DE25643C - Apparat zum Messen der in sekundären Batterien aufgespeicherten Stromenergie - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Apparat für die automatische Messung, Angabe oder Aufzeichnung der Quantität elektrischer Energie, welche zur Ladung der secundären Batterien aufgewendet wird, wenn der Ladungsstrom in unregelmäfsigen Intervallen und für unregelmäßige Zeitperioden benutzt wird.

Die vorliegende Einrichtung ist speciell anwendbar für ein System, welches verschiedene secundäre Batterien enthält, die in Intervallen geladen werden, während die einzelnen Batterien in verschiedenem Mafse von Zeit zu Zeit oder continuirlich ausgenutzt oder entladen werden.

Es wird jede Batterie eines Systems mit einer automatischen Einrichtung zum Aus- und Einschalten des Ladungsstromes versehen, welche Apparate so eingerichtet, angeordnet und elektrisch verbunden sind, dafs, wenn eine Batterie völlig geladen ist, der Strom aus der Batterie in eine andere Leitung oder in eine andere zu ladende Batterie geführt wird. Mit einem solchen automatischen Strommanipulator wird ein Zeitmesser derart combinirt, dafs, während der Ladungsstrom die Batterie ladet, die Zeitdauer seiner Thätigkeit registrirt wird; wenn jedoch die Batterie völlig geladen ist oder der Ladungsstrom aufhört, so wird auch der Zeitregistrirmechanismus mit dem Registriren anhalten oder gänzlich stehen bleiben. Da nun die Stärke des Ladungsstromes bekannt und stets annähernd constant ist, so sind alle Daten vorhanden, welche nöthig sind, um die Quantität elektrischer Energie zu bestimmen, die für die Ladung jeder Batterie eines Systems vieler Batterien während einer gewissen Zeitdauer zwischen den Beobachtungen des Registrirapparates, z. B. während eines Monats aufgewendet worden ist.

Ferner ist die Quantität Energie, welche zum Laden der secundären Batterie erforderlich ist, ein genaues Mafs für die Quantität Energie, welche der Batterie seit der vorhergehenden Zeit der Ladung (wenngleich im Ueberschufs) entzogen wurde.

Diese Entnahme von Energie aus der Batterie zwischen oder zwischen und während der Ladungsperioden kann natürlich einem kleinen oder grofsen Theil der ganzen Capacität der Batterie entsprechen, und kann schnell oder langsam erfolgen, continuirlich oder intermittirend, je nach dem Zweck, für den die Entladung benutzt wird.

Als Einheit der elektrischen Energie, welche aus einer secundären Batterie entnommen wird (wie dies durch die zum Laden verwendete Energie angegeben wird), soll ein Strom von ι Ampere und 1 Volts elektromotorischer Kraft angesehen werden, der eine Stunde lang thätig ist. Die elektromotorische Kraft einer Zelle einer secundären Batterie aus Bleielementen ist eher gröfser als 2 Volts. Der Ladungsstrom mufs daher eine gröfsere elektromotorische Kraft besitzen, da der Entladungsstrom eine etwas geringere elektromotorische Kraft besitzt und unter gewöhnlichen Umständen der Entladung annähernd 2 Volts entspricht. Multiplicirt man daher zweimal die Anzahl der Zellen einer Batterie, die Stärke des Ladungsstromes in Amperes und die Anzahl der Stunden, während welcher er gewirkt hat, so erhält man annähernd die Zahl der von der Batterie verbrauchten elektrischen Energieeinheiten.

Bei der Herstellung des Apparates kann man irgend welchen bekannten Zeitmesser benutzen, der so eingerichtet ist, dafs er nur dann die Zeit registrirt, wenn der Ladungsstrom in der Batterie thätig ist. Zu diesem Behufe kann die Zeitmefseinrichtung stehen bleiben, wenn der Ladungsstrom in der Batterie unterbrochen wird, oder derselbe kann weiter gehen, während nur der Registrirmechanismus angehalten wird. Ferner kann die Zeitmefseinrichtung, z. B. ein gewöhnliches Uhrwerk, durch eine Feder oder ein Gewicht betrieben werden und so eingerichtet sein, dafs sie nur in Thätigkeit ist, wenn der Ladungsstrom in der Batterie thätig ist; oder sie kann durch den Ladungsstrom mittelst eines Magnetes oder einer anderen passenden Einrichtung getrieben werden, somit nur dann in Thätigkeit sein, wenn die Batterie geladen wird. In jedem Falle ist das Uhrwerk mit einer Reihe von Zifferblättern zu versehen, so dafs die Registrirung von Stunden in passender Anzahl vorgenommen werden kann.

Obschon in folgendem nur ein einfaches ■Schiffsuhrwerk beschrieben werden soll, so kann man dennoch natürlicherweise jede bekannte Art ■ von Zeitmefsapparaten anwenden, ohne irgendwie aufserhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung herauszutreten.

Auf den Zeichnungen veranschaulicht Fig. ι einen automatischen Strommanipulator zum Laden von secundären Batterien, combinirt mit einem Zeitregistrirapparat. Fig. 2 zeigt den durch den Ladungsstrom selbst betriebenen Zeitregistrirapparat.

Der in Fig. 1 dargestellte automatische Strommanipulator für secundäre Batterien ist so eingerichtet und angeordnet, dafs, während die secundäre Batterie B mit dem Ladungsstrom verbunden ist, der Hebel E gehoben und in der gezeichneten Stellung durch den Elektromagnet C gehalten wird; ist aber die Batterie B völlig geladen oder wird der Ladungsstrom in der Haupt- oder Ladungsleitung unterbrochen, so fällt der Hebel E um ein gewisses Mafs.

Das Abfallen des Hebels E vom Elektromagnet C bei eintretender vollendeter Ladung der Batterie B wird durch folgende Anordnung erreicht.

Der Anker E des Elektromagnetes C ist nur um b drehbar, mit verschiebbarem Gewicht d, nach abwärts gehenden Haken q und Contactspitze e versehen. Der Haken q greift in einen eben solchen nach oben gerichteten, um p drehbaren Hebel /, der ebenfalls mit einem Belastungsgewicht r und einer Contactspitze f versehen ist. Aufserdem besitzt Hebel / noch einen von f isolirten Doppelcontact i. Der Contact / ist mit der Leitung a¹ durch einen biegsamen Draht verbunden, während der Doppelcontact i nachgiebig mit dem einen Ende des Widerstandes L verbunden ist, dessen anderes Ende mit der Leitung a³ zusammenhängt. Der Contactspitze f gegenüber ist der feste Contact g angeordnet, der mit der Leitung a² verbunden ist und eine Begrenzung der Aufwärtsbewegung des Hebels / und somit des Hebels E infolge des Hakens q bildet.

Die Begrenzung der Abwärtsbewegung des Hebels / und somit des Hebels E bildet der i gegenüber angeordnete feste Contact h, der durch die Leitung F mit «⁸ verbunden ist.

In eine Nebenleitung der Ladungsleitung, welche von der Leitung ν ν¹, ganzen Batterie B oder einem Theil derselben, Leitungen «² und v², gebildet wird, ist der Elektromagnet R von hohem Widerstände eingeschaltet. Der Magnet R ist mit dem um W drehbaren Anker S versehen, welcher, wenn er durch den Magnet R gehoben wird, mit dem adjustirten Contact χ in Berührung kommt. Letzterer steht mit der Leitung a* in Verbindung, während ein adjustirbarer Anschlag^ die Abwärtsbewegung des Hebels begrenzt.

Die Ladung der Batterie B geschieht nun durch einen Strom, welcher vom Generator durch die Leitungen a a¹, Contacte/",§·, Leitungen a² H nach der Batterie B, von hier durch H\ Leitung «³, Elektromagnet C und Leitung «⁴ zurück nach dem Generator fliefst. Der Elektromagnet C wird durch den Strom erregt und hält seinen Anker E in der gezeichneten Lage.

AVährend nun die Batterie B geladen wird, verbleibt die Differenz der Potentiale ihrer Enden oder zwischen irgend zwei Punkten der Batterie nahezu constant. Wird jedoch die Ladung der Batterie völlig beendet, so entwickeln sich freie Gase aus ihren Elementen und die Differenz der elektrischen Potentiale zwischen zwei Punkten der Batterie nimmt gleichzeitig bedeutend zu.

Die Anzahl der Elemente der Batterie B, welche den Magnet R zu erregen haben, sowie der Abstand des Ankers S von dem Pole dieses Magnetes ist nun so geregelt, dafs, während die Batterie geladen wird, der Magnet R nicht hinreichend erregt wird, um den Anker S anziehen zu können; steigt aber das Potential der Batterie B bei Beendigung der Ladung, so wird der hierdurch in die Nebenleitung und nach dem Magnet R abgeleitete Strom im Stande sein, den Magnet R so weit zu erregen, dafs derselbe seinen Anker ,S¹ anziehen kann. Wird aber der Anker S gehoben, so kommt er mit dem Contact χ in Berührung. In demselben Augenblick wird aber der Magnet C hierdurch ausgeschaltet, weil der Strom nunmehr den kürzeren Weg aus Leitung a^l über Anker S, Anschlag χ nach Leitung «⁴ nehmen wird, anstatt durch die Windungen des Elektromagnetes C zu gehen.

Demgemäfs läfst der Magnet C den Anker E fallen, dessen Contact e mit dem Doppelcon-

tact zz des Hebels / in Berührung kommt. Hierdurch aber wird der ganze Ladungsstrom oder ein Theil desselben von der Leitung a¹ abgezweigt und direct über e und i durch den Widerstand L nach a³ geleitet. Infolge der continuirlichen Senkung des Ankers E bewegt sich auch Hebel / nach abwärts, bis der Contact zwischen g und / unterbrochen und i mit h.. Contact bildet, wodurch alsdann auch der Widerstand L ausgeschaltet wird und der Strom von a¹ über e i h, Leitung F nach Leitung a³ gelangt.

A ist ein Schiffsuhrwerk, das mit einer Reihe von Zifferblättern versehen ist, welche die Anzahl Stunden registriren, während welcher das Uhrwerk in Thätigkeit ist. Die zum Betriebe des Uhrwerkes dienende Feder wird von Zeit zu Zeit von Hand aufgezogen, je nachdem es nothwendig ist. Der Ankerhebel E ist mit einem Draht oder biegsamem Arm F versehen, der die-Unruhe D des Uhrwerkes A arretirt, wenn der Hebel E abfällt; wird aber der Hebel E durch den Elektromagnet C angezogen, so giebt der Arm F die Unruhe frei und das Uhrwerk kommt in Bewegung. Fällt der Hebel dann wieder ab, so fafst der Arm F die Unruhe und hält auf diese Weise den Gang des Uhrwerkes an. Wird E wieder gehoben, so wird die Unruhe D nicht nur wieder frei, sondern die letztere erhält auch gleichzeitig einen kleinen Impuls, so dafs sie wieder in Gang kommt.

In Fig. 2 ist H ein Schaltrad, welches das erste Rad eines Uhrwerkes bildet, ähnlich dem in Fig. ι bei A dargestellten. Die Umdrehung dieses Schaltrades treibt das Werk, welches mit keinem anderen Treibmechanismus versehen ist. Das Schaltrad H wird durch eine Schiebklinke J in Thätigkeit gesetzt, welche an einer starken, steifen, mit dem Hebel E verbundenen Feder K angebracht ist.

Wenn der Hebel E fällt, so nimmt die Schiebklinke J die dargestellte Lage ein; wird der Hebel gehoben, so wird die Feder K gebogen, wie dies in dick ausgezogener Linie veranschaulicht ist, so dafs dem Schaltrad H eine Tendenz gegeben wird, sich zu drehen, das damit verbundene Uhrwerk in Thätigkeit kommt und die Zeit registrirt. Die Feder K treibt das Uhrwerk continuirlich, bis das Schaltrad H einen gewissen Theil seiner Umdrehung ausgeführt hat und die Klinke J die obere punktirte Lage einnimmt. Bevor diese Lage erreicht ist, wird die Batterie B aber geladen sein, der Hebel E wird abfallen und die Zeitregistrirung angehalten.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Das Verfahren, die Menge der in einer secundären Batterie aufgespeicherten Stromenergie dadurch zu messen, dafs man automatisch die Ladungszeit registrirt, während welcher ein Strom von bekannter Stärke in genannter Batterie thätig ist, sowie die Anwendung eines Mechanismus, der ein Uhrwerk beim Beginn der Ladung ein- und beim Ende der Ladung ausschaltet, oder die Anwendung eines von dem Strommanipulator beeinflufsten Mechanismus, der das Uhrwerk während der Ladung treibt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.