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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur überwachung der
Ladung einer Batterie, die von einem Generator über einen nachgeschalteten Gleichrichter
aufladbar ist, mit einer bei ausreichender Generatorspannung erlöschenden Signallampe
und mit einer an der Generatorspannung liegenden Steuerleitung für die Signallampe
mit einem auf Grund seiner Wänneausdehnung den Lampenstromkreis bei ausreichender
Generatorspannung unterbrechenden Hitzdraht, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
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Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise in der französischen
Patentschrift 1391328 beschrieben. Dort wird die Ladeüberwachungslampe über
ein an sich bekanntes thermisches Relais geschaltet, bei welchem der Hitzdraht an
einem unter der Wirkung einer Rückstellfeder stehenden beweglichen Schaltkontakt
angreift. Dieser Aufbau des thern-iischen Relais weist erhebliche Nachteile auf.
Zum einen ist bei dem bekannten thermischen Relais eine sehr genaue Justierung erforderlich,
um zu gewährleisten, daß der Schaltkontakt genau im eingestellten Arbeitspunkt,
d. h. bei Erreichen einer bestimmten Generatorspannung, öffnet, andererseits
aber auch rechtzeitig schließt. Zum anderen ist das Relais aus mehreren Gründen
störanfällig. Dies beruht beispielsweise darauf, daß der Hitzdraht stets unter der
Wirkung der Rückstellfeder für den Schaltkontakt steht, weshalb mit seinem frühzeitigen
Reißen zu rechnen ist. Außerdem wird das Relais bei einem Bruch der Rückstellfeder
unbrauchbar. Weiterhin ist eine Nachjustierung, die auf Grund der unverineidbaren
und infolge der Einwirkung der Rückstellfeder besonders großen Dehnung des Flitzdrahtes
unvermeidbar ist, nur mit Schwierigkeiten durchführbar. Schließlich sind noch der
relativ komplizierte Aufbau und die schwierige Montage des bekannten thermischen
Relais als nachteilig zu erwähnen.
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Die erwähnten Mängel sind auch bei einer weiteren, im deutschen Gebrauchsmuster
1909 061
beschriebenen überwachungseinrichtung für die Batterieladung zu erwarten,
da dort ebenfalls ein thermisches Relais Verwendung findet, bei welchem ein federbelasteter
Kontakt über einen Hitzdraht bewegt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine überwachungseinrichtung für
die Batterieladung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, zu schaffen, welche bei einfachem
Aufbau eine erhöhte Betriebssicherheit und leichte Justierbarkeit gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird bei einer überwachungseinrichtung der eingangs
erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hitzdraht mit seinen Enden
zwischen zwei feststehenden Trägem eingespannt ist und etwa in seiner Mitte ein
mit ihm bewegliches Kontaktstück trägt, welches mit einem feststehenden Kontaktstück
zur Bildung eines Schalters für die Signallampe zusammenwirkt.
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Es ist zwar durch die deutsche Auslegeschrift 1123 014 ein
durch Wärmewirkung des Verbraucherstromes betätigbarer Schnappfederschalter bekannt,
der gleichfalls im kalten Zustand der Blattfeder geschlossen ist. Bei diesem Schalter
muß jedoch bei Erwärmung die Blattfeder von ihrer z. B. nach unten durchgebogenen
Lage in eine nach oben gewölbte Lage springen. Dadurch ergibt sich eine hohe mechanische
Beanspruchung. Abgesehen davon ist es die Aufgabe dieses Schalters, ein ständig
wiederkehrendes, impulsförmiges Signal abzugeben, während - im Gegensatz
dazu - beim Erfindungsgegenstand ein Dauersignal bei anstehender Spannung
abgegeben werden soll.
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Infolge der direkten Anbringung des beweglichen Kontaktstücks auf
dem Hitzdraht und des Wegfalts einer Rückstellfeder ergibt sich eine erhebliche
Vereinfachung im Aufbau der überwachungseinrichtung. Neben dem Hitzdraht mit dem
beweglichen Kontaktstück sind lediglich die drei feststehenden Träger erforderlich.
Dabei können zusätzlich die beiden nicht geerdeten Träger zu einem Bauteil zusammengefaßt
werden. Darüber hinaus ermöglicht der erfindungsgemäße Aufbau eine einfache Justierung
des Schaltkontaktes, so daß eine Anpassung an die jeweiligen Schaltverhältnisse
ohne Schwierigkeiten möglich ist. Außerdem bedarf es bei der Montage nur einer relativ
geringen Sorgfalt, da der Hitzdraht zwischen seine beiden Träger lediglich fest
eingespannt werden muß; es ist dabei nicht erforderlich, bestimmte Toleranzen einzuhalten,
da die sich auf Grund unterschiedlicher Längen des Hitzdrahtes ergebende unterschiedliche
Auslenkung des beweglichen Kontaktstücks durch Verstellung des feststehenden Kontaktstücks
ausgeglichen werden kann. Schließlich ist durch den Wegfall der Rückstellfeder die
Störungsanfälligkeit erheblich vermindert.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß ein Teilstück des Hitzdrahtes
in den Stromkreis der Signallampe einbezogen ist. Dieses Teilstück kann zur Verbindung
der Signallampe mit der Masse dienen. Wegen des geringen, die Signallampe durchfließenden
Stromes wird der Hitzdraht nur unwesentlich erwärmt; ein öffnen des Schaltkontaktes
ist nicht möglich.
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Besonders günstig ist es, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung
einer der Träger geerdet und das feststehende Kontaktstück mit der andererseits
an die Batterie angeschlossenen Signallampe verbunden ist, da sich dann der Aufbau
vereinfacht. Dadurch wird nämlich eine zusätzliche Verbindungsleitung zwischen dem
Träger und der Erde eingespart.
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Das bewegliche Kontaktstück ist in Weiterführun"g der Erfindung als
zum Hitzdralit achsparalleler, längs geschlitzter Vollzylinder ausgebildet, welcher
auf den Draht aufgesetzt und mit diesem verklemmt ist. Ein derart ausgebildetes
Kontaktstück ist leicht zu montieren, und es entfallen sämtliche Justierarbeiten.
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Zweckmäßigerweise ist das feststehende Kontaktstück an einem Kontaktträger
gegenüber dem beweglichen Kontaktstück verstellbar befestigt. Auf diese Weise kann
sehr leicht die Generatorspannung eingestellt werden, bei der die Signallampe aufleuchten
bzw. erlöschen soll. Es muß nur der Abstand zwischen dem festen Kontaktstück und
dem beweglichen Kontaktstück passend gewählt werden.
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Die Träger für den Hitzdraht, der Kontaktträger des feststehenden
Kontaktstücks und ein Begrenzungswiderstand für den vom Generator kommenden Strom
können auch zu einer Einheit zusammengefaßt, und im Spannungsregler des Generators
angeordnet sein. Es können so wieder Verbindungsleitungen gespart werden, wodurch
die Einrichtung weniger störanfällig ist.
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An Hand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
erläutert. Hierbei zeigt F i g. 1 ein Schaltschema der Einrichtung,
F
i g. 2 eine Seitenansicht der Einrichtung und F i g. 3 eine Seiten-
und eine Stimansicht des beweglichen Kontaktstücks am Hitzdraht.
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In F i g. 1 bezeichnet 1 den Generator, 2 die Batterie,
3 den Spannungsregler und 4 die Signallampe.
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Die insgesamt mit 10 bezeichnete Einheit besteht aus einem
Begrenzungswiderstand 5 für den vom Generator 1 gelieferten Wechselstrom
und einem dazu in Serie geschalteten Hitzdraht 6, welcher mit seinem freien
Ende geerdet ist. Am Hitzdraht 6 ist, vorzugsweise in der Mitte, das bewegliche
Kontaktstück 7 befestigt, welches mit dem feststehenden Kontaktstück
8 zusammenwirkt. An dieses feststehende Kontaktstück 8 ist die Signallampe
4 angeschlossen. Die Enden 9, 9' des Hitzdrahtes 6 sind an Trägern
11, 12 so befestigt, daß der Draht 6 gespannt wird (s. F i
g. 2). Das feststehende Kontaktstück 8 ist verstellbar an einem Kontaktträger
13 angeordnet. Die Einheit 10 kann an einer beliebigen Stelle, beispielsweise
im Regler 3, untergebracht werden.
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Der Träger 12 für das Ende 9' des Drahtes 6 ist geerdet,
während die Träger 11 und 13 gegenüber dem Gehäuse isoliert sind.
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Das bewegliche Kontaktstück 7 ist als VoUzylinder ausgebildet,
welcher einen bis zur Mitte reichenden Schlitz 14 aufweist. Dieser Schlitz 14 dient
zum Aufsetzen und Verklemmen des Kontaktstücks 7 am Hitzdraht 6.
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Zur Einstellung des Arbeitspunktes der Einrichtung, d. h. der
Generatorspannung, bei der der Stromkreis der Signallampe 4 unterbrochen wird, ist
die Einstellung des festen Kontaktstücks 8 gegenüber dem beweglichen Kontaktstück
7 zu verändern.
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Als Werkstoff für die beiden Kontaktstücke 7, 8
und den Hitzdraht
6 dient Silber.
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Die Arbeitsweise der Anzeigeeinrichtung ist folgende: Wird der Schalter
T, beispielsweise das Zündschloß eines Kraftfahrzeugs, geschlossen, so fließt von
der Batterie 2 über den Schalter T ein Strom zur Lampe 4 und von dort über das feste
Kontaktstück 8, das bewegliche Kontaktstück 7, ein Teilstück des Hitzdrahtes
6, den Träger 12 und Masse zurück zur Batterie 2. Da zum Betrieb der Lampe
4 eine geringe Stromstärke genügt, wird der Hitzdraht 6 nicht wesentlich
erwärmt. Die Kontaktstücke 7 und 8 bleiben in Berührung, und die Lampe
4 leuchtet.
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Dreht sich der Fahrzeugmotor und mit ihm der Läufer des Generators
1, so erhöht sich mit zunehmender Drehzahl die vom Generator 1 abgegebene
Spannung.
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Es fließt jetzt ein Strom vom Generator über den Begrenzungswiderstand
5 und den Hitzdraht 6 zur Erde. Dadurch wird der Hitzdraht
6 erwärmt. Er dehnt sich aus, und bei einer bestimmten Generatorspannung,
welche dem Beginn der Aufladung der Batterie entspricht, löst sich das bewegliche
Kontaktstück 7 von dem feststehenden Kontaktstück 8. Dadurch wird
der Stromkreis für die Signallampe 4 unterbrochen, so daß diese erlischt.
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Da der Strom durch den Hitzdraht 6 immer fließt, bleibt der
Stromkreis für die Signallampe 4 so lange unterbrochen, bis die Spannung des Generators
unter einen bestimmten, zur Aufladung der Batterie nicht mehr ausreichenden Wert
absinkt. Dann hat sich der Hitzdraht 6 so weit abgekühlt und damit verkürzt,
daß das bewegliche Kontaktstück 7 wieder mit dem feststehenden Kontaktstück
8 in Berührung kommt. Dadurch wird der Stromkreis der Signallampe 4 geschlossen.
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Besonders zu erwähnen ist, daß der Einfluß schwankender Umgebungstemperaturen
weitgehend dadurch ausgeschaltet wird, daß der Hitzdraht 6 zur Trennung der
beiden Kontaktstücke 7, 8 auf etwa 200' C erhitzt werden muß. Ein
schnelles Ansprechen der Einrichtung auf Spannungsänderungen ist wegen der Abhängigkeit
der Wärmeausdehnung des Hitzdrahtes 6 vom Quadrat des ihn durchfließenden
Stromes, somit auch von der Generatorspannung, gewährleistet.
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Obwohl der Hitzdraht mit Wechselstrom gespeist wird, ist nicht mit
einer störenden Verschleppung von Wechselstrom in den Gleichstromkreis zu rechnen.
Eine derartige Verschleppung könnte nur dann eintreten, wenn die Kontaktstücke
7 und 8 sich berühren. In diesem Fall ist jedoch die vom Generator
abgegebene Wechselspannung, die zudem noch zu einem Großteil am Vorwiderstand
5 abfällt, derart gering, daß durch diese Wechselspannung eine Störung im
Gleichstromkreis nicht zu befürchten ist. Außerdem ist der Widerstand der Lampe
4 im Vergleich zum Widerstand des zwischen der Masse und dem beweglichen Kontaktstück
7 liegenden Teilstücks des Hitzdrahtes 6 und der anschließenden Leitung
derart hoch, daß die gegebenenfalls in den Gleichstromkreis gelangende Wechselspannung
erheblich unter einer im Hinblick auf Störungen ohne weiteres el zulässigen Grenze
bleibt.