-
Einrichtung zum Laden von Akkumulatorenbatterien unter selbsttätiger'
Ladebegrenzung nach, Volladung Unter den bekannten Einrichtungen zum selbsttätigen
Laden von Akkumulatorenbatterieh haben sich diejenigen mit Drehumformersatz als
die zweckmäßigsten erwiesen. Einerseits können diese Einrichtungen an jedes Netz
niedriger Spannung angeschlossen werden, wobei je nach dem vorliegenden Falle der
Motor auszuwechseln ist; diesen Vorteil weisen' die Vorrichtungen mit Gleichrichter
oder die Einrichtungen, welche das unmittelbare Laden von ,einem Gleichstromnetz
aus gestatten, nicht auf. Anderseits ist der Wirkungsgrad der Drehumformer im allgemeinen
höher für die am häufigsten vorkommenden Batterien mit niedrigen Spannungen.
-
Bekannte Einricht-ungen dieser Art mit Drehumformersätzen besitzen
den Nachteil, daß der Drehumformersatz mit dem Reststrom der zu ladenden Batterie
angelassen werden muß; was unmöglich ist, wenn die Batterie ganz entladen ist. Außerdem
ist es bei bekannten Vorrichtungen erforderlich, daß die Batterie vorher. an die
Ladetafel angeschlossen ward, was zu Störungen und Unfällen führen kann infolge
der Möglichkeit falscher Schaltungen :oder falscher Handhabungen.
-
Diese Übelstände machen sich insbesondere störend bemerkbar, wenn
es sich um Ladeeinrichtungen an Fahrzeugen handelt, wo es in erster Linie auf Sicherheit
und schnelle Handhabung ankommt. Es sind zwar Steckervorrichtungen zum Änschluß
der Batterie an selbsttätig wirkende Schalteinrichtungen der Ladetafel bekannt;
aber diese bekannten Steckervorrichtungen werden bisher nur zum unmittelbaren Anschluß
von Batterien an ein Netz benutzt; sie dienen zur Sicherung der richtigen Polarität
unter Vermeidung von Funkenbildung zwischen den Kontakten oder sollen vermeiden,
daßeine Ladeeinrichtung trotz Abschaltung einer geladenen Batterie unter Spannung
verbleibt. ' Gemäß der Erfindung werden derartige Steckervorrichtungen mit Drehumformers.ätzen
zu einer Ladeeinrichtung vereinigt, die vollständig selbsttätig erbeitet, d. h..
den Drehumformersatz in Gang setzt, sobald die zu ladende Batterie durch den Stecker
an die Ladetafel angeschlossen wird und den Ladestromkreis bei Volladung der Batterie
selbsttätig wieder unterbricht. Die Erfindung betrifft also eine Einrichtung zum
selbsttätigen Laden von Akkumulatorenbatterien mittels einer durch ,ein Netz gespeisten
Drehumformergruppe, wobei die Batterie an die Ladetafel mittels einer Steckervorrichtung
angeschlossen wird, die durch ihr Einsetzen einen Schalter steuert, der die Speisung
des Drehumformersatzes herbeiführt und auch unterbrechen kann. Das Wesen der Erfadung
besteht darin, daß der Drehumformer seine aus
Motor und Generator
bestehende Ladegruppe ist,.die selbsttätig anläuft, wenn die Batterie durch einen
hierfür besonders ausgebildeten Stecker angeschlossen wird. Die Anschlußsteckervorrichtung
weist in an sich bekannter Weise drei nicht verwechselbare Pole auf, von denen zwei
den Klemmen der zu ladenden Batterie entsprechen, der dritte zum selbsttätigen Anschlußschalter
der Ladegruppe gehört, und die beiden ersten Steckerstifte gegenüber dem dritten
zweckentsprechend verkürzt sind.
-
Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Einrichtung nach
der Erfindung dargestellt, und zwar für den Fall, daß das Laden durch einen Amperestundenzähler
geregelt wird.
-
Der Strom wird der Akkumulatorenbatterie von einer Verbundmaschine
mit einer Gegenwicklung oder einer sonstigen Verbunddynamo geliefert, in deren Hauptstromkreis
ein passender Widerstand eingeschaltet ist, wodurch man für die Batterie die günstigste
Ladecharakteristik erhält. Die Akkumulatorenbatterie wird gegen eine überladung
durch einen Amperestundenzähler geschützt, welcher entweder die Gesamtladung regeln
kann (gemäß der Schaltung nach Abb. i, die für Bleiakkumulatoren oder Eisen-Nickel-Akkumulatoren
benutzt werden kann), oder den Teil. der Ladung, welcher zwischen der Spannung von
2,42 Volt und der Maximalspannung liegt (gemäß der Schaltung nach Abb.2; die für
die Ladung eines Bleiakkumulators gilt).
-
Bei der Ausführungsart nach Abb. i ist die zu ladende Akkumulatorenbatterie,
die rechts ,auf der Zeichnung dargestellt ist, mit den Kontaktente und b des beweglichen
Stekkerteils p der dreipoligen Steckvorrichtung verbunden; der dritte Steckkontakte
ist mit dem Kontakt a durch leinen feinen Draht verbunden, der durch den Kontakt
q am Ende der Ladung selbsttätig unterbrochen wird. Der Kontakt q wird von einem
Amperestundenzähler o gesteuert, der die Ladung der Akkumulatorenbatterie mißt.
p' bezeichnet den festen Teil der Steckvorrichtung, welcher auf der Ladetafel angebracht
ist. Die Kontakte e und c' sind gegenüber den Kontakten a und a', b
und b' beträchtlich derart verschoben, daß beim Einführen des Anschluß,-steckers
zuerst die Kontaktea mit a' sowie b
mit b' in Berührung gelangen und
erst dann c mit c': Dias Ingangsetzen der Ladung vollzieht sich in folgender Art:
ist die Batterie teilweise oder ganz entladen, so ist der Kontakt g geschlossen,
und man hat nur den Stecker reinzuführen. Infolge der besonderen Anordnung schließt
sich zuerst der Hauptstromkreis a, a',
b', b, und dann kommen erst
die Kontakte c', c
in Berührung. Jetzt speist- die Batterie die Spule des
Relais d, welches den Kontakte schließt; die Spule f schließt dann den N@etzschalter,
und der Asynchronmotor m des Ladeaggregates läuft an, wobei sich die Widerstände
h noch im-- Stromkreis des Rotors befinden. Wenn sich dessen Geschwindigkeit erhöht,
wächst auch die Spannung an den Klemmen der Dynamo g und rückt im gewünschten Zeitpunkt
den Schalter i ein, welcher die Anlaßwiderstände kurzschließt. Je nach der Leistung
des Motors kann das Anlassen in mehreren Stufen bewirkt werden. Man wird also im
Falle großer Leistung mehrere Schalter im Rotorstromkreis vorzusehen haben, welche
bei verschiedenen Spannungen an den Klemmen der Dynamo eingerückt werden.
-
Sobald das Maschinenaggregat mit normaler Drehzahl umläuft, schließt
der Ein-und Ausschalter I, dessen Spannungsspule der an den Ktemmenu, v herrschenden
Verbündspannu g der Dynamo unterliegt, den Kontakt h und rückt den Schalter
l des Ladestromkreises ein. In diesem Augenblick beginnt die Ladung, wobei die Charakteristik
der Dynamo durch einen Widerstandr geregelt wird. Wenn die vorgesehene Elektrizitätsmenge
an die Akkumulatorenbatterie abgegeben ist, .öffnet der Amperestundenz,ählerio den
Kontakt g, und der Netzschalter f wird ausgerückt, wodurch das Maschinenaggregat
zum Stillstand kommt. Der Ein- und Ausschalter jöffnet daher den Kontakt h, wodurch
auch der Schalter l ausgerückt wird, so daß .die Ladung jetzt beendet ist.
-
Abb.2 zeigt eine Ladetafel, die sich von derjenigen nach Abb. i dadurch
unterscheidet, daß der Amperestundenzähleno die Ladestrommenge erst von dem Augenblick
an rnißt, wo die Spannung jedes Elementes 2,42 Volt erreicht. Die Volladung der
Batterie wird dann mit größerer Genauigkeit erreicht, da die Elektrizitätsmenge,
welche einem Bleielement bis zur vollständigen Ladung nach Erreichung der Spannung
von 2,42 Volt zuzuführen ist, für einen Akkumulatorentyp bestimmter Kapazität konstant
ist. Der Stromkreis für die Wicklung des Amperestundenzählers wird daher an .einem
Kontakt t bei dieser Klemmenspannung durch ein Relais n geschlossen, dessen Spule
an den Steckkontakten a' und b' liegt.
-
Die Erregung des Relais d wird durch den Kontakt g, welcher von dem
Amperestundenzähler gesteuert wird, am Ende der Ladung unterbrochen.
-
Das Ingangsetzen findet statt, indem man. den Zeiger des Zählers auf
der Gradeinteilung entsprechend der der Batterie oberhalb der Spannung von 2,42
Volt noch zuzufühsenden
Elektrizitätsmenge einstellt. Dadurch wird
der Kontakt q geschlossen, und das Ingangsetzen der Ladung vollzieht sich wie oben
beschrieben. Wenn im Verlaufe der Ladung die Spannung der Batterieeinen Wert tntsprechend
2,4.2 Volt je Elementerreicht, so schließt das Relais n deal Kontakt t, und
der Zähler beginnt zu arbeiten. Sobald diesen die gewünschte Elektrizitätsmenge
durchflossen hat, öffnet sich der Kontakt q und die Ladung hört auf. Falls der Stromkreis
des Zählers nicht unterbrochen wird, kann seine Ingangsetzung auch dadurch bewirkt
werden, daß die Zeigervorrichtung ursprünglich gesperrt ist und durch ein geeignetes
Relais, das an die Klemmen der Batterie angeschlossen ist, frei wird.
-
Das Laden erfolgt also nach der Erfindung vollständig -selbsttätig,
ohne daß, irgendein Eingriff des Personals für irgendwelche Regelung während der
Ladung erforderlich -wird, nachdem :einmal das Ingangsetzen durch einen einfachen
Handgriff erfolgt ist. Am Ende der Ladung hält das Maschinenaggregat an, ohne einen.
,äußeren Eingriff. Im Falle einer Netzstörung hält das Maschinenaggregat ebenfalls
unter Abschaltung des Ladestromkreises an und setzt sich ferst wieder von selbst
in Bewegung, wenn der Strom aufs neue verteilt wird. Keine falsche Handhabung ist
möglich, denn wenn man vergißt, den Zeiger des Ampierestundenzählerseinzustellen,
bleibt der Kontakt q offen, und die Lademaschine kann nicht anlaufen.
-
Außerdem ist es dank der Anordnung der Kontakte,- und c' mit Bezug
auf die Kontakte a, a', b und b' nicht möglich, das Maschigenaggregat
in Lauf zu setzen, bevor man die Akkumulatorenbatterie angeschlossen hat. Zieht
man den Stecker p zurück, so klinkt zuerst der Netzschalter aus, was fast augenblicklich
auch das öffnen des Schalters des Ladestromkreises herbeiführt. Die Kontakte a und
a' sowie b und b' können also ohne die Gefahr der Funkenbildung
voneinander getrennt werden, wenn man dafür sorgt, daß @es Langsam geschieht.
-
Die Akkumulatorenbatterie kann sich nicht auf die Maschine entladen
wegen des Vorhandenseins des Ein- und Ausschalters j; aber sobald die Dynamoeine
ausreichende Spannung hat, beginnt die Ladung. Schließlich wird auch die Ausgleichladung,
die periodisch vorgenommen werden muß, selbsttätig bewirkt. Es genügt in allen Fällen,
den Zeiger des Amperestundenzählers .auf die Teilung einzustellen, welche der Zahl
der der Akkumulalorenbatteriezuzuführernden Amperestunden (entspricht, und den Schalter
g zu öffnen, um in.den Ladestromkreis dem notwendigen zusätzlichen Widerstand einzuführen.
Schalterz dient als Hilfsschalter zur Abschaltung des Netzes.
-
Man kann in der beschriebenen Art das selbsttätige Laden mehrerer
parallel geschalteter Akkumulatorenbatterien vornehmen. Der auf der Zeichnung rechts
der Linie XY gelegene Teil der Einrichtung ist für jede einzelne Akkumulatorenbatterieerforderlich,
und die verschiedenen Ladetafeln werden dann parallel an die Leitungen angeschlossen,
die auf der Zeichnung links von der Schnittlinie X Yenden. Es ist zu bemerken,
daß auch in diesem Falle das Relais d so angeordnet sein muß, daß. @es zugleich
das Unterbrechen bei :ei ;und das Ausklinken des Hauptschalters L hervorruft.