DE2919021A1

DE2919021A1 - Verpolschutzanordnung fuer ein batterieladesystem

Info

Publication number: DE2919021A1
Application number: DE19792919021
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Kurz; Rainer Leunig
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-05-11
Filing date: 1979-05-11
Publication date: 1980-11-20
Also published as: FR2456412A1; JPS55153228A

Description

Die Erfindung geht aus von einer Verpolschutzanordnung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Wird bei Bordnetzen in Kraftfahrzeugen mit einem Drehstromgenerator die Batterie falsch gepolt angeschlossen, so fließt ein Kurζschlußstrom über die Gleichrichterbrücke des Generators und zerstört sie. Verpolschutzanordnungen, die diesen Zerstörungseffekt verhindern, verwenden einen Schnellschalter, der auf den Kurzschlußstrom einer falsch - also verpolt - angeschlossenen Batterie reagiert und die Batterie abtrennt. Die Abtrennung muß sehr rasch erfolgen, um das Produkt aus dem Kurzschlußstrom und der Zeit, während der dieser Strom fließt, in zulässigen Grenzen zu halten. Mit den zum Abtrennen der Batterie

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meist verwendeten Bimetallschaltern ist die Forderung der Schnelligkeit nur schwer zu erfüllen. Außerdem besteht bei diesen bekannten Schaltern die Gefahr, daß bei einer Wiederholung des Falschanschließens der Batterie die Kontakte des Schalters verschweißen und daß somit dann keine Schutzwirkung mehr vorhanden ist. Die gleichen Probleme gibt es beim Anschließen einer Fremdspannungsquelle, beispielsweise einer Starthilfebatterie oder eines Ladegeräts,

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Batterie oder die Fremdspannungsquelle bei einer Falschpolung nicht mit dem Generator und einem Teil der Verbraucher verbunden wird oder aber sehr schnell vom Bordnetz getrennt wird, ohne daß durch die Gleichrichterbrücke des Generators ein nennenswerter Strom fließt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich, wobei unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Erfindung auch unterschiedliche Vorteile haben. Bei einer Reihe von Ausführungsbeispielen wird der nach einer Falschpolung fließende Kurzschlußstrom durch Entlastungsdioden übernommen und dann von einem überstromauslöser abgeschaltet. Bei einigen anderen Ausführungsbeispielen wird das Entstehen eines Kurzschlußstromes gänzlich vermieden. Durch das Verwenden eines Kontrollstiftschalters wird bei mehreren Ausführungsbeispielen festgestellt, ob eine Batterie überhaupt vorhanden ist. Je nach dem vom Benutzer des Kraftfahrzeugs gewünschten Umfang des VerpolungsSchutzes ist eines der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele vom Aufwand und von der erzielten Wirkung her als optimal anzusehen. Weitere Vorteile der einzelnen Aus-

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führungsbeispiele sind in Verbindung mit der Punktionsbeschreibung genannt.

Zeichnung

Ausführungsbeispxele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden in der Beschreibung näher erläutert. Die Figuren 1 bis 9 zeigen schematische Darstellungen eines Kraftfahrzeug-Bordnetzes mit verschiedenartigen Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Verpolschutzanordnung.

Gleiche oder gleichwirkende Bauteile sind dabei jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Erfindung wird in Verbindung mit dem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Die Erfindung kann selbstverständlich auch für andere Anwendungen, die ein Generatorsystem, Verbraucher und eine Batterie umfassen, eingesetzt werden.

Bei Batterieladesystemen in Kraftfahrzeugen sind folgende Fehlerfälle charakteristisch:

- Der Fahrzeugmotor läuft nicht, die Fahrzeugbatterie ist falsch gepolt eingesetzt.

- Der Fahrzeugmotor läuft nicht, im Fahrzeug befindet sich eine entladene Batterie·. Jetzt wird eine Fremdspannungsquelle verpolt angeschlossen.

- Der Fahrzeugmotor läuft nicht, im Fahrzeug befindet sich keine Batterie. Jetzt wird eine Fremdspannungsquelle mit falscher Polarität angeschlossen.

- Ein Fahrzeug steht mit laufendem Motor. Die Batterie wird ausgebaut und dann wieder eingebaut und mit falscher Polarität angeschlossen.

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- Ein Fahrzeug steht mit laufendem Motor, aber ohne Batterie. Eine Premdspannungsquelle wird mit falscher Polarität angeschlossen.

- Ein Fahrzeug steht mit laufendem Motor, die Fahrzeugbatterie ist richtig gepolt angeschlossen. Jetzt wird eine Fremdspannungsquelle verpolt angeschlossen.

Insbesondere in diesen Fällen soll wenigstens eines der Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Anordnung das Generatorsystem und die Verbraucher vor Schaden durch einen falsch gepolten Anschluß der Batterie und/oder der Fremdspannungsquelle schützen.

In der schematischen Darstellung eines Bordnetzes mit einem ersten Beispiel der erfindungsgemäßen Verpolschutzanordnung in Figur 1 umfaßt einen Drehstrom-Generator G einen nachgeschalteten Gleichrichter und einen Spannungsregler R. Der Generator G weist einen Plus-Anschluß B+ und einen Minus-Anschluß B- sowie einen mit dem Plus-Anschluß der Erregerdioden verbundenen Anschluß D+ auf. Über die genannten Ausgangs-Anschlüsse B+ und B- des Generators G ist eine Serienschaltung Dl aus einer in Sperrichtung gepolten Zenerdiode und einer in Durchlaßrichtung gepolten Diode geschaltet. Diese Serienschaltung Dl dient als überspannungsschutz für den Fall, daß das System ohne eine Batterie betrieben wird. Zwischen den Anschluß B+ und den Anschluß D+ der Erregerdioden ist eine Ladekontrollampe Hl gelegt. Das System enthält eine Batterie A₅ die mit ihrem Minus-Anschluß A- mit dem Ausgangsanschluß B- des Generators - üblicherweise auch mit dem Fahrzeugchassis - verbunden ist. Parallel zu der Batterie ist eine erste Anzahl von Verbrauchern L6, beispielsweise die Standleuchten, angeordnet, die über einen zugehörigen

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Schalter S6 eingeschaltet werden kann. Außerdem liegt parallel zur Batterie ein Anlasser M, der über eine Kontaktbrücke K2 in Betrieb gesetzt werden kann. Von den Generator-Anschlüssen B+ und B- aus ist über einen Anlaßschalter S2 ein Anlaßrelais C2 betätigbar, das die Kontaktbrücke K2 steuert. Weiter ist von den Anschlüssen B+ und B- des Generators G aus eine zweite Anzahl von Verbrauchern einschaltbar, und zwar verpolungsempfindliche Verbraucher V5 über einen zugehörigen Schalter S5 und nichtverpolungsempfindliche Verbraucher L4, beispielsweise Fahrzeugleuchten Scheibenwischer und Heckscheibenbeheizung, über einen Schalter S4.

Vor dem Starten des Fahrzeuges ist ein Fahrschalter Sl zu schließen. Wenn die Batterie A richtig gepolt ist, fließt über den Fahrschalter Sl und die Reihenschaltung aus einem Verpolschutzrelais Cl und einer Verpolschutzdiode D3 ein Strom und das Verpolschutzrelais Cl betätigt eine Kontaktbrücke Kl. Mit Hilfe der Kontaktbrücke Kl wird der Plus-Anschluß A+ der Batterie A an den Plus-Anschluß B+ des übrigen Bordnetzes gelegt. Ist die Batterie A falsch gepolt in das Fahrzeug eingesetzt, verhindert die Verpolschutzdiode D3 einen Stromfluß durch das Verpolschutzrelais Cl, wenn der Fahrschalter Sl betätigt wird, und die Kontaktbrücke Kl bleibt geöffnet. Damit bringt auch ein Betätigen des Anlaßschalters S2 das Anlaßrelais C2 nicht zum Anziehen. Von Vorteil ist, daß bei diesem Ausführungsbeispiel ein Kurzschlußstrom erst gar nicht entstehen kann. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, auch bei falsch gepolter Batterie A die Standleuchten L6 einschalten zu können.

Im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist der Fahrschalter Sl wie üblich zwischen den Plus-Anschluß B+ des Generators einerseits und die zweite Anzahl von Verbrauchern V5, Lk

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sowie die Anlaß-Vorrichtung S2, C2 andererseits geschaltet. Zwischen den Plus-Anschluß A+ der Batterie A und den Plus-Anschluß B+ des Generators G ist die Kontaktbrücke K3 eines Überstromauslösers I geschaltet. Außerdem liegt zwischen dem Plus-Anschluß B+ und dem Minusanschluß B-des Generators G eine Entlastungsdiode D6, und zwar mit ihrer Anode am Minus-Anschluß B-.

Bei diesem Ausführungsbeispiel tritt die Schutzwirkung sofort dann ein, wenn die Batterie A falsch gepolt eingesetzt wird. Dann fließt nämlich sogleich ein Kurzschlußstrom über die Entlastungsdiode D6 und der überstromauslöser I schaltet die Batterie A vom übrigen Bordnetz ab. Die Entlastungsdiode D6 übernimmt den Kurzschlußstrom deshalb, weil an sie die volle Batteriespannung gelegt wird, während jeder der Dioden des Generator-Gleichrichters nur die halbe Batteriespannung zugeführt wird.

Das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Figur 3 stellt im wesentlichen eine Kombination der ersten beiden Ausführungsbeispiele dar. Der Fahrschalter Sl liegt wieder in Reihe mit dem Verpolschutzrelais Cl und der Verpolschutz diode D3 parallel zu den Anschlüssen A+, A- der Batterie A, und vom Verpolschutzrelais Cl aus ist die Kontaktbrücke Kl steuerbar. In Serie mit der Kontaktbrücke Kl liegt die Kontaktbrücke K3 des Überstromauslösers I. Die Serienschaltung aus dem Anlaßschalter S2 und dem Anlaßrelais C2 liegt parallel zu der Serienschaltung aus dem Verpolschutzrelais Cl und der Verpolschutzdiode D3.

Dieses dritte Ausführungsbeispiel ist vor allem dann von Vorteil, wenn bei laufendem Motor die Batterie A zunächst abgeklemmt und dann wieder angeklemmt wird. Da der Generator G läuft, ist das Verpolschutzrelais C noch angezogen

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und die Kontaktbrücke Kl geschlossen. Das Verpolsehutzrelais Cl ist mit einer Abfallverzögerung versehen. Wird nun die Batterie A falsch gepolt angeklemmt, bleibt das Verpolschutzrelais Cl wegen seiner Abfallverzögerung zunächst angezogen und die Kontaktbrücke Kl geschlossen. Daher spricht über die Entlastungsdiode D6 der Überstromauslöser I an und öffnet die Kontaktbrücke K3. Der zusätzliche Vorteil des Ausführungsbeispiels nach Figur 3 ist, daß bei zunächst stehendem Motor und falsch gepolter Batterie ein Kurzschlußstrom erst gar nicht züstandekommt, weil das Verpolschutzrelais Cl nicht anzieht, und daß bei bereits laufendem Motor und einer dann erfolgenden Falschpolung der Batterie A der Kurzschlußstrom vom über-Stromauslöser I abgeschaltet wird. Durch die letztgenannte Maßnahme wird die Kontaktbrücke Kl geschont.

Auch das Ausführungsbeispiel nach Figur 4 entspricht im wesentlichen den ersten beiden Ausführungsbeispielen. Zusätzlich ist jetzt aber ein Hilfsrelais C7 vorgesehen, das eine Hilfskontaktbrücke K7 steuert. Das Hilfsrelais C7 liegt zwischen dem Anschluß D+ der Erregerdioden des Generators G und dem Minus-Anschluß B-. Die Hilfskontaktbrücke K7 ist in Reihe mit dem Verpolschutzrelais Cl, der Verpolschutzdiode D3 und dem Fahrschalter Sl geschaltet. Beim Ausführungsbeispiel nach Figur '4 allerdings liegt der Anlaßschalter S2 und das Anlaßrelais C2 parallel zu der Serienschaltung aus der Verpolschutzdiode D3, des Verpolschutzrelais Cl und der Hilfskontaktbrücke K7·

Bei diesem vierten Ausführungsbeispiel kann nach dem Betätigen des Fahrschalters Sl und des Anlaßschalters S2 mit Hilfe des Anlassers M der Motor gestartet werden. Ist die Batterie A richtig gepolt, gelangt positives

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Potential über die Ladekontrollampe Hl und eine Schutzdiode D¹I zum Anschluß D+ der Erreger dioden, es fließt ein Erregerstrom und der Generator G erregt sich. Das Hilfsrelais C7, das ein Zuschalten der Batterie A nur bei laufendem Motor zuläßt, hat inzwischen die Hilfskontaktbrücke K7 geschlossen. Jetzt zieht das Verpolschutzrelais Cl an und schließt die Kontaktbrücke Kl. Damit wird die richtig,gepolte-Batterie Al an den Plus-Anschluß B+ des Generators gelegt. Ist -lie Batterie A falsch gepolt angeklemmt, dann läßt sich zwar der Motor über S2, C2, K2 und M starten, das Verpolschutzrelais Cl kann aber wegen der Verpolschutzdiode D3 nicht anziehen. Damit bleibt auch die Kontaktbrücke Kl geöffnet und der Generator G wird nicht mit der falsch gepolten Batterie A verbunden.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 5 unterscheidet sich von dem vorhergehenden vierten Ausführungsbeispiel vor allem dadurch, daß hier ein Kontrollstiftschalter mit dem Kontrollstift T3 und der Schaltbrücke S3 verwendet ist. Die Kontaktbrücke S3 des Kontrollstiftschalters T3/ S3 liegt in Serie mit der Hilfskontaktbrücke K7, dem Verpolschutzrelais Cl und der Verpolschutzdiode D3. Die Kontaktbrücke S3 wird dann geschlossen, wenn eine Batterie A in ihre Halterung eingesetzt ist. Im übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel nach Figur 5 dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4.

Ist keine Batterie A eingesetzt, dann braucht die Kontaktbrücke Kl nicht geschlossen sein. Wenn die Batterie A aus ihrer Halterung genommen wird, solange der Generator G läuft, dann fällt das Verpolschutzrelais Cl ab und öffnet auch die Kontaktbrücke Kl. Wird eine Batterie A bei weiterhin laufendem Generator nun wieder eingesetzt, aber falsch gepolt, dann zieht das Verpolschutzrelais Cl nicht an,

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damit bleibt die Kontaktbrücke Kl geöTfnet und die Batterie A wird nicht an das übrige System angeschlossen.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 6 unterscheidet sich vom fünften Ausführungsbeispiel dadurch_s daß zusätzlich ein Überstromauslöser I in Verbindung mit einem Verpolschutzrelais Cl mit Abfallverzögerung und außerdem noch eine Anzeigemöglichkeit für die Falschpolung einer Batterie vorgesehen ist. Der überstromauslöser I mit der zugehörigen Kontaktbrücke K3 und das mit einer Abfallverzögerung versehene Verpolschutzrelais Cl sind wie im dritten Ausführungsbeispiel geschaltet. Auch die zugehörige Entlastungsdiode D6 ist wie im dritten Ausführungsbeispiel angeordnet. Parallel zu den Anschlüssen der Batterie A liegt eine Serienschaltung aus einem Anzeigeelement, beispielsweise einer Glühlampe, H2 und einer Diode D2, wobei die Anode der Diode D2 dem Minus-Anschluß fides Generators G zugewandt ist.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Starten des Motors möglich. Ist die Batterie aber falsch gepolt angeschlossen, bleibt die Kontaktbrücke Kl geöffnet. Die Batterie A wird nicht geladen, weil keine Verbindung zum übrigen System besteht. Dem Benutzer des Kraftfahrzeugs wird aber mit Hilfe der Anzeigelampe H2 deutlich gemacht, daß die Batterie A falsch gepolt angeschlossen ist. Der überstromauslöser I bietet einen zusätzlichen Schutz. Falls bei einer ordnungsgemäß angeschlossenen, aber schwachen, Batterie A und laufendem Motor eine Fremdspannungsquelle mit niederem Innenwiderstand, beispielsweise eine starke Fremdbatterie oder ein Batterieladegerät, falsch angeschlossen wird, wirkt dies wie eine falsch gepolt angeschlossene Batterie A. In diesem Fall trennt dann der

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überstromauslöser I mit Hilfe der Kontaktbrücke K3 das System von der Fremdspannungsquelle.

Ein mit Halbleiterschaltern arbeitendes Ausführungsbeispiel zeigt Figur 7. Der Minus-Anschluß B- des Generators G und die einen Anschlüsse des Anlaßrelais C2 und der zweiten Anzahl von Verbrauchern V4, V5 sind miteinander verbunden und können am Fahrzeugchassis liegen. Der Minus-Anschluß der Batterie A, des Anlassers M und der Anzeigevorrichtung H2, D2 für eine falsch gepolte Batterie dagegen liegen über eine Betriebsdiode D8 am Minusanschluß B- und/oder am Chassis. Parallel zur Betriebsdiode D8 ist ein Thyristor T8 geschaltet. Die Anode der Betriebsdiode D8 und die Kathode des Thyristors T8 sind dem Chassis und damit dem Minus-Anschluß B- zugewandt. Der Steueranschluß des Thyristors T8 ist mit dem Ausgang eines Schaltverstärkers V8 verbunden, zwischen dem Ausgangsanschluß des Schaltverstärkers V8 und dem Anschluß D+ der Erregerdioden liegt ein Widerstand Rl. Der Schaltverstärker V8 enthält zweckmäßigerweise einen Transistor T7 mit einem Kollektorwiderstand R2 und einem Basisspannungsteiler R3j RlJ. Der Schaltverstärker kann aber auch anders oder komfortabler ausgelegt sein. Der Eingangsspannungsteiler R3, R4 tritt an die Stelle der Wicklung des Verpolschutzrelais Cl von vorhergehenden Beispielen.

über die Betriebsdiode D8 kann dann ein Entladestrom fließen, wenn eine Batterie A eingesetzt und diese richtig gepolt ist. Wenn eine Batterie A eingesetzt ist, so ist über den Kontrollstift T3 die Schaltbrücke S3 geschlossen. Bei richtiger Polung der Batterie A wird über die Verpolschutzdiode D3 und den Eingangsspannungsteiler R3, R^ des Schaltverstärkers V8 auch der Transistor T7 leitend. Der Thyristor T8 zündet und ermöglicht so auch einen Ladestrom aus dem Generator G in die Batterie A. Bei verpolter Batterie A bleibt der Thyristor Τθ gesperrt.

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Das Ausführungsbeispiel nach Figur 8 entspricht im wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel, hinzugekommen sind noch die Kontrollstiftschalteranordnung T3, S3 und vor allem ein weiteres Verpolschutzrelais C4, das weitere Kontakte K4,. K5 und K6 steuert und in Serie mit einer weiteren Verpolschutzdiode D9 geschaltet ist. Für den Anschluß einer Fremdspannungsquelle ist eine Fremdspannungssteckdose F vorgesehen. Der Masseanschluß F- der Steckdose F liegt am Chassis des Fahrzeugs, also am Minus-Anschluß B-. Zwischen dem Plus-Anschluß F+ der Steckdose F und dem Minus-Anschluß B- liegt die Reihenschaltung aus der weiteren Verpolschutzdiode D9 und dem weiteren Verpolschutzrelais C4. Über die Kontaktbrücke K4 kann der Plus-Anschluß F+ der Steckdose F beim Betätigen des Anlaßschalters S2 und damit des Anlaßrelais C2 und der Kontaktbrücke K2 an den Anlasser M gelegt werden. Die schon erwähnte weitere Kontaktbrücke K5 ist in Serie mit der Schaltbrücke S3 des Kontrollstifts T3, der Verpolschutzdiode D3 und dem Verpolschutzrelais Cl geschaltet. Zweckmäßigerweise ist noch eine Kontaktbrücke K6 vorgesehen, die im normalen Betriebsfall geschlossen ist und während eines Fremdstartvorganges mit Hilfe des weiteren Verpolschutzrelais C4 geöffnet wird. Dadurch wird keine Verbindung zur Fahrzeugbatterie A hergestellt.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 8"ist vor allem für solche Nutzfahrzeuge vorgesehen, die nur eine schwache eigene Batterie A haben und mit Hilfe einer starken Fremdbatterie gestartet werden müssen. Die weitere Verpolschutzanordnung mit dem weiteren Verpolschutzrelais C4 hat für die an die Steckdose F angeschlossene Fremdspannungsquelle die gleiche Wirkung wie das Verpolschutzrelais Cl des ersten Ausführungsbeispxeles für die fahrzeugeigene Batterie A. Die Funktion braucht deshalb

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nicht weiter erläutert zu werden. Durch die Kontaktbrücke K5 wird während des Startvorganges die Verpο!schutzanordnung für die Eigenbatterie A außer Betrieb gesetzt. Die zusätzliche Kontaktbrücke K6 dient der gegenseitigen Verriegelung und verhindert, daß bei einer falsch gepolten fahrzeugeigenen Batterie A durch diese Ausgleichsströme fließen können. Im übrigen darf die Fremdspannung^quelle nur an die Steckdose F angeschlossen werden, um alle Schutzmöglichkeiten erfassen zu können.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 9 entspricht im wesentlichen dem fünften Ausführungsbeispiel, es weist jedoch keinen Überstromauslöser auf. Das Verpolschutzrelais Cl steuert außer der Kontaktbrücke Kl eine weitere Schaltbrücke KlO, die in Serie mit dem Anlaßschalter S2 liegt. Zusätzlich ist noch ein weiteres Relais C3 vorgesehen, dessen Wicklung parallel zu den Anschlüssen B+ und fides Generators G liegt. Das Relais C3 steuert eine erste weitere Schaltbrücke K5, die im Ruhezustand eine Verbindung zwischen dem Plusanschluß A+ der Batterie A und den verpolungsunempfindlichen Verbrauchern V4 aus der zweiten Anzahl der Verbraucher, in diesem Fall insbesondere Fahrzeuglampen und Warnblinker, herstellt. Diese Verbraucher sind wie bisher über den Schalter S4 einschal tbar. Wenn das weitere Relais C3 angezogen hat, . schaltet die erste weitere Schaltbrücke die verpolungsunempfindlichen Verbraucher auf den Plus-Anschluß B+ des Generators G. Gleichzeitig werden über die zweite weitere Schaltbrücke K6 auch die verpοlungsempfindlichen Verbraucher V5 - über den zugehörigen Schalter S5 einschaltbar - an den Plus-Anschluß B+ des Generators gelegt.

Das Verpolschutzrelais Cl ermöglicht ein Starten des Motors nur dann, wenn eine Batterie A vorhanden und richtig gepolt ist. Das weitere Relais C3 kann erst dann

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anziehen, wenn der Generator G Spannung abgibt. Erst dann wird über die Kontaktbrücken Kl und Κβ ein Ladestrom zur Batterie A zugelassen. Die verpolungserapfindlichen Verbraucher V5 liegen dann, wenn die Batterie A richtig gepolt angeschlossen und der Fahrschalter Sl betätigt ist, über den Kontakt Kl des Verpolschutzrelais Cl auch bei stillstehendem Pahrzeugmotor am Pluspol A+, sie"sind über den Schalter S5 zuschaltbar.

Anhand einer Tabelle sollen die Schutzmöglichkeiten, die mit den beschriebenen Ausführungsbeispxelen erreicht werden können, zusammenfassend geschildert werden.

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ochutzmöEÜchkeiten der beschriebenen Aus führungnboispiele

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V Betriebs- ^^ zustand Aus- ^V führungs·^^ beispiel ^^ Figur	Generator steht und läuft gegebenenfalls danach an	Batterie richtig gepolt, aber ent laden; Freindspan nungsquelle wird verpolt ange schlossen	Batterie fehlt, Freindspannungs quelle ist oder wird verpoit angeschlossen	Generator läuft schon	Freindspannungsquelle wird verpolt angeschlossen	Batterie ist vorhanden und richtig gepolt
1 2 3 η 5 6 7 8 9	Batterie ist oder wird eingebaut	O O	O	Batterie wird ausgebaut und dann verpolt wieder eingebaut	Batterie fehlt	ι + ι ο ι ι ο ο ι >
Batterie geladen, aber verpolt	+ + + + + ι ο ο ι	+ + + + + ίσο ι
O

+ = voller Schutz

ο = beschränkter Schutz wegen beschränkter Lebensdauer des Überstromauslösers

- = kein Schutz.

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Das Ausführungsbeispiel nach Figur 1 bietet vollen Schutz in den Fällen, in denen eine geladene Batterie verpolt oder eine Premdspannungsquelle verpolt angeschlossen wird und zwar dann, wenn der Motor steht und wenn der Motor gegebenenfalls danach angelassen wird. Das gleiche gilt für das Ausführungsbeispiel nach Figur 3. Das Ausführungsbeispiel nach Figur 2 bietet den geforderten Schutz in allen geschilderten vorkommenden Fällen, allerdings wegen.der beschränkten Lebensdauer der Schaltkontakte des Überstromauslösers nur für eine beschränkte Zahl von Schaltspielen. Auch das Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ermöglicht diesen beschränkten Schutz für die übrigen Fehlerfälle. Das Ausführungsbeispiel nach Figur k bietet über die Schutzmöglichkeiten des Ausführungsbeispiels nach Figur 1 hinaus auch noch vollen Schutz dann, wenn zwar eine fahrzeugeigene Batterie vorhanden und richtig angeklemmt is~, aber eine starke Fremdspannungsquelle verpolt angeschlossen wird. Die Ausführungsbeispiele nach den Figuren 5 bis 9 schützen das Batterieladesystem voll in den ersten fünf geschilderten Fehlerfällen, also auch dann, wenn bei laufendem Motor die Batterie zunächst ausgebaut und dann verpolt wieder eingebaut wird oder wenn bei einer fehlenden Batterie und laufendem Motor eine Frendspannungsquelle verpolt angeschlossen wird. Darüber hinaus ermöglicht das Ausführungsbeispiel nach Figur 6 einen beschränkten und das Ausführungsbeispiel nach Figur 8 einen vollen Schutz dann, wenn bei laufendem Motor und richtig gepolter fahrzeugeigener Batterie eine Premdspannungsquelle verpolt angeschlossen wird. Der genannte beschränkte Schutz ist wieder durch die beschränkte Lebensdauer der Kontakte des Überstromauslösers I bestimmt.

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Claims

Ansprüche

f i. !Anordnung zum Schutz eines Generatorsystems und/oder von Verbrauchern gegen eine Beschädigung durch ein Anschließen einer falsch gepolten Spannungsquelle, beispielsweise einer Batterie, mit einer Einrichtung zum Erkennen der falschen Polung, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine Entlastungsdiode (D6) ist, die in Wirkungsverbindung mit einem Jberstromauslöser (I) steht.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der überstromauslöser (I) in Serie mit den Anschlüssen (A+, A-) der Batterie (A) liegt und daß die Entlastungsdiode (Do) parallel zu der Serienschaltung aus den Anschlüssen (A+, A-) der Batterie (A) und dem überstromauslöser (I) geschaltet ist.

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3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Anzahl von Verbrauchern (L6) direkt parallel zu den Anschlüssen (A+_s A-) der Batterie (A) und eine zweite Anzahl von Verbrauchern (L4, V5) parallel zu der Serienschaltung aus den Anschlüssen (A+, A-) der Batterie (A) und dem überstromauslöser (I) liegt.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung weiter eine Serienschaltung aus einem Verpolschutzrelais (Cl) und einer Verpolschutzdiode (D3) enthält.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Verpolschutzrelais (Cl) eine Kontaktbrücke (Kl) steuerbar ist, die in Serie mit den Anschlüssen (A+, A-) der Batterie (A) liegt.
6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5 für ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrschalter, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrschalter (Sl) in Serie mit der Steuerwicklung des Verpolschutzrelais (Cl) liegt.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Anzahl von Verbrauchern (L6) direkt parallel zu den Anschlüssen (A+, A-) der Batterie (A)

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und die zweite Anzahl von Verbrauchern (L4, V5) parallel zu der Serienschaltung aus den Anschlüssen (A+, A-) der Batterie (A), der Kontaktbrücke (Kl) und dem Überstromauslöser (I) liegt.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verpolschutzrelais (Cl) mit einer Abfallverzögerung ausgestattet ist.
9· Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8 mit einem Generator mit einer Erregerwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Anschluß (D+) der Erregerdioden und dem Masseanschluß (B-) des Generators (G) ein Hilfsrelais (C7) liegt und daß eine vom Hilfsrelais (C7) gesteuerte Hilfskontaktbrücke (K7) in Serie mit der Serienschaltung aus dem Verpolschutzrelais (Cl) und der Verpolschutzdiode (D3) angeordnet ist.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch den Auflagedruck einer Batterie (A) betätigbarer Kontrollstift (T3) vorgesehen ist, der eine Kontroll-Schaltbrücke (S3) steuert, und daß die Kontroll-Schaltbrücke (S3) in Serie mit der Serienschaltung aus dem Verpolschutzrelais (Cl) und der Verpolschutzdiode (D3) angeordnet ist.

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11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Anspruches dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Anschlüssen (A+, A-) der Batterie (A) zur Anzeige einer falschen Polung eine Reihenschaltung aus einem Anzeigeelement (H2) und einer Diode (D2) angeordnet ist.
12. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Ausgangsanschlüssen (B+, B-) des Generators (G) eine Reihenschaltung (Dl) aus einer in Sperrichtung gepolten Zenerdiode und einer in Durchlaßrichtung gepolten Diode angeordnet ist.
13· Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindungsleitung zwischen den massenahen Anschlüssen der Batterie (A) und der zweiten Verbraucher (L4, V5) und dem Masseanschluß (B-) des Generators (G) eine mit ihrem Kathodenanschluß an die genannten massenahen Anschlüsse angeschlossene Betriebsdiode (D8) eingefügt ist, daß parallel zu dieser Betriebsdiode (D8) die Schaltstrecke eines Thyristors (T8) liegt und daß der Steueranschluß des Thyristors (T8) im wesentlichen mit dem Anschluß (D+) der Erregerdioden des Generators (G) verbunden ist.

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14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Anschluß (D+) der Erregerdioden des Generators (G) und dem Masseanschluß der zweiten Verbraucher (L4, V5) die Ausgangsansehlüsse eines Schaltverstärkers (V8) verbunden sind und dessen Eingang über eine Reihenschaltung aus einer Diode (D3) und einer Kontrollschaltbrücke (S3) - gegebenenfalls über weitere Schaltelemente - an die masseferne Betriebsspannungsleitung (B+) angeschlossen ist, wobei die Kontroll-Schaltbrücke (S3) über einen Kontrollstift (T3) durch den Auflagedruck der Batterie (A) betätigbar ist.
15. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche für ein Kraftfahrzeug mit einem Anlasser, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlüsse (F+, P-) für eine äußere Stromversorgungseinrichtung vorgesehen sind, daß zwischen dem massefernen Anschluß (F+) und dem Masseanschluß (F-) die Serienschaltung eines zweiten Verpolschutzrelais (CiJ) und einer weiteren Diode (D9) liegt und daß durch das weitere Verpolschutzrelais (ClJ) Schaltbrücken (K4, K5, Κ6) zum Anschließen des Anlassers (M) und zum Abtrennen der Batterie (A) und des - ersten - Verpolschutzrelais (Cl) steuerbar sind.
16. Anordnung nach einem der Ansprüche H bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein-weiteres Relais (C3) vorgesehen

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ist, dessen Wicklung direkt an die Ausgangsanschlüsse (B+, B-) des Generators (G) angeschlossen ist und durch das eine erste weitere Schaltbrücke (K5) und eine zweite weitere Schaltbrücke (K6) steuerbar ist, wobei durch die erste weitere Schaltbrücke (K5) in ihrem Ruhezustand eine erste Gruppe der zweiten Verbraucher (V4) an die Batterie (A) und in ihrem eingeschalteten Zustand an den Generator (G) und durch die zweite weitere Schaltbrücke (K6) im eingeschalteten Zustand und eine Gruppe der zweiten Verbraucher (V5) an den Generator (G) anschließbar ist.

17· Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Verpolschutzrelais (Cl) mit einer weiteren Schaltbrücke (KlO) in Wirkungsverbindung steht, durch die in ihrem eingeschalteten Zustand die Batterie (A) an den Generator (G) anschließbar ist.

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