DE19930402B4 - Stromversorgungseinrichtung mit einem Akkumulator zur Speisung eines elektrischen Antriebs eines Lastträgers für Personen - Google Patents

Stromversorgungseinrichtung mit einem Akkumulator zur Speisung eines elektrischen Antriebs eines Lastträgers für Personen Download PDF

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Stromversorgungseinrichtung mit einer Einheit (10), die einen Akkumulator hat, dessen Ladezustand überwacht wird. Bei einem ersten Grenzwert der Ladung wird eine optische und/oder akustische Meldung erzeugt, die auf die Notwendigkeit der Nachladung hinweist. Bei Unterschreitung eines weiteren Grenzwerts der Ladung, der einer für die Verbraucherversorgung kritischen Ladungsmenge zugeordnet ist, wird ein Schalter (20) zwischen der Minuselektrode des Zellenstapels und dem Pol (14) des Akkumulators selbsttätig geöffnet. Geschlossen wird der Schalter (20) zeitgesteuert über Impulse, die nach Einschalten des Verbrauchers über Steueranordnungen (34, 38) an den Pol (24) gelangen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromversorgungseinrichtung mit einem Akkumulator für die Speisung eines elektrischen Antriebs eines Lastträgers für Personen nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.
  • In der DE-PS 1 513 105 ist eine Vorrichtung zum Überwachen, Anzeigen und Abschalten von Akkumulatoreinheiten der oben genannten Art beschrieben. Die Vorrichtung umfasst eine Mess- und Schalteinrichtung, die eine die Grenze der Normalentladung erfassende Messeinrichtung, einen von ihr gesteuerten, beim Erreichen der Grenze ansprechenden und nach Ablauf einer Verzögerungszeit den Verbraucher von der Akkumulatorbatterie trennenden Schaltungsbaustein und einen andere Messungen infolge hoher Entladungsstöße vor Erreichen der Grenze der Normalentladung überbrückenden Schaltungsbaustein aufweist.
  • Zu der Messeinrichtung ist anzumerken, dass sie die Betriebsspannung des Akkumulators und den durch die Größe des Akkumulator-Entladestroms an einem Strommessshunt verursachten Spannungsabfall misst. Beide Werte werden transistorisch verglichen und steuern gemeinsam die Messeinrichtung. Diese lässt bei einem vorbestimmten Entladezustand des angeschlossenen, zu überwachenden Akkumulators ein Schaltrelais zum Abfallen kommen, wenn dessen Haltespannung zu gering geworden ist.
  • Da die Akkumulatorspannung auch bei einer kurzzeitigen Entnahme eines hohen Stroms unterhalb eines vorbestimmten Wertes fallen kann, der zum Abfallen des Relais führt, ist der überbrückende Schaltungsbaustein vorgesehen, so dass die Last auch während des Abfalls des Relais noch mit dem Akkumulator verbunden ist. Hat der zu überwachende Akkumulator tatsächlich den zu überwachenden Entladezustand erlangt, so wird durch eine Signallampe der Zustand "Batterie entladen" angezeigt.
  • Sollte der Ladezustand des Akkumulators bereits einen Zustand erreicht haben, dass nach Entnahme hoher Entladungsströme die Akkumulatorspannung nicht über den vorbestimmten Entladezustand hinausgeht, wird der Verbraucher nach Ablauf einer Verzögerungszeit durch den trennenden Schaltungsbaustein von dem Akkumulator abgetrennt. Dieser Zustand wird zudem durch eine Signallampe „Fahrmotor abgeschaltet" angezeigt.
  • Aus Obigem ergibt sich, dass der Akkumulator im Stillstand durch einen in der Messeinrichtung angeordneten Spannungsteiler zur Messung der Batteriespannung und zusätzlich durch eine in der Messeinrichtung angeordnete Strommesseinrichtung zur Messung des Akkumulatorstroms belastet wird. Ferner leuchtet im unbelasteten Zustand auch die Signallampe, die den Zustand "Batterie entladen" und die weitere Signallampe, die den Zustand „Fahrmotor abgeschaltet" anzeigt. Sollte der Akkumulator über einen langen Zeitraum nicht genutzt werden, können diese Belastungsströme dazu führen, dass die Bateriespannung unter einen für eine störungsfreie Aufladung maßgebenden Mindestwert absinkt.
  • In der DE-A-41 01 614 wird eine Batterieschutzeinrichtung für eine Autostereoanlage beschrieben. Dabei ist eine Entladungs-/Detektierungseinrichtung vorgesehen, die den Entladezustand einer Batterie eines Kraftfahrzeugs detektiert. Eine untere Batteriegrenzspannung wird detektiert, die eine untere Grenzspannung zum Anlassen einer Brennkraftmaschine des Fahrzeugs ist. Die Stromversorgung einer Autostereoanlage wird dann abgeschaltet, wenn das Entladen der Batterie detektiert und die Batteriespannung auf die untere Grenzspannung verringert wird. Auch bei dieser Batterieschutzeinrichtung wird die Batterie im unbenutzten Zustand durch Entladungs-/Detektiereinrichtungen sowie eine Warneinrichtung belastet, die den Zustand der Entladung der Batterie anzeigt. Ein Absinken der Batteriespannung unter einen für eine störungsfreie Aufladung maßgebenden Mindestwert ist auch bei dieser Schaltungsanordnung nicht ausgeschlossen.
  • Batteriegetriebene Motoren werden wegen der Abgasfreiheit und geringen Geräuschentwicklung für ortsveränderliche Geräte wie Fahrzeuge insbesondere in geschlossenen Räumen häufig benutzt. Für die Einsatzbereitschaft eines solchen Geräts ist eine ausreichende Ladung des Akkumulators notwendig. Bei zu starker Entladung arbeiten die Antriebe nicht mehr. Durch Tiefentladung können bei manchen Akkumulatoren auch Schädigungen entstehen. Wenn mit der Aufladung erst begonnen wird, nachdem die Antriebe aufgrund zu schwacher Energiezufuhr nicht mehr arbeiten, treten nicht nur Verzögerungen bei den auszuführenden Aufträgen auf, sondern unter Umständen auch Schäden am Akkumulator. Dies trifft ins besondere auf die aufladbaren Batterie-Gel-Zellen zu. Die Ausgangsspannungen dieser Zellen dürfen nicht unter einen bestimmten Wert abfallen, da andernfälls bei einem Wiederaufladen ein Kurzschluss mit der Folge auftritt, dass die Batterie zerstört wird.
  • Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Stromversorgungseinrichtung der zuvor genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass bei Auftreten eines für den einwandfreien Betrieb eines Verbrauchers nicht ausreichenden und für den Akkumulatorbetrieb ohne Gefährdung nicht unterschreitbaren Ladezustandes oder einer von diesem Ladezustand abhängigen Größe wie Akkumulatorspannung verhindert wird, dass die Ausgangsspannung des Akkumulators unter einen für eine störungsfreie Aufladung maßgebenden Mindestwert absinkt.
  • Das Problem wird bei einer Stromversorgungseinrichtung mit einem Akkumulator erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Der erste Ladezustand kann so bemessen sein, dass die Akkumulatorladung für eine bestimmte Anzahl von Tätigkeiten oder eine bestimmte Betriebsdauer für die Versorgung mit einem entsprechenden Strom ausreicht. Eine sofortige Ladung bzw. eine Unterbrechung der jeweils durchgeführten Arbeit ist beim Auftreten der Meldung dann nicht notwendig. Beim Erreichen des weiteren Ladezustands wird die Stromversorgung zu dem oder den Verbrauchern unterbrochen. Eine Tiefentladung, die vielfach nicht erwünscht ist, kann dann nicht mehr über einen äußeren Stromkreis stattfinden.
  • Gemäß der Erfindung ist eine weitere Schaltungsanordnung, z.B. ein Komparator zur Festellung des Erreichens oder Unterschreitens eines weiteren Ladezustandes vorgesehen. Dieser Ladezustand wird über eine am Ausgang des Akkumulators auftretende Spannung gemessen. Diese Spannung soll nicht unterschritten werden, da dann das Wiederaufladen des Akkumulators einen Kurzschluss und damit eine Zerstörung des Akkumulators bewirken kann. Wenn der Weitere Ladezustand, d. h. eine dem weiteren Ladezustand entsprechende Spannung anliegt, spricht die weitere Schaltungsanordnung an, wodurch ein Schalter nichtleitend gesteuert wird, wodurch Schaltungsanordnungen zur Erfassung erster und zweiter Ladezustände, die größer sind als der von der weiteren Schaltungsanordnung überwachte Ladezustand, von dem Akkumulator abgetrennt werden. Ferner werden akustische und/oder optische Signalge ber von dem Akkumulator getrennt sowie ein zwischen einem Pol des Akkumulators und einer Anschlussstelle an einer Akkumulatoreinheit für den elektrischen Antrieb angeordneter Schalter nichtleitend gesteuert. Durch die automatische Abschaltung des Akkumulators bei der kritischen Ausgangsspannung von beispielsweise 12,6 V wird verhindert, dass die Ausgangsspannung unter den für eine störungsfreie Aufladung maßgebenden Mindestwert auch bei längerem Stillstand der Anordnung nicht absinkt.
  • Der optische und/oder akustische Signalgeber wird bei eingeschaltetem, von Hand betätigtem Schalter bei Unterschreiten des weiteren Ladezustands abgeschaltet. Für das Abschalten ist der von der weiteren Steueranordnung nichtleitend steuerbare Schalter vorgesehen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind Werte für den ersten und den weiteren Ladezustand oder der von diesen abhängigen Größen in der Anordnung einstellbar. Die Werte können daher den jeweiligen Gegebenheiten wie Akkumulatorkapazität bzw. den angeschlossenen Verbrauchern, soweit deren Leistungsbedarf z. B. bekannt ist, angepasst werden.
  • Vorzugsweise ist der Akkumulator eine Batterie-Gel-Zelle. Da Batterie-Gel-Zellen nicht unter einen bestimmten Grenzwert entladen werden dürfen, ohne dass beim Aufladen Schäden auftreten, stellt die erfindungsgemäße Stromversorgung sicher, dass der kritische Grenzwert im Betrieb der Batterie-Gel-Zelle nicht unterschritten wird.
  • Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist der jeweilige Ladezustand des Akkumulators mittels Messung der Spannung an den Polen bestimmbar. Die Ausgangsspannung des Akkumulators sinkt unterhalb einer gewissen Ladung ab, so dass die Größe der vorhandenen Ladung relativ einfach über die Spannung bestimmt werden kann.
  • Insbesondere ist bei einer maximalen Akkumulatorspannung von 25 V die dem ersten Ladezustand entsprechende Spannung mit 21,6 V vorgegeben. Im Bereich zwischen 25 V und 21,6 V arbeitet die Batterie-Gel-Zelle normal, d. h. die Batterie ist ausreichend hoch geladen. Vorzugsweise ist bei der maximalen Akkumulatorspannung von 25 V die dem weiteren Ladezustand entsprechende Spannung mit 12,6 V vorgegeben. Die Batterie-Gel-Zelle wird somit beim Absinken der Spannung auf 12,6 V bzw. darunter von dem oder den angeschlossenen Verbrauchern automatisch abgetrennt, indem der Schalter geöffnet wird.
  • Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform ist die Anordnung für die Feststellung des Vorliegens eines für den Betrieb von Verbrauchern noch ausreichenden und/oder für den Akkumulatorbetrieb unkritischen zweiten Ladezustands, der kleiner als der erste aber größer als der weitere Ladezustand ist, bzw. einer vom zweiten Ladezustand abhängigen Größe wie Spannung des Akkumulators ausgebildet, wobei im Bereich zwischen dem ersten und zweiten Ladungszustand ein alternierendes akustisches Signal und im Bereich zwischen dem zweiten und weiteren Ladezustand ein akustisches Dauersignal von der Anordnung erzeugbar ist. Bei dieser Ausführungsform werden in Abhängigkeit vom Ladezustand, der auch über die von ihm abhängige Größe festgestellt werden kann, verschiedene akustische Meldungen erzeugt, denen jeweils unterschiedliche Dringlichkeiten für die Aufladung des Akkumulators zugeordnet sind. Das Dauersignal weist auf eine dringliche Aufladung bzw. einen nur noch geringen Ladungsvorrat hin.
  • Insbesondere ist die dem zweiten Ladezustand entsprechende Größe 19V. Im Spannungsbereich zwischen 21,6 und 19 V ist noch Energie für den Betrieb von Verbrauchern vorhanden, wenngleich der Dauerton auf die Abschaltung der Batterie bei Fortdauer der Belastung hinweist.
  • Zweckmäßigerweise ist ein optischer Signalgeber vorgesehen, der bei Feststellung eines zwischen dem ersten und dem weiteren oder einem dritten, über den weiteren Ladezustand vorhandenen Ladezustands Blinklicht erzeugt.
  • Es werden also eine Reihe von Meldungen in Abhängigkeit von verschiedenen Ladezuständen des Akkumulators erzeugt, um die Aufmerksamkeit für einen Aufladevorgang hervorzurufen.
  • Es ist günstig, wenn wenigstens der zwischen dem einen Akkumulatorpol und der Anschlussstelle für Verbraucher an der Akkumulatoreinheit angeordnete Schalter schließt und mittels eines Zeitgebers betätigbar ist, der beim Anstoßen durch eine über wenigstens einen angeschalteten Verbraucher zugeführte Akkumulatorspannung den Schalter nach einer eingestellten Zeitdauer öffnet, wenn nicht fortwährend neue Impulse von Verbraucher über eine Anschlussstelle gelangen. Bei dieser Ausführungsform ist an der Anschlussstelle bzw. – klemme für wenigstens einen Pol eines Verbrauchers für eine gewisse Zeit nur dann eine Spannung vorhanden, nachdem ein Verbraucher, z. B. ein Motor, über einen beispielsweise von Hand betätigten Schalter an den Akkumulator angeschlossen ist. Da eine der beiden Anschlussstellen bzw. -klemmen der Akkumulatoreinheit nur bei einem eingeschalteten Verbraucher Spannung führt, sonst aber spannungslos ist, werden Kurzschlüsse, z. B. während des Transports, vermieden.
  • Besonders günstig ist es, wenn die Schalter im Akkumulatorgehäuse und die Anordnung zur Messung und zum Vergleich des Ladezustand oder der von diesem bestimmten Größe mit Grenzwerten und die Steueranordnung in CMOS-Technik ausgebildet sind. Der Stromverbrauch der Steuer- und Überwachungsstromkreise ist daher relativ gering.
  • Die Stromversorgungseinrichtung ist für die Energieversorgung eines Lastträgers für Personen vorgesehen. Mit der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung erübrigt sich der Netzanschluss des Lastträgers, der auch zu Stellen bewegt werden kann, an denen kein Netzanschluss vorhanden oder weit entfernt ist. Komplizierte Einrichtungen zum Auf- und Abwickeln von elektrischen Leitungen sind nicht mehr nötig. Durch die automatische Abschaltung lässt sich Strom sparen, so dass der Akkumulator nicht mehr so oft geladen werden muss. Weniger Ladezyklen bewirken eine längere Lebensdauer des Akkumulators. Es wird rechtzeitig gemeldet, wenn eine Nachladung des Akkumulators erforderlich ist.
  • Weitere Einzelheiten Vorteile der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen und den diesen zu entnehmenden Merkmalen -für sich und/oder in Kombination,- sondern auch aus der folgenden Beschreibung eines in einer Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels.
  • Es zeigen:
  • 1 eine Stromversorgungseinrichtung mit einem Akkumulator für Verbrauche wie elektromotorische Antrieb im Schema,
  • 2 nähere Einzelheiten der in 1 dargestellten Stromversorgungseinrichtung im Blockschaltbild.
  • Eine Stromversorgungseinrichtung für elektrische Verbraucher weist einen Akkumulator auf, der als Einheit mit 10 bezeichnet ist und der in einem nicht näher bezeichneten Akkumulatorgehäuse mit einer Anordnung 12 zur Feststellung bzw. Messung des Ladezustands oder einer vom Ladezustand abhängigen Größe verbunden ist, deren Betrag einen Rückschluss auf die im Akkumulator 10 vorhandene Ladungsmenge ermöglicht. Die Anordnung 12 ist in 1 nur schematisch dargestellt. Die Anordnung 12 enthält weiterhin eine in 1 nicht dargestellte Einrichtung zur Überwachung bzw. zum Vergleich des Ladezustands bzw. der vom Ladezustand abhängigen Größe mit Grenzwerten der Ladungsmenge, die vorgegeben bzw. eingestellt sind. Kern der Akkumulatoreinheit 10 ist ein als Batterie-Gel-Zelle 18 ausgebildeter Akkumulator. Die Gel-Zelle 18 wird im Folgenden auch als Akkumulator 18 bezeichnet.
  • Die Akkumulatoreinheit 10 enthält einen positiven Pol 14 und einen negativen Pol 16 für den Anschluss externer Verbraucher. Der negative Pol 16 ist über einen Schalter 20, der Lastschalter für den Verbraucherstrom ist, mit dem negativen Ausgang der Batterie-Gel-Zelle bzw. Akkumulator 18 verbunden. Der Schalter 20 befindet sich ebenfalls im Akkumulatorgehäuse. Ein Anschluss 24 am Akkumulatorgehäuse ist mit einem Steuereingang eines Zeitgebers 22 verbunden, zu dem der Schalter 20 gehört. Der Zeitgeber 22 befindet sich im Akkumulatorgehäuse. An den Pol 14 und den Pol 16 ist jeweils über Leitungen 26, 28 ein Verbraucher 30 angeschlossen. Bei dem Verbraucher 30 handelt es sich vorzugsweise um die Steuerung bzw. den Antrieb eines Lastträgers für Personen. Ein solcher Lastträger ist z. B. in der DE 42 25 851 A1 beschrieben. Er enthält einen elektromotorischen Antrieb für eine Trommel, die zum Auf- und Abwickeln eines Gurts bestimmt ist.
  • Im Lastträger 30 bzw. Verbraucher ist ein Schalter 32 vorhanden, mit dem der Lastträger bzw. Verbraucher 30 ein- und ausschaltbar ist. Bei einer ersten alternativen Steuerung, die in 2 gestrichelt gezeichnet ist, ist an den verbraucherseitigen Ausgang des Schalters 32 eine Steueranordnung 34 angeschlossen, die über eine Leitung 36 mit dem Anschluss 24 verbunden ist. Die Steueranordnung 34 gibt nach dem Anlegen der Betriebsspannung ein Einschaltsignal bzw. Einschaltimpulse an den Anschluss 24 und weist z. B. ein RC-Glied mit einem Widerstand und einem Kondensator auf. Der Schalter 20, z. B. ein MOS-Feldeffekttransistor, wird z. B. von einer Ansteuereinheit 38, die anstelle der Zeitgebersteuerung vorhanden ist, von dem Einschaltsignal bzw. den Einschaltimpulsen leitend gesteuert. Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Einschaltimpulsen bleibt der Schalter 20 leitend, d. h. die Steueranordnung 34 gibt ihre Impulse für eine gewisse Zeit ab, die länger dauert als eine Abfallzeit. Nach dem Öffnen des Schalters 32 und der Entladung des Kondensators werden keine Einschaltimpulse bzw. -signale mehr erzeugt. Der Schalter 32 und die Steueranordnung 34 können gemeinsam in einem nicht dargestellten Gehäuse angeordnet sein. Es ist auch möglich, die Steueranordnung 34 innerhalb des Akkumulatorgehäuses, z. B. an der mit 40 bezeichneten Stelle anzuordnen. Im letzteren Fall ist der Anschluss 24 mit der an der Stelle 40 im Gehäuseinneren angebrachten Steuerschaltung verbunden, an die die Steuerelektrode des MOS-Feldeffekttransistors 20 bzw. kontaktlosen Schalters angeschlossen ist.
  • An den Schalter 32 ist ein Anschluss einer Ansteuerschaltung 42 angeschlossen, mit der ein Antriebsmotor 44 für einen Personenlastträger verbunden ist. Die Ansteuerschaltung 42 ist mit dem anderen Anschluss über die Leitung 28 mit dem Pol 16 verbunden. Eine Spannungsüberwachungsschaltung 46 ist zu der Ansteuerschaltung 42 parallel gelegt. Ein nicht näher bezeichneter Steuereingang der Ansteuerschaltung 42 ist mit einem Teiler 48 verbunden, an den ein Richtungsschalter 50 für die Einstellung der Drehrichtung des Motors 44 angeschlossen ist. Ein Ausgang des Teilers ist mit dem Anschluss 24 verbunden und ersetzt die Steueranordnung 34 und die Ansteuereinheit 38, d. h. über den Teiler 48 wird der Zeitgeber 22 angestoßen. Nach Ablauf der eingestellten Zeit, z. B. einigen Minuten, öffnet der Zeitgeber 22 den Schalter 20, wenn nicht weitere Impulse vom Teiler 48 kommen, so dass der Verbraucher 30 stromlos wird, d. h. der Zeitgeber 22 hat die Funktion eines "nachtriggerbaren Monoflops." Die Zeitdauer ist auf die maximale Dauer eines Hebe- bzw. Absenkvorgangs abgestimmt.
  • Die Anordnung 12 im Akkumulatorgehäuse enthält eine erste Schaltungsanordnung 52, z. B. einen Komparator, mit dem die in der Zelle bzw. dem Akkumulator 18 vorhandene Ladungsmenge bzw. der Ladungszustand auf Erreichen oder Unterschreiten eines ersten Ladungszustands bzw. einer ersten Ladungsmenge überwacht wird. Die Ladungsmenge wird bei der dargestellten Ausführungsform durch eine von ihr abhängige Größe, nämlich die Ausgangsspannung der Zelle 18 festgestellt bzw. gemessen. Bei einer Batterie-Gel-Zelle von maximal 25 V Ausgangsspannung wird eine einer Ausgangsspannung von 21,6 V entsprechende erste Ladungsmenge auf Erreichen oder Unterschreiten überwacht. Solange diese Ladungsmenge nicht erreicht ist, besteht keine Gefahr, dass die Ladung für den Betrieb des Verbrauchers 30 nicht mehr ausreicht bzw. dass ein gefährlicher Entladungszustand eintritt. Durch die erste Schaltungsanordnung 52 ist ein z. B. kontaktloser Schalter 54 betätigbar, an den ein Pulser 56 mit nachgeschaltetem akustischen Signalgeber 58 bzw. piezoelektrischer Geber angeschlossen ist. Stellt die Schaltungsanordnung 12 fest, dass die der ersten Ladungsmenge entsprechende Spannung von 21,6 V erreicht oder unterschritten worden ist, schließt sie den Schalter 54, worauf ein alternierendes akustisches Signal erzeugt wird, das auf die Notwendigkeit einer Aufladung der Zelle 18 hinweist. Die Schaltungsanordnung 52 ist über einen Schalter 60, auf den unten noch näher eingegangen wird, mit dem Pol 14 verbunden.
  • Eine zweite Schaltungsanordnung 62, z. B. ein Komparator, ist zu der ersten Schaltungsanordnung 52 parallel gelegt. Die Schaltungsanordnung 62 betätigt einen kontaktlosen Schalter 64, der dem Pulser 56 vorgeschaltet ist. Mit der Schaltungsanordnung 62 wird die Ladung in der Zelle 18 auf Erreichen oder Unterschreiten eines zweiten Grenzwertes überwacht. Dieser zweite Grenzwert wird durch Messung der entsprechenden Ausgangsspannung der Zelle 18 festgestellt. Die Ausgangsspannung, die bei dem zweiten Grenzwert auftritt, ist 19 V. Im Bereich zwischen 21,6 V und 19 V Ausgangsspannung kann der Verbraucher 30 mit ausreichender Ladung einwandfrei arbeiten. Eine Aufladung der Zelle 18 ist bei verminderter Ladung, die bei Ausgangsspannungen kleiner als 21,6 V in der Zelle 18 vorhanden ist, zu empfehlen.
  • Wenn die Ausgangsspannung 19 V erreicht oder unterschreitet, schließt die Schaltungsanordnung 62 den Schalter 64, wodurch der Signalgeber 58 zur Erzeugung eines akustischen Dauersignals angeregt wird. Diese Meldung soll darauf aufmerksam machen, dass bei fortgesetztem weiteren Betrieb mit einer Unterbrechung der Stromabgabe zu rechnen ist, weshalb eine Aufladung der Zelle 18 notwendig ist.
  • Eine weitere Schaltungsanordnung 66, z. B. ein Komparator, die zur Zelle 18 parallel geschaltet ist, dient zur Feststellung des Erreichens oder Unterschreitens eines weiteren Ladezustands, der kleiner als der von den Schaltungsanordnungen 52 oder 62 überwachte Ladungszustand ist. Dieser Ladezustand wird über eine bei seinem Vorhandensein am Ausgang der Zelle 18 auftretende Spannung von 12,6 V gemessen. Diese Spannung soll nicht unterschritten werden, da dann das Wiederaufladen der Zelle 18 einen Kurzschluss und, damit eine Zerstörung der Zelle 18 bewirken kann. Der Zeitgeber 22 ist über den Schalter 60 mit dem Pol 14 verbunden. Wenn die der Spannung von 12,6 V entsprechende Ladung vorhanden ist, spricht die Schaltungsanordnung 66 an und veranlasst den Zeitgeber 22 durch Wegfall der Versorgungsspannung zum Öffnen des Schalters 20. Die Schaltungsanordnungen 52, 62 erhalten ebenfalls keine Betriebsspannungen mehr, so dass der akustische Signalgeber durch Öffnen der Schalter 54, 64 stromlos wird. Der Zelle 18 wird daher nur noch der sehr kleine Strom der Schaltungsanordnung 66 entnommen. Dieser Strom ist ca. 20 μA, so dass er kleiner als der Schaltentladungsstrom ist. Durch die automatische Abschaltung der Zelle 18 bei der kritischen Ausgangsspannung von 12,6 V wird verhindert, dass die Ausgangsspannung unter den für eine störungsfreie Aufladung maßgebenden Mindestwert absinkt.
  • Die Begrenzung der Einschaltdauer mittels des Zeitgebers 22 soll verhindern, dass bei einer versehentlich längeren Schließung des Schalters 32 als für den Betrieb des Lastträgers notwendig ist, der Akkumulatoreinheit 10 Strom entnommen wird.
  • Die Schalter 20, 60, 54, 64 sind kontaktlos, insbesondere in CMOS-Technik ausgebildet. Die Anordnung 12 mit den Komparatoren kann als hybride, integrierte bzw. kundenspezifische Schaltung mit CMOS-Bausteinen ausgebildet sein.
  • Ohne Anschluss eines Verbrauchers 30 ist der Zeitgeber 22 nicht aktiv, d. h. der Schalter 20 ist geöffnet. Kurzschlüsse an den Polen 14, 16 wirken sich daher nicht auf den Ladezustand aus, da bei geöffnetem Schalter 20 die Akkumulatoreinheit 10 keinen Strom abgibt.
  • Es ist auch möglich, in Reihe mit einem der Pole 14, 16 einen Messwiderstand vorzusehen. Die am Messwiderstand im Betrieb abfallende Spannung beim Aufladen und Entladen wird erfasst. Aus der Spannung wird der Strom ermittelt, der beim Laden und Entladen des Akkumulators 10 integriert wird. Hieraus wird die im Akkumulator 10 jeweils vorhandene Ladung durch Integration bestimmt.
  • Es kann auch zusätzlich ein optischer Signalgeber 68, z. B. eine LED mit dem Schalter 54 oder 64 vorhanden sein, um neben einer akustischen auch eine optische Meldung zu erzeu gen.
  • Die erfindungsgemäße Stromversorgungseinrichtung hat folgende Vorteile:
    • – Wegen der automatischen Abschaltung muss der Akkumulator 10 bzw. die Batterie-Gel-Zelle 18 nicht so oft geladen werden, deswegen auch eine längere Lebensdauer des Akkus (weniger Ladezyklen).
    • - Das akustische Signal erinnert daran, dass der Akkumulator 18 der Einheit 10 noch am Verbraucher angeschlossen ist.
    • - Das akustische Signal erinnert auch daran, den Akkumulator 18 der Einheit 10 rechtzeitig nachzuladen.
    • - Die integrierten Zusatzfunktionen entnehmen den Akkumulatorzellen wegen der angewandten CMOS-Technik extrem wenig Strom.
    • - Das akustische Signal wird durch einen raumsparenden piezoelektrischen Signalgeber erzeugt.
    • - Die integrierten Zusatzfunktionen können bis auf den Lastschalter 20 in SMD Technik, Hybridtechnik oder als kundenspezifischer integrierter Schaltkreis realisiert werden.
  • Es ist auch möglich, einen zweiten Schalter in gleicher Weise wie den Schalter 20 vor dem Pol 14 vorzusehen, so dass eine völlige Potentialfreiheit beim Öffnen der beiden Schalter an den Polen 14, 16 vorhanden ist.

Claims (13)

  1. Stromversorgungseinrichtung mit einem Akkumulator zur Speisung eines elektrischen Antriebs eines Lastträgers für Personen
  2. Stromversorgungseinrichtung mit einem Akkumulator zur Speisung eines elektrischen Antriebs eines Lastträgers für Personen, wobei die Stromversorgungseinrichtung eine erste Schaltungsanordnung zur Feststellung des Vorliegens eines für den Betrieb des elektronischen Antriebes noch ausreichenden und für den Akkumulatorbetrieb unkritischen ersten Ladezustands oder einer von diesem ersten Ladezustand abhängigen Größe wie Akkumulatorspannung aufweist, dass beim Auftreten des ersten Ladezustands bzw. der von diesem abhängigen Größe mittels eines optischen und/oder akustischen Signalgebers ein optisches und/oder akustisches Signal als Hinweis auf eine erforderliche Akkumulatoraufladung erzeugbar ist, dass die Stromversorgungseinrichtung eine weitere Schaltungsanordnung zur Feststellung eines weiteren für den einwandfreien Betrieb der Verbraucher nicht ausreichenden und für den Akkumulatorbetrieb ohne Gefährdung nicht unterschreitbaren Ladezustand oder einer von diesem Ladezustand abhängigen Größe wie Akkumulatorspannung aufweist. dadurch gekennzeichnet, dass bei Feststellung des weiteren Ladezustands bzw. der von diesem abhängigen Größe ein mit der weiteren Schaltungsanordnung gekoppelter Schalter nichtleitend steuerbar ist, wodurch die erste Schaltungsanordnung und der optische und/oder akustische Signalgeber von dem Akkumulator getrennt werden und ein zwischen einem Pol des Akkumulators und einer Anschlussstelle im Last- und Einschaltstromkreis des Verbrauchers angeordneter Schalter nichtleitend steuerbar ist, so dass der Akkumulator mit einem Strom belastet ist, der kleiner als der Entladungsstrom des Akkumulators ist.
  3. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Werte für den ersten und weiteren Ladezustand oder der von diesem abhängigen Größe in der Anordnung (12) einstellbar sind.
  4. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Ladezustand des Akkumulators (18) mittels Messung der Spannung an den Polen bestimmbar ist.
  5. Stromversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkumulator eine Batterie-Gel-Zelle (18) ist.
  6. Stromversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer maximalen Akkumulatorspannung von 25 V die dem ersten Ladezustand entsprechende Spannung 21,6 V ist.
  7. Stromversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem weiteren Ladezustand entsprechende Spannung 12,6 V ist.
  8. Stromversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungseinrichtung (10) eine zweite Schaltungsanordnung (62) für die Feststellung des Vorliegens eines für den Betrieb von Verbrauchern noch ausreichenden und/oder für den Akkumulatorbetrieb unkritischen zweiten Ladezu stands, der kleiner als der erste aber größer als der weitere Ladezustand ist, bzw. einer vom zweiten Ladezustand abhängigen Größe wie Akkumulatorspannung aufweist, und dass im Bereich zwischen dem ersten und zweiten Ladezustand ein alternierendes akustisches Signal und im Bereich zwischen dem zweiten und dem weiteren Ladezustand ein akustisches Dauersignal von der Anordnung (12) erzeugbar ist.
  9. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dem zweiten Ladezustand entsprechende Akkumulatorspannung 19 V ist.
  10. Stromversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein optischer Signalgeber (46) vorgesehen ist; der bei der Feststellung eines zwischen dem ersten und dem weiteren oder einem dritten Ladezustand vorhandenen Ladezustands Blinklicht erzeugt.
  11. Stromversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der zwischen dem einen Akkumulatorpol und der Anschlussstelle (16) für Verbraucher (30) an der Akkumulatoreinheit (10) angeordnete Schalter (20) mittels eines Zeitgebers (22) betätigbar ist, der beim Anstoßen durch eine wenigstens einem angeschalteten Verbraucher (30) zugeführte Akkumulatorspannung den Schalter (20) schließt und nach einer eingestellten Zeitdauer öffnet, wenn nicht fortwährend Impulse vom Verbraucher über die Anschlussstelle (24) gelangen.
  12. Stromversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (12) in CMOS-Technik ausgebildet ist.
  13. Stromversorgungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pole (14, 16) mit den elektrischen Anschlüssen eines Lastträgers für Personen verbunden sind
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