DE27037C - Vorrichtungen zum Ein- und Ausschalten von Sekundär-Batterien in den, beziehungsweise aus dem Stromkreise - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT

³ATE^TSCHRIf

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

JOHN SCUDAMORE SELLON in LONDON (Hatton Garden).

Vorrichtungen zum Ein- und Ausschalten von Secundär-Batterien in den, beziehungsweise aus

dem Stromkreise.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 17. Juli 1883 ab.

Schliefst man Secundär- oder Sammelbatterien (elektrische Accumulatoren) in gas-¹ oder luftdicht hergestellte Gefäfse ein, so läfst sich der Druck von Gasen, die bei der Ladung bezeichneter Batterien entwickelt werden und deren Druck im gewissen Verhältnisse zu dem Grade der Ladung steht, benutzen, um diese selbst und damit auch den von ihr ausgehenden elektrischen Strom zu reguliren. Zu diesem Zweck ist nur erforderlich, besagte Druckänderung einen Hebel, ein Ventil, oder ein mit nachgiebigen Wandungen versehenes Gefäfs auf elektrischem, chemischem oder mechanischem Wege so beeinflussen zu lassen, dafs dadurch jede gewünschte Anzahl von Ladungselementen ausgeschaltet bezw. eingeschaltet wird.

In Fig. ι bedeutet A die untere Mündung einer gebogenen Röhre B, in welcher Quecksilber (oder eine ähnliche leitende Flüssigkeit) steht, welches beim Steigen in dem' links angeordneten Schenkel der Röhre B mit dem Con tacts tuck C² in Berührung zu treten und so durch kurzen Stromschlufs einen Stromkreis, welcher den Magnet D beeinflufst, herzustellen vermag. Ist letzteres geschehen, so zieht der seinen Weg über C¹ und C² nehmende Strom den Hebel E an und eröffnet damit den Rohrstutzen F. Im Gefäfse, woran dieser sitzt, befindet sich, von aufsen abgeschlossen, das Element Z, dessen Klemmen bei T und Τ^Λ sind. Die Eröffnung von F durch Aufwärtssteigen der Klappe G hat das Entweichen der eingeschlossenen Gase zur Folge; gleichzeitig aber trifft G an die Schraube K, infolge dessen der Strom durch K geht und einen damit leitend verbundenen Elektromagnet veranlafst, seinen Anker anzuziehen.

Diese Bewegung wird weiterhin benutzt, eine federnde Schaltvorrichtung so einzustellen, dafs der das Element Z speisende Ladestrom abgeschnitten und bezw. zur Haupt- oder einer anderen Leitung zurückgeleitet wird. Eine der hierbei möglichen Schaltvorrichtungen ist in einem anderen Patent des Erfinders verdeutlicht.

Um Secundärbatterien (elektrische Sammler) in den Ladestrom ein- oder auszuschalten, kann man sich auch der steigenden oder sinkenden Bewegung eines Säuremessers, eines Schwimmers oder eines Vacuumkastens bedienen, welche je nach den Veränderungen der Stärke bezw. Dichtigkeit oder dem specifischen Gewichte des Elektrolytes während der Ladung oder der Entladung stattfindet. Es bedarf hierzu nur der Anbringung geeigneter Contactstücke, welche je nach der von der Dichtigkeit der Lösung abhängigen Auf- und Abwärtsbewegung des Schwimmers Stromschlufs oder Stromünterbrechung herbeiführen und somit erforderlichenfalls unter Vermittelung von Relais eine mechanische' oder elektrische Schaltvorrichtung in Gang setzen, welche den Hauptlade- oder den Entladestrom aus- oder einschaltet.

Fig. ι a verdeutlicht diesen Gedanken! In das Gefäfs einer Secundärbatterie taucht eine geführte Stange y² ein. Dieselbe trägt einen Schwimmer y und eine Contactscheibe y^z. Ein Gestell ν ist Halter zweier Paare von Contactstücken χ χ und w w, welche adjustirt werden

können. Hat nun die Flüssigkeit in der Batterie eine der beabsichtigten Stärke der anzusammelnden Elektricität entsprechende Dichtigkeit erreicht (wonach die Einstellung der Contacte χ χ vorher erfolgt ist), so trifft die Scheibe jy³ des emporsteigenden Schwimmers y an χ χ an, infolge dessen fliefst ein Strom nach einer der (hiernach noch beschriebenen oder andersartigen) Schaltvorrichtungen und veranlafst die Abstellung des Ladestromes, verhütet also eine zu starke Ladung.

In analoger Weise trifft bei einer Erschöpfung der arbeitenden (sich entladenden) Batterie und Reduction der Dichtigkeit der Flüssigkeit die hierbei allmälig abwärtssteigende Scheibe y^% an die unteren Contactstücke w w, und es tritt, hierdurch veranlafst, eine Schaltvorrichtung in Wirksamkeit, welche den Ladestrom wieder mit dem Batteriestromkreis verbindet. Um die Contactstücke χ χ w w leicht auf die jeweilig gewünschten Grade der Ladung und Entladung einzustellen, combinirt man gewünschten Falles mit dem Gestell ν eine Scala. Dieselbe, welche zweckmäfsiger Weise in geschützter Lage am Ende der gesammten Batterie angeordnet wird, gestattet die Erkenntnifs des jeweiligen Zustandes der arbeitenden Batterie, also z. B. die noch vorhandene Elektricitätsmenge. Um diesbezügliche Zustandsänderungen stetig controliren zu können, empfiehlt sich die Verbindung der Schwimmerstange mit einem geeigneten Zähloder Registrirwerke.

Wie die erläuterte Art und Weise der Herstellung und Unterbrechung des Contactes unter Benutzung von Relais zur Ablenkung des Ladestromes von den Accumulatoren oder aber bezw. zum Anschlufs jenes an diese gebraucht werden kann, veranschaulicht Fig. 2.

Die Accumulatoren sind bei A in schematischen Linien angedeutet worden, gröfserer Klarheit der Darstellung wegen findet sich dagegen Schwimmer- und Contactvorrichtung bei -4² eingehender dargestellt. Hier wirken Quecksilbernäpfe zusammen mit metallischen Contactdrähten, welche abwechselnd eintauchen und heraustreten. Sobald . das specifische Gewicht des Elektrolytes infolge der Ladung der Batterie bis zu einem gewissen Grade gewachsen ist, stellt der Schwimmer i'² Contact her zwischen dem Quecksilbernapfe auf a² und den Drähten £ V und schliefst den Stromkreis von einer kleinen Batterie (Relais) g nach dem Elektromagnet G. Nimmt das specifische Gewicht des Elektrolytes infolge der Entladung der Batterie aber ab und erreicht eine gewisse untere Grenze, so entsteht Contact zwischen den Drähten/²/² und dem Quecksilber in /³/³, infolge dessen Stromschlufs in der Leitung nach dem Relais h und bezw. dem Elektromagnet H hergestellt wird.

Sind die Elemente genügend geladen, so fliefst der Strom in Richtung der mit vollen Linien gezeichneten Pfeile frei von den Batterieelementen A; wenn aber diese Elemente sich so weit entladen haben, dafs mit der Abnahme des specifischen Gewichtes des Elektrolytes der Schwimmer sinkt, Contact zwischen /² und /³ hergestellt und für Relais h Stromschlufs bewirkt wird, so wird der Elektromagnet H magnetisirt, zieht den Anker/ am Arm/³ an, löst die Falle/² am Ende dieses Armes von dem den Anker i tragenden Arm ζ'² ab und ermöglicht so diesem Arme, von dem Magnet«? abzuspringen. Letzterer wird hierdurch entmagnetisirt, es wird kurzer Strom durch das Solenoid K hergestellt und der Ladungsstrom in der Leitung geht durch dieses Solenoid. Die Folge ist, dafs dessen Kernet, indem sie auf die Weiche L einwirken, diese in Berührung mit dem Stücke a* setzen und so die Elemente in den Ladungsstrom einschliefsen. Die Arme z'² und /⁸ können mit Federn versehen sein oder mögen selbst ans Federmetall bestehen; / ist ein verstellbarer Knopf zur Begrenzung der Bewegung des Armes z'². Sind die Zellen vollständig geladen, so hat der mit zunehmender Ladung steigende Schwimmer bei e* e¹ Contact hergestellt, den Strom aus der kleinen Batterie^ veranlafst, den Elektromagnet G zu magnetisiren und so den Anker i anzuziehen. Der währenddem entmagnetisirte Magnet H läfst den Anker und Hebel//³ fallen und stellt so Arm und Anker z'z'² fest; das Solenoid K wird infolge dessen geschwächt, läfst daher seine Kerne k zurückspringen und den Umschalter L zurück in die gezeichnete Stellung gehen; in weiterer Reihenfolge wird die Leitung vom Ladungsstrome nach den Accumulatoren unterbrochen, und zwar vollzieht sich dies wegen NichtUnterbrechung des Hauptstromes ohne gefährliches Funkensprühen und ohne Schaden für die Sicherheit der ganzen Operation.

Widerstände M mit Contacten N, gegen welche der Umschalthebel L sich legen kann, mögen nöthigenfalls noch angeordnet werden, wie Fig. 3 zeigt, so zwar, dafs diese Widerstände eingeschaltet werden in die Leitung, noch ehe diese unterbrochen ist und die Elemente eingeschlossen sind. . Diese Einrichtung eignet sich vorzüglich für reihenweise Ladung; denn offenbar mufs in solchem Falle, wenn die Summe der elektromotorischen Kraft einer Anzahl von Batteriesätzen gröfser ist, als die in Benutzung befindliche Maschine zu liefern vermag, eine Vorrichtung zum Ausscheiden der erforderlichen Sätze mit Hülfe eines Magnetes angeordnet werden.

Bei vervielfältigter Ladung tritt an Stelle des Solenoids K ein Elektromagnet, dessen Anker derartig mit dem Umschalter in Verbindung gesetzt ist, dafs beim Magnetisiren des Magnetes (in ähnlicher Weise wie bezüglich des Solenoids erläutert wurde) der Umschalter eine Verbindung zwischen der Ladungsleitung und den Batterie-

elementen unter Aufrechterhaltung eines guten Contactes so lange herstellt, als der Magnet dem Stromkreise offen steht. Sobald aber der Strom durch den geringsten Widerstand, wie vorbeschrieben, hindurchgehen kann, so schiebt eine Feder den Umschalter in solche Stellung, dafs die Accumulatoren aus dem Stromkreise ausgeschaltet werden, ebenso wie dies oben beschrieben wurde. .

Wenn die Magnete G und H nicht einen sehr grofsen Widerstand bieten, so genügen selbstredend einfache Vorkehrungen zur Unterbrechung der an sich schwachen Ströme, die angewendet werden zur Magnetisirung jener behufs Vermeidung einer Vergeudung von Elektricität während der Zeit, wo die durch den Schwimmer hergestellten Contacte geschlossen bleiben. Dergleichen Vorkehrungen mögen beispielsweise aus einem gewöhnlichen Contactsteller bestehen und durch die Anker bezw. deren Magnete bewegt werden.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Eine Vorrichtung zur selbsttätigen Abzweigung des eine Secundärbatterie ladenden Stromes im Falle einer Ueberladung dieser, bei welcher Vorrichtung die während der

; Ladung der Batterie entwickelten Gase durch Communication mit einer gebogenen Röhre B, Fig. i, die in dieser stehende leitende Flüssigkeit im Falle Ueberladens so weit verdrängen, dafs infolge Contactherstellung zwischen C¹

: und C² kurzer Stromschlufs auf dem Wege T C C¹ D T¹ erzeugt, Ankert angezogen, mithin Klappe G geöffnet und durch Berührung zwischen G und K eine elektromagnetische Schaltvorrichtung zur Abschnei-. dung des Ladestromes veranlafst wird.

2. Für Secundärbatterien die Benutzung eines Säuremessers (Acidometer), Schwimmers oder eines Vacuumbehälters, welcher je nach der Aenderung der Dichtigkeit oder Stärke der Batterieflüssigkeit (Elektrolyt) steigt oder fällt, infolge dieser Bewegungen je einen Stromkreis schliefst und dadurch entweder den Ladungsstrom abschneidet oder ihn wieder in die Leitung einschaltet.
Das mit Bezug auf Fig. ia beschriebene Instrument, bei welchem der oben eine Contactscheibejy³ tragende Schwimmer y, je nach dem vorhandenen specifischen Gewichte des Elektrolytes der Batterie, entweder Contact mit den Stücken χ χ (bei einer das Maximum übersteigenden Ladung) oder mit jenen w w (bei zu schwach werdender Batterieladung) herstellt, wodurch der unter Anspruch 2. erwähnte Zweck erreicht wird. Bei der bezüglich Fig. 2 und 3 erläuterten Einrichtung die Zusammenstellung einer Schwimmervorrichtung^² von Art der unter 3. erwähnten, mit einem durch Solenoid K direct beeinflufsten Umschalter L bezw. mit einem Relais (schwache Batterie) g und Elelektromagnet G einerseits, sowie einem zweiten Relais h nebst Elektromagnet H andererseits, derart, dafs bei genügend geladener Secundärbatterie A infolge hohen Schwimmerstandes und bei e² e¹ hergestellten Contactes der Elektromagnet G, durch das Relais g erregt, den Anker i anzieht und der Ladestrom, ohne die Batterie A zu berühren, in der eingezeichneten Pfeilrichtung fiiefst; dafs aber bei zu schwach gewordener Batterie infolge Sinkens von P und Contactherstellung bei /²/²/³/³ der nunmehr durch h erregte Elektromagnet Hseinen Anker/ anzieht, die Falle/² aushebt, kurzen Stromschlufs durch das Solenoid K herstellt, dessen Kerne hereinzieht und den Umschalter L zur Berührung mit dem Contactstücke β² der Batterie bringt, so dafs der Ladestrom die letztere nunmehr durchfliefst.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.