkeit
des Amperestundenzählers in Abhängigkeit von der Ladezyklenzahl veränderbar ist.
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Bei Akkumulatoren, beispielsweise bei Bleiakkumulatoren, nimmt die
Kapazität mit der Zahl der erfolgten Aufladungen und Entladungen ab mit Ausnahme
eines geringen Anstieges zu Beginn der Ingebrauchnahme des Akkumulators. Ein Amperestundenzähler
für die Anzeige des Ladezustandes eines Akkumulators zeigt somit nach einer gewissen
Gebrauchsdauer des Akkumulators den Ladezustand nicht mehr zutreffend an. Dieser
Nachteil wird durch den Gegenstand des Patents 1 215 802 behoben. Die vorliegende
Anmeldung hat eine Weiterbildung des Gegenstandes des Patents 1 215 802 zum Gegenstand.
Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen,
die eine weitere Verbesserung der Anzeigegenauigkeit ermöglicht und die mit so geringen
Abmessungen herstellbar ist, daß sie in einem Gehäuse untergebracht werden kann,
welches als Klemmbrett für eine Akkumulatorenbatterie verwendet werden kann.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß außer dem Ladezyklenzähler
ein Betriebskapazitätszähler vorgesehen ist und daß die Zählwerke über ein Getriebe
vom Zählermotor angetrieben werden.
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Vorzugsweise enthält der Antrieb für den Ladezyklenzähler ein auf
einer das Ladezyklenzählwerk antreibenden Welle drehfest angeordnetes Schaltrad
und einen auf dieser Welle schwenkbar angeordneten Schalthebel sowie einen den Schalthebel
in einer Endlage haltenden, um eine besondere Achse schwenkbaren Sperrhebel, wobei
eine vom Zählermotor angetriebene Vorrichtung mit zwei in dessen Bewegungsebene
schwenkbaren federbelasteten Hebeln vorgesehen ist, von denen einer in der einen
Motordrehrichtung den Schalthebel angreift und ihn in seine Endlage bringt, in der
er durch den Sperrhebel gehalten wird, während der andere Hebel in der entgegengesetzten
Motordrehrichtung den Sperrhebel angreift und damit den Schalthebel freigibt.
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Dabei kann der Schalthebel aus einem um die das Ladezyklenzählwerk
antreibende Welle schwenkbar angeordneten, federbelasteten Teil und einer an diesem
schwenkbar befestigten, in das Schaltrad eingreifenden Schaltklinke bestehen. Auf
der das Ladezyklenzählwerk antreibenden Welle kann außer dem Schaltrad ein Sperrad
angeordnet sein, in das eine federbelastete Sperrklinke eingreift, die um die gleiche
Achse wie der Sperrhebel schwenkbar ist.
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Der Sperrhebel und die Sperrklinke können je von einem Ende einer
ihre gemeinsame Achse umgebenden Schraubenfeder belastet sein. Die das Ladezyklenzählwerk
antreibende Welle und die Drehachse der vom Zählermotor angetriebenen Vorrichtung
verlaufen vorzugsweise parallel zueinander.
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Vorzugsweise umfaßt das Getriebe ein Triebrad, auf dessen Welle zwei
Schnecken angeordnet sind, von denen eine das Amperestundenzählwerk und gegebenenfalls
das Betriebskapazitätszählwerk und die andere das Ladezyklenzählwerk betätigt.
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Die Zähleinrichtung für die Ladezyklen umfaßt vorzugsweise ein auf
der das Ladezyklenzählwerk antreibenden Welle drehfest angeordnetes Schaltrad und
eine um diese Welle schwenkbare Buchse mit einem Arm und einer an diesem Arm schwenkbaren,
in das Schaltrad eingreifenden Schaltklinke, wobei die schwenkbare Buchse ein nur
auf einem Teil seines Umfanges mit Zähnen versehenes Rad trägt, das in eine vom
Zähler getriebene Schnecke eingreift.
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Dabei kann zur Erfassung der der Batterie insgesamt entnommenen Amperestundenzahl
eine auf der Welle des Betriebskapazitätszählwerkes drehbare, von der Schnecke über
ein Schneckenrad angetriebene Buchse vorgesehen sein, wobei die Welle eine drehfest
angeordnete, aber längs verschiebliche weitere Buchse trägt und wobei ferner beide
Buchsen an ihren gegeneinandergerichteten Stirnflächen eine derartige Kupplungsverzahnung
aufweisen, daß die auf der Welle des Betriebskapazitätszählwerkes drehfest angeordnete
Buchse in einer Drehrichtung von der drehbaren Buchse mitgenommen wird, während
die Verzahnungen in der anderen Drehrichtung aber aneinander vorbeigIeiten.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung an einigen Ausführungsbeispielen
näher erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Üb erwachungseinrichtung mit einem Zählermotor, einem von dem
Zählermotor angetriebenen Amperestundenmeßwerk sowie einem Meßwerk für die Betriebskapazitätsentnahme
und einem Ladezyklenzählwerk, F i g. 2 bis 5 Darstellungen eines verwendbaren Ladezyklenschaltwerkes,
Fig. 6 eine Ausführungsform eines als Gehäuse für die Überwachungseinrichtung dienenden
Klemmbretts für eine Akkumulatorenbatterie, F i g. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung mit einem im wesentlichen unter
Verwendung von Schnecken aufgebauten Getriebe, F i g. 8 eine Darstellung des bei
dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 7 verwendeten Ladezyklenschaltwerkes, F i g.
8 a und 8b Einzeldarstellungen des Schaltwerkes nach F i g. 8 und F i g. 9 und 10
die bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 verwendete Zählvorrichtung für die der
Batterie insgesamt entnommenen Amperestunden.
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In F 1 g. 1 ist mit 100 der Läufer des Zählermotors bezeichnet, welcher
über das Untersetzungsgetriebe 101 und die Schnecke 102 das Schneckenrad 103 antreibt.
Dieses Schneckenrad 103 treibt über das Schraubenrad 104 ein Potentiometer 105 für
ein Fernanzeigeinstrument, wie es beispielsweise in F i g. 3 des Hauptpatents dargestellt
ist. 106 ist eine Skalenscheibe oder Skalentrommel für die unmittelbare Ablesung
der in der Akkumulatorenbatterie zur Verfügung stehenden Amperestundenzahl. Über
die Kupplung 107 wird das Zählwerk 108 für die Anzeige der Betriebskapazitätsentnahme
nur in einer Drehrichtung angetrieben. Der Antrieb des Zählwerkes 108 erfolgt, wenn
die Akkumulatorenbatterie entladen wird. Bei Ladung der Batterie wird das Zählwerk
108 dagegen nicht angetrieben. Auf diesem Zählwerk 108 8 kann somit abgelesen werden,
welche Amperestundenzahl der Akkumulatorenbatterie
während ihrer
Lebensdauer insgesamt entnommen worden ist.
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Das Schneckenrad 103 treibt weiterhin über das Schraubenrad 109 und
die Welle 110 das Ladezyklenschaltwerk 111, welches im Zusammenhang mit den Fig.
2 bis 5 näher erläutert ist. Die Ausgangswelle 112 des Ladezyklenschaltwerkes 111
treibt das Ladezyklenzählwerk 113 dann, wenn ein Wechsel der Stromrichtung eintritt,
d. h. wenn von Ladung auf Entladung oder umgekehrt übergegangen wird. Diese Zählung
erfolgt mit Rücksicht darauf, daß die Lebensdauer einer Akkumulatorenbatterie unter
Umständen wesentlich von der Anzahl der Ladezyklen, d. h. von der Anzahl der Vollladungen,
abhängt, ohne Rücksicht darauf, wie weit die Batterie vorher entladen gewesen ist.
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In den F i g. 2 bis 5 ist mit 110 die Eingangswelle des Ladezyklenschaltwerkes
111 und mit 112 dessen Ausgangswelle bezeichnet. Die Ausgangswelle 112 treibt über
das Schraubenrad 122 das Schraubenrad 113', welches ein Zählwerk für die Anzahl
der Ladezyklen betätigt. Auf der Welle 112 ist drehfest ein Schaltrad 117 angeordnet.
Weiterhin ist auf der Welle 112 der Schalthebel 119 schwenkbar gelagert.
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Er besteht aus dem auf der Welle 112 schwenkbar gelagerten Teil 119a
mit dem Nocken 119b und 119c und trägt an einem Ende eine um einen Zapfen 119d schwenkbare
federbelastete Schaltklinke 119 e, welche in das Schaltrad 117 eingreift. Der Schalthebel
119 ist durch eine nicht dargestellte Feder belastet, durch welche er in seine in
Fig. 2 gezeigte Lage gebracht wird. Der Schalthebel 119 kann in die in F i g. 3
gezeigte Lage gebracht werden, in welcher er durch den Sperrhebel 120 verriegelt
wird. Dieser Sperrhebel 120 ist um eine Achse 121 schwenkbar. Er besitzt die beiden
Arme 120 a und 120 b. Wird der Schalthebel 119 in die in Fig. 3 gezeigte Lage gebracht,
so greift der Hebel 120a mit seinem Ende 120 c hinter den Nocken 119c des Schalthebels
119 und hält diesen in seiner Lage fest.
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Weiterhin ist auf der Welle 112 das in F i g. 4 gezeigte Sperrad
118 drehfest angeordnet. In das Sperrad 118 greift ein weiterer auf der Achse 121
schwenkbar gelagerter Sperrhebel 123 ein, welcher eine Rückdrehung der Welle 112
verhindert. Die Sperrhebel 120 und 123 werden durch eine nicht dargestellte Feder
belastet, welche die gemeinsame Achse 121 umgibt und auf die Hebel 120 und 123 mit
ihren beiden Enden einwirkt.
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Die Welle 110, welche von dem Zählermotor angetrieben wird, trägt
eine Scheibe 114, auf deren einer Seite der Hebel 115 um die SchraubeilSa schwenkbar
angeordnet ist. Die Schraube 115a hält eine Feder 115 c, welche sich auf dem Stift
115b abstützt und somit den Hebel 115 in die in F i g. 2 mit ausgezogenen Linien
gezeigte Lage zu bringen sucht.
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Auf der anderen Seite der Scheibe 114 ist ein Hebel 116 um die Schraubell6a
schwenkbar angeordnet (Fig. 3). Die Schraube 116a trägt eine Feder 116 c, welche
sich auf dem Stift 116 b abstützt und somit den Hebel 116 in die in Fig. 3 mit ausgezogenen
Linien dargestellte Lage zu bringen sucht.
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Bei Drehung der Welle 110 in der in F i g. 2 mit dem ausgezogenen
Pfeil 124 bezeichneten Drehrichtung greift der Hebel 115 mit seiner Nase 115 d hinter
den Nocken 119 b des Schalthebels 119 und dreht diesen Schalthebel 119 um seine
Lagerung auf der
Welle 112, wodurch das Schaltrad 117 in Richtung des Pfeiles 125
(Fig. 2) gedreht wird. Der Schalthebel 119 befindet sich dann in der in Fig. 2 mit
gestrichelten Linien gezeigten Stellung. In dieser Lage des Schalthebels 119 greift
das Ende 120c des Sperrhebels 120 hinter den Nocken 119 c des Schalthebels 119 und
hält diesen in dieser Lage fest (F i g. 3). Bei der weiteren Drehung der Welle 110
in Richtung des Pfeiles 124 (F i g. 2) berührt die Nase 115d des Hebels 115 den
Nocken 119b des Schalthebels 119 bei jeder Umdrehung nur leicht, ohne daß eine weitere
Schaltung bewirkt wird.
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Wird die Drehrichtung des Zählermotors 100 (F i g. 1) geändert, d.
h. erfolgt ein Wechsel von Batterieladung auf Batterieentladung, oder umgekehrt,
so erfolgt eine Drehung der Welle 110 in Richtung des Pfeiles 126 (F i g. 3). Dabei
greift der Hebel 116 mit seiner Nase 116 d den Arm 120 b des Sperrhebels 120 an
und schwenkt diesen in Richtung des Pfeiles 127 (F i g. 3). Dadurch wird auch der
Arm 120 a des Sperrhebels 120 in Richtung des Pfeiles 128 (F i g. 3) bewegt, wodurch
dessen Ende 120 c den Nocken 119c des Schalthebels 119 freigibt, wodurch dieser
durch eine nicht dargestellte Feder in seine in F i g. 2 mit ausgezogenen Linien
dargestellte Lage zurückgebracht wird. Bei der weiteren Drehung der Welle 110 in
Richtung des Pfeiles 126 (F i g. 3) berührt die Nase 116 d des Hebels 116 den Arm
120 b des Sperrhebels 120 jeweils nur leicht, ohne daß eine weitere Schaltung vorgenommen
wird.
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Wie sich aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt, wird eine Weiterschaltung
des Schaltrades 117 und damit eine Weiterbewegung des Schraubenrades 113' nur bei
einer Drehrichtungsumkehr der Welle 110 bewirkt, nämlich dann, wenn die Drehrichtung
entsprechend dem Pfeil 126 (F i g. 3) in die Drehrichtung entsprechend dem Pfeil
124 (Fig.2) geändert wird. Dadurch wird jeweils das in Fig. 1 angedeutete Ladezyklenzählwerk
113 um einen Schritt weitergeschaltet.
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F i g. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Klemmenleiste für eine
Akkumulatorenbatterie, die zur Aufnahme der beschriebenen tSberwachungseinrichtung
dient. Die Klemmenleiste 130 trägt an ihren Enden die Befestigungsklemmen 131 und
132 für die Lade- bzw. Entladekabel der Akkumulatorenbatterie.
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An die Klemmen 133 und 134 sind die Ausgangsklemmen der Akkumulatorenbatterie
angeschlossen.
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135 ist der Meßwiderstand für den Amperestundenzähler. In dem mittleren
erhöhten Teil 130a der Klemmleiste 130 ist die gesamte tÇberwachungseinrichtung
mit den Zählwerken 136, 137 und 138 und dem diese Zählwerke antreibenden Getriebe
sowie dem Zählermotor untergebracht. 136 ist das Zählwerk für die in der Batterie
zur Verfügung stehende Amperestundenzahl. 138 ist das Zählwerk für die der Batterie
insgesamt entnommene Amperestundenzahl und 137 ist das Zählwerk für die Anzahl der
Ladezyklen.
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Der Teili30a der Klemmleiste 130 enthält weiterhin ein zu dem Meßwiderstand
135 parallelgeschaltetes Potentiometer, welches in der beschriebenen Weise von Hand
oder selbsttätig in Abhängigkeit von der Anzahl der Ladezyklen verstellbar ist.
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Die Stellung dieses Potentiometers, welches beispielsweise in F i
g. 1 und 2 des Hauptpatents mit 20 bezeichnet ist, kann mit Hilfe der Anzeigeeinrichtung
139 sichtbar gemacht werden.
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Der Zählermotor kann in dem Teil 130 a der Klemmleiste 130 so angeordnet
sein, daß beispielsweise sein Läufer in der Nähe der Schmalseite 130b zu liegen
kommt. Der Motor kann einen permanenten Feldmagneten aufweisen, welcher im wesentlichen
entlang den Kanten 130 c, 130 d und 130 e verläuft und somit das Getriebe und die
Zählvorrichtungen sowie sämtliches Zubehör der Überwachungseinrichtung umschließt.
Es läßt sich auf diese Weise eine besonders günstige Raumausnutzung erreichen.
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Das beschriebene Getriebe wird vorzugsweise aus nicht magnetischem
Material hergestellt, beispielsweise aus Messing. Um eine starke Abnutzung, insbesondere
der Schaltnocken und Schaltnasen, zu vermeiden, sind diese Teile vorzugsweise hart
verchromt.
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In F i g. 7 ist mit 200 der Zählermotor bezeichnet, welcher über
das Ritzel 201, das Zahnrad 202, die Schnecke 203, das Schneckenrad 204 und die
Welle 205 die auf dieser Welle angeordnete Schnecke 206 treibt. Diese Schnecke 206
treibt das Schneckenrad 207, auf dessen Welle 208 die Schnecke 209 sitzt.
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Die Schnecke 209 treibt über das Rad 210 ein Potentiometer 211 an,
welches zur Fernanzeige verwendet werden kann.
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Die Schnecke 209 treibt weiterhin das Schneckenrad 212 an, welches
in der in Fig. 9 näher dargestellten Weise die Zählvorrichtung 213 für die der Batterie
insgesamt entnommenen Amperestunden treibt. Auf der Welle 208 sitzt eine in F i
g. 7 nicht dargestellte weitere Schnecke220 (Fig. 8 und 8a), welche das Schaltrad
221 für das Zyklenschaltwerk antreibt. Dieses Schaltrad 221 wird in der in F i g.
8 a gezeigten Lage durch eine Feder 222 gehalten und wird bei Drehung der Welle
208 und damit der Schnecke 220 je nach Drehrichtung um einen Winkel von 300 aus
seiner Ruhelage herausgedreht. Eine weitere Drehung erfolgt nicht, da das Schaltrad
221 nur zwei Zähne besitzt. Das Schaltrad 221 ist auf der schwenkbar gelagerten
Buchse 223 befestigt, die ihrerseits einen Arm 223 a trägt. Dieser Arm 223 a trägt
an seinem äußersten Ende eine Schraube 224, um welche die Sperrklinke 225 schwenkbar
ist. Die Sperrklinke 225 faßt in das Schaltrad 226, welches das Ladezyklenzählwerk
227 antreibt. 228 ist eine durch die Feder 229 belastete Sperrklinke, welche eine
Rückwärtsbewegung des Schaltrades 226 verhindert (Fig. 8b).
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F i g. 9 zeigt den Antrieb der Zählvorrichtung für die der Batterie
insgesamt entnommenen Amperestunden. Das Rad 212 (vgl. Fig. 7) sitzt auf der Buchse
230, welche auf der Welle 231 drehbar gelagert ist. Die Welle 231 weist an ihrem
in der Zeichnung rechten Ende einen Vierkant 231 a auf, auf welchem der Teil 232
aufgesteckt ist. Der Teil 232 und die Buchse 230 weisen an ihren einander gegenüberliegenden
Flächen eine Verzahnung 233 auf. Der Teil 232 wird durch die Feder 234 gegen die
Verzahnung der Buchse 230 gedrückt. Die Welle 231 trägt weiterhin ein Zahnrad 235,
in dessen Verzahnung die Feder 236 eingreift. Zahnrad 235 und Feder 236 bilden eine
Rücklaufsperre, welche eine Rückdrehung der Zählvorrichtung verhindert (Fig. 10).
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Bei Linksdrehung der Buchse 230 entsprechend dem Pfeil 237 wird der
Teil 232 durch die Verzahnung 233 mitgenommen. Er treibt über den Vierkant 231 a
die Welle 231 und damit das Zählwerk 213. Bei Drehung im entgegengesetzten Sinne
ver-
hindert die aus dem Zahnrad 235 und der Feder 236 bestehende Rücklaufsperre
eine Drehung der Welle 231, und es wird der Teil 232 gegen die Kraft der Feder 234
nach rechts verschoben, so daß die Zähne der Verzahnung 233 aneinander vorbeigleiten.