DE877044C - Elektrolytischer Zaehler, insbesondere zur UEberwachung von Kraftwagenbatterien - Google Patents

Elektrolytischer Zaehler, insbesondere zur UEberwachung von Kraftwagenbatterien

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DE877044C
DE877044C DES2629D DES0002629D DE877044C DE 877044 C DE877044 C DE 877044C DE S2629 D DES2629 D DE S2629D DE S0002629 D DES0002629 D DE S0002629D DE 877044 C DE877044 C DE 877044C
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DE
Germany
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electrolyte
battery
electrolyte chamber
electrolytic
meter according
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Expired
Application number
DES2629D
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English (en)
Inventor
Kurt Kessler
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R22/00Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters
    • G01R22/02Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electrolytic methods

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

  • Elektrolytischer Zähler, insbesondere zur Uberwadiung von Kraftwagenbatterien Die Erfindung bezieht sich auf Elektrolytzähler, vorzugsweise für die Überwachung von Kraftwagenbatterien. Sie hat die Aufgabe, einen möglichst kleinen und wohlfeile Zähler zu schaffen, der einfach in der Herstellung ist und dem rauhen Fahrbetrieb standhält.
  • Es sind schon verschiedene Zähler zur Überwadinug des Lade- und Entladezustandes von Batterien bekanntgeworden. Diese Zähler sind aber verhältnismäßilg groß und verwickelt oder halten dem Fahrbetrieb nicht auf die Dauer stand.
  • So ist z. B. ein Ladungs- bzw. Entladungsmesser für Batterien bekanntgeworden, der aus zwei unter Zwischenschaltung eines Diaphragmas zusammengeschraubten Elektroden und einen Elektrolyt enthaltenden Gefäß teilen besteht. Die Gas räumte der beiden Gefäßteile sind durch einen eine Anzeigeflüssigkeit enthaltenden Rohrbogen miteinander verbunden. Der Zähler arbeitet mit elektrischer Eudosmose. Abgesehen davon, daß solche Zähler wegen Brüchigwerden des Diaphragmas nur kurze Lebensdauer haben, ist der Aufbau solcher Geräte auch verwickelt und teuer, da das Zählergefäß aus mehreren Teilen zusammengesetzt und für das Diaphragma eine besondere Einspannvorrichtung verwendet werden muß. Die Fugen zwischen den einzelnen Gefäßteilen lassen sich gegen den chemisch aktiven Elektrolyt nur sdiwer abdichten, außerdem besteht die Gefahr, daß der nach der Außenwand des Zählergefäßes durch ges i ekerte Elektrolyt die Ausbildung von Kriechstrompfaden zwischen den Elektroden begünstigt und dadurch die Messung fälscht.
  • Die Erfindung beseitigt die Mängel bekannter Zähler. Sie geht insbesondere darauf aus durch Verkleinerun¢? der Abmessungen den Zähler nicht nur zu verbililgen, sondern auch durch die damit verbundene Verringerung der Massenkräfte unempfindlicher gegen Fahrstöße zu machen.
  • In bekannter Weise dient bei dem elektrolytischen Zähler, der den Gegenstand der Erfindung bildet, ein durch eine Elelftrolytkammer transportiertes Gas als Meßstoff. Auch wird bei ihm unter der Einwirkung der Elektrolyse eine Anzeigeflüssigkeit in einem Rohrbogen verschoben. Erfindungsgemäß ist jedoch die Elektrolytkammer beiderseits durch Gitterelektroden gegen die Kammern abgegrenzt, die das als Meßstoff dienende Gas enthalten und in die je ein Ende des Rohrbogens mündet.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
  • Das Zellengefäß I des Elektrolytzählers besteht aus einem dickeren Schenkel 2 und einem dünneren Schenkel 3, die durch Krümmer 4, 5 miteinander verbunden sind. Im dickeren Schenkel befindet sich die Elektrolytkammer 6, die an beilden Enden durch Gitterelektroden 7, g begrenzt ist. In dem Teil 3 des Rohrsystems befindet sich eine Anzeigeflüssigkeit 9, die die gleiche sein kann wie der Elektrolyt. Sie kann aber auch aus Quecksilber bestehen oder besonders gefärbt, sein. Bei Verwendung einer klaren Anzeigeflüssigkeit wird in der bei Elektrolytzählern bekannten Weise hinter dem Rohr ein schwarzer Strich auf weißem Grund, ein weißer Strich auf schwarzem Grund oder auch ein farbiger Strich angebracht, der dann, soweit das Rohr mit Flüssigkeit gefüllt ist, in entsprechender Verbreiterung erscheint. Der übrige Teil des Gefäßes I, also die beiderseits an die Elektrolybkammern anschließew den Kammern, ist mit Wasserstoffgas gefüllt. Als Elektrolyt wird die bei Wasserstoff-Elektrolytzählern bekannte Flüssigkeit verwendet. Auch werden die Elektroden in der bei diesen Zählern bekanten Weise hergestellt und behandelt. Längs des Rohres 3 kann eine Skala angebracht werden, für die meist eine ganz grobe Teilung genügen dürfte.
  • Es genügt aber auch eine einzige Marke an der der Entladung entsprechenden Stelle. Unter Umständen kann das ganze Gefäß mit Ausnahme dieser Stelle abgedeckt sein, damit man mit einem kleinen Fenster auskommt und die Zelle möglichst allseitig kapseln kann.
  • Die Gitterelektrode 7 ist über den Vorwiderstand I0, zu dem in bekannter Weise zwecks Beriicksichtigung des Wirkungsgrades der Batterie ein Gleichrichter ii mit Vorwiderstand I2 parallel geschaltet ist, an das eine Ende des Nebenwiderstands I3 angeschlossen, während das andere Ende dieses Widerstands I3 mit der Elektrode 8 verbunden ist.
  • Ist der Nebenwiderstand I3 getrennt vom Zähler, z. B. in unmittelbarer Nähe der Batterie untergebracht, während sich der Zähler am Schaltbrett befindet, dann wird man zweckmäßig, wie gestrichelt angedeutet, dem Zähler selbst noch einen besonderen, vorzugsweise einstellbaren Nebenwiderstand 14 geben.
  • Der Zähler arbeitet folgendermaßen: Die dargestellte Lage nimmt die Anteigeflüssigkeit bei vollkommen entladener Batterie ein. Wird die Batterie geladen, dann fließt in der Zelle I ein Strom von der Elektrode 7 nach der Elektrode 8. Dadurch wird der Wasserstoff von der linken Seite nach der rechten Seite geschafft und die Anzeigeflüssigkeit 9 mehr und mehr aus dem Schenkel 3 nach links gedrängt. Da der Gleichrichter II bei dieser Stromrichtung sperrt, wird der Vorwijderstand I0 voll wirksam.
  • Bei der Entladung der Batterie fließt in der Zelle I der Strom von der Elektrode 8 nach der Elektrode 7, und der Wasserstoff wird jetzt von rechts nach links geschafft, mit der Folge, daß sich das Rohr 3 mehr und mehr mit der Anzeigeflüssigkeit g füllt. Da der Gleichrichter 11 in dieser Richtung den Strom durchläßt, fließt auch noch durch den Widerstand 12 Strom. Der Rücktransport des Wasserstoffs findet deshalb schon nach einem kleineren Stromumsatz - statt als der Wasserstofftransport bei der Ladung. Durch entsprechende Einstellung der Widerstände kann demgemäß leicht der Wirkungsgrad der Batterie berücksichtigt werden.
  • Die Gitter 7 und 8 lassen sich ohne weiteres so engmaschig machen, daß die Flüssigkeitsmen1isken auch bei starken Fahrstößen ein Austreten des Elektrolyts verhüten. Auch nehmen diese Flüssigkeitsmenisken ohne weiteres die durch Temperaturschwankungen hervorgerufenen Volumenänderungen des Elektrolyts auf, insbesondere weil der Ausdehnungskoeffizient des Elektrolyts verhältnismäßig klein ist. Schwierigkeiten würden sich nur dann ergeben, wenn von Anfang an im Elektrolytraum eine gewisse Gasmenge vorhanden wäre. Das Gas würde sich aber leicht durch entsprechendes Kippen, Schütteln od. dgl. der Zelle austreiben lassen. Auch könnte man es durch elektrolytischen Transport aus der Elektrolytkammer entfernen.
  • Wenn einmal nach der Anfangseinstellung die Elektrolytkämmer von Gas frei ist, bleibt sie es auch während des Fahrbetriebes.
  • Um auf die Entladung der Batterie aufmerksam zu machen, können an dem Schenkel 3 mit einem Signalstromkreis verbundene Kontakte 15, I6 angebracht werden, von denen sich oder Kontakt I6 an einer Stelle des Schenkels 3 befindet, die die Anzeigflüssibokeit g nach der Entladung der Batterie oder kurz vorher erreicht. Der Signalstromkreis kann ein optisches oder akustisches Signal betätigen. Unter Umständen können mehrere Signalkontakte, z. B. ein Vor- und ein Hauptkontakt, verzvendet werden, die je nach dem Entladungsgrad verschiedene Signale betätigen.
  • In Fig. 2 und 3 hat die Elektrolytkammer 6 einen Überlauf 17. Der Überlauf erleichtert wesentlich das Entleeren des Gases aus der Elektrolytkammer.
  • Auch kann man Zähler mit derartigem Überlauf verwenden, um nur die Entladung bzw. nur die Ladung der Batterie zu überwachen, indem man jeweils nach der Entladung der Batterie und dem Einsetzen einer geladenen Batterie bzw. jeweils nach dem Aufladen einer Batterie durch Kippen den Zähler in den Anfangszustand zurückbringt. Die Gitterwand beim Überlauf I7 kann ohne Schwierigkeiten derart hochgezogen werden, daß auch bei Fahrstößen der Elektrolyt nicht überläuft. Ein gelegentliches geringfügiges überlaufen ist aber unschädlich, weil dadurch die Messung nicht beeinträchtigt wird, denn der Meßmeniskus liegt auf der nicht mit Überlauf versehenen Elektrolytkammer-Seite. Auch Temperaturschwankungen und die dadurch bedingten Volumenänderungen des Elektrolyts sind bei Vorbandensein eines Überlaufs ohne Einfluß auf das Arbeiten der Zelle, und zwar auch dann, wenn in dem Elektrolytraum etwas Gas vorhanden sein sollte. Die Zellen nach Fig. I bis 3 sind so ausgeführt, daß auch dann, wenn die Batterie voll aufgeladen ist und noch weiter mit Ladestrom beschickt wird, Fehlanzeigen vermieden werden.
  • Denn nach der Vollaufladung ist die Anzeigeflüssigkeit 9 aus dem Schenkel 3 nach links gewandert, und wenn nun von der Elektrode 8 weiter Gas nachgeschoben wird, dann kann dieses in Blasenform in dem Krümmer 4 hochsteigen. Der Meßmeniskus bleibt dabei an der gleichen Stelle.
  • Es wird sich empfehlen, ,den Zähler so anzuordnen, daß er bei jeder Entladung und Ladung der Batterie zwangsläufig eingeschaltet bleibt. Er kann also z. B. für die Fälle, in denen die Batterien zwecks Ladung aus dem Wagen herausgenommen werden, im Batteriekasten eingebaut sein, und man kann dann durch Signalkontakte den Entladezustand anzeigen lassen oder den Zähler so anordnen, daß sein Meßmeniskus von außen sichtbar bleibt. Ist der Zähler nicht im Batteriekasten eingebaut und bei der Ladung nicht mit eingeschaltet, wird also beispielsweise die Batterie außerhalb des Wagens geladen oder jeweils nach der Entladung durch eine neue ersetzt, dann kann man den Zähler mit einem Steckeranschluß versehen und sein Anzeigemittel jeweils nach dem Einsatz einer neuen Batterie in die Ausgangslage zurückbringen. Um ganz harte Stöße fernzuhalten, kann man die Zelle oder ihr Gehäuse auf Puffer, z. B. auf Gummi, setzen. Um das Ausfließen des Elektrolyts durch die Gitterwände der Kammer bei heftigen Stößen zu unterdrücken, wird - erflndungsgemäß die Elektrolytkammer mit Glas- oder Ouarzwolle, Glas-, Quarzsplittern gefüllt, oder die Kammer wird durch mehrere Zwischengitter unterteilt, wie z. B. in Fig. 2 und 3 (Zwischengitter 78), oder in anderer Weise ein-oder mehrfach kapillar eingeschnürt. Dadurch wird dem Elektrolyt großenteils die Bewegungsfreiheit genommen. Die Stöße werden mehr oder weniger gleichzeitig dem ganzen Elektrolyt an allen Stellen übertragen, so daß also der Elektrolyt auch raschen Bewegungen des Gefäßes folgen kann, ohne auszufließen. Auch wird dadurch das Flüssigkeitsvolumen der Elektrolytkammer verringert, so daß die durch Temperaturschwankungen hervorgerufenen Volumen änderungen des Elektrolyts nicht ins Gewicht fallen. Unter Umständen kann auch der die Anzeigeflüssigkeit enthaltende Schenkel mit Dämpfungsvorrichtungen versehen sein.
  • Die Erfindung bietet unter anderem folgende Vorteile: Der überaus kleine Zähler läßt sich auch bei beschränktem Raum leicht an der Batterie, am Schaltbrett und an anderen Stellen des Fahrzeugs unterbringen. Er ist wegen seiner kleinen Massen und wegen seiner kleinen Hebel arme viel wi;derstandsfähiger gegen die Fahrstöße als andere bekannte Batteriezähler, arbeitet aber trotzdem sehr genau. Obwohl die Seitenwände der Elektrolytkammelr durchbrochen sind, weil sie aus Gitterelektroden bestehen, wird ein Auslaufen oder Verdrängen des Elektrolyts durch Fahrstöße, Temperaturschwankungen usw. zuverlässig verhütet, weilvdie den Kammerinhalt abgrenzenden Menisken wie elastische Häutchen federn, sich ausbauchen und zusammenziehen können. Der Zähler ist einfach und billig in der Herstellung. Er kann durch Abgleichen der Widerstände bequem den verschiedenen Batteriearten angepaßt werden. Da bewegliche Teile fehlen, ist er auch nicht dem Verschleiß unterworten. Er ist auch unempfindlich gegen Schrägstellen, z. B. bei Berg- und Talfahrt des Wagens oder bei ungeschickter Montage.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Elektrolytischer Zähler, bei dem als Meßstoff ein durch eine Elektrolytkammer transportiertes Gas dient und beii dem eine Anzeigeflüssigkeit unter der Einwirkung der Elektrolyse in einem Rohrbogen verschoben wird, insbesondere zur Überwachung von Kraftwagenbatterien, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolytkammer beiderseits durch Gitterelektroden gegen die Kammern abgegrenzt ist, die das als Meßstoff dienende Gas enthalten und in die je ein Ende des Rohrbogen mündet.
  2. 2. Elektrolytischer Zähler nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Gitterwand der Elektrolytkammer, vorzugsweise diejenilge, die während der Entladung Kathode ist, einen überlauf hat.
  3. 3. Elektrolytischer Zähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rohrbogen Kontakte für die Betätigung eines Signaistromkreises angebracht slind.
  4. 4. Elektrolytischer Zähler nach Anspruch I für beide Stromrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Berücksichtigung des Wirkungsgrades der Batterie zu einem im Zellenstromkreis liegenden Widerstand ein vorzugsweise mit Vorwiderstand versehener Gleichrichter (Ttrockengleichrichter) parallel geschaltet ist.
  5. 5. Elektrolytischer Zähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß. die Elektrolytkammer mit faserigem, körnigem Material gefüllt, mit Zwischengittern oder dämpfend wirkenden Einschnürungen od. dgl. versehen ist.
DES2629D 1940-02-21 1940-02-21 Elektrolytischer Zaehler, insbesondere zur UEberwachung von Kraftwagenbatterien Expired DE877044C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1271771B (de) * 1962-02-06 1968-07-04 Int Standard Electric Corp Elektrochemischer Analogspeicher fuer digitale oder analoge Eingangssignale

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1271771B (de) * 1962-02-06 1968-07-04 Int Standard Electric Corp Elektrochemischer Analogspeicher fuer digitale oder analoge Eingangssignale

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