Automatische Vorrichtung zum laden von Akkumulatorenbatterien. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur selbsttätigen Ladung von Akkumulato- renbatterien, welche sich zum Beispiel für Fernsprechanlagen und andere Schwach stromanlagen eignet, bei welchen die Batte riespannung möglichst konstant gehalten werden soll. Um Spannungsschwankungen zu vermeiden, die bei periodischer Ladung und Entladung der Batterie entstehen, ver wendet man vielfach zwei Batterien, die man wechselweise arbeiten lässt.
In vielen Fällen, zum Beispiel in Landzentralen mit weniger als 100 Teilnehmern, ist es jedoch erwünscht, mit einer einzigen Batterie auszukommen. Um die oben genannten Spannungsschwan- kungen dabei zu vermeiden, ist es vorgeschla gen worden, die Ladungsperioden in die Betriebspausen zu verlegen, wenn also kein Strom in der Anlage verbraucht wird. Das ist in Fernsprechanlagen der genannten Grössenordnung möglich, weil die gesamte Zeit, während welcher Gespräche vorkom men, verhältnismässig kurz ist und selten mehr als 14 Stunden pro Tag beträgt.
Es stehen also pro Tag mindestens 10 Stunden für die Ladung zur Verfügung, was voll ständig genügend ist, um die Batterie bei Verwendung eines verhältnismässig kleinen Ladungsstromes dauernd in geladenem Zu stande halten zu können. Es ist bekannt, für den genannten Zweck eine Relaisvorrichtung zu verwenden, die gleichzeitige Ladung und Stromabgabe in die Anlage nicht vor kommen lässt. Infolge der natürlichen Schwankungen im Betriebe kann man bei Vorrichtungen dieser Art nicht vermeiden, dass die Batterie allmählich überladen wird bezw. zu kleine Ladung erhält, wodurch Schaden an der Batterie und Betriebsstörun gen entstehen können.
Nach vorliegender Erfindung wird dieser Nachteil dadurch ver mieden, dassdie Ladung .der Batterie mittelst eines Elektrizitätszählers, zum Beispiel eines gewöhnlichen Amperestundenzählers, über wacht wird, welcher sowohl die zugeführte, als die entnommene Energie misst und die Ladung unterbricht, sobald die Batterie mit einer der entnommenen Energiemenge ent- sprechenden Energiemenge geladen worden ist.
Zweckmässig ist die Anordnung so getrof fen, dass .die Ladung anfangen kann, sobald der Zähler die Nullage verlassen hat, voraus gesetzt, dass Stromabgabe in die Anlage nicht gleichzeitig stattfindet. Hierdurch wird erreicht, dass die Ladung während jeder Betriebspause stattfinden kann, und dass. die Ladung im selben Moment anfängt, wenn .die Entladung aufhört.
Ausserdem hat eine solche Anordnung den Vorteil, dass die Batte rie praktisch .genommen, dauernd vollgeladen ist, so,dass die Batteriegrösse nur durch die jenige Reservekapazität bestimmt zu werden braucht, die bei Unterbrechungen im Netze erforderlich ist.
Der Erfindungsgegenstand soll anhand der beigefügten. Zeichnungen, die vier ver schiedene Ausführungsformen desselben ver anschaulichen, beispielsweise beschrieben werden.
Bei sämtlichen Ausführungsformen wird die Batterie B von einem Ladungsstromkreis N aus geladen, welcher Stromkreis, im Fall der Strom einem Wechselstromnetz entnom men wird, einen, Gleichrichter L enthält. Der Ladungsstromkreis in F'ig. 1 wird mittelst eines Relais B@z ein- und ausgeschaltet, wel ches Relais unterdoppelter Kontrolle steht.
Dieses Relais wird ,sowohl durch ein Relais Bi, -dessen Stromkreis d vom Zustande im Entladungskreis U abhängig ist, so dass das Relaie bei eintretender Entladung erregt wird, beeinflusst, als auch durch einen Kon takt lc an einem Elektrizitätszähler <I>AH,</I> wel cher so angeordnet ist, dass er nur in.,der Nullage des Zählers unterbrochen aber sonst immer geschlossen ist.
Der Zähler ist vom Motorzählertyp, beispielsweise einem Am- perestundenzähler,dessen Drehzahl der Stromstärke proportional ist, und dessen An ker<I>r</I> mit einem Nebenschlusswiderstand <I>üb</I> versehen ist.
Bei :der in Fig. 1 dargestellten Ausfüh rungsform wird der Zähler wechselweise an die Ladungs- und Entladungsstromkreise über Kontakte am Relais Bi angeschlossen.
Während der Betriebspausen, wobei also keine Entladung stattfindet, ist .der Zähler in Parallelschaltung an einen im Ladungs stromkreis liegenden Reihenwiderstand Si angeschlossen, und-während der Entla:dungs- perioden ist derselbe an einen im Entladungs kreis liegenden Reihenwiderstand 82 in Pa rallelschaltung angeschlossen.
Wenn das Relais Bi bei Stromentnahme im Entladungsstromkreis seinen Anker an zieht, werdender Läufer r des Zählers und ,der Nebenschlusswiderstaud m durch einen Teil des Entladungsstromes durchflossen, was zur Folge hat, dass der Zähler seine Null- lage, das heisst diejenige Lage, in welcher die Batterie vollständig bezw. im gewünschten Grade geladen ist, verlässt.
Das Relais Bi unterbricht gleichzeitig einen Kontakt o im Stromkreis für das Relais P2. Beim Auf hören -der Entladung der Batterie wird Bi aberregt, wobei die Bewegung des Zählers aufhört. Das Relais B2 erhält jetzt Strom über die Kontakte 7c und o, wobei der La dungsstromkreis geschlossen wird. Der Zäh ler ist nun mit dem im Ladungskreis liegen den Nebenschluss Si parallelgeschaltet. Der Läufer r ,des Zählers wird folglich durch einen Teil des Ladungsstromes durchflossen.
Die Stromrichtung durch den Zähler ist je doch nun umgekehrt, so dass der Zähler gegen die Nullage zurückkehrt. In der Nullage wird der vom Zähler betätigte Kontakt 7c unterbrochen, so dass das Relais B2 aberregt wird. Hierbei wird der Ladungsstromkreis unterbrochen, wodurch der Zähler zum Still stand gebracht wird.
Durch passende Be messung der Nebenschlüsse Si und .S2 können die Ströme,durch den Zähler in solcher Weise geregelt werden, dass der Ladungsstrom um soviel grösser wird als der Entladungsstrom, dass Kompensierung für gewisse Leistungs verluste durch Selbstentladung usw. erzielt wird. Das Relais Bi kann erwünschtenfalls im Entladungskreis selbst eingeschaltet sein.
Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausfüh rungsform, bei welcher .die Anzahl der Re laiskontakte reduziert ist. Beim Entladender Batterie wird das Relais Bi erregt. Der Ent- ladungsstrom durchfliesst den Läufer ?- des Zählers <I>AH</I> und den Nebenschlusswiderstand m in einer gewissen Richtung, wobei der Zähler anfängt, sich zu drehen, so dass der Kontakt k gschlossen wird.
Da das Relais Ri erregt und .der Kontakt o desselben in folgedessen unterbrochen ist, kann das Relais R2 erst dann erregt werden, nachdem die Entladung aufgehört hat. Wenn dies ein trifft, wird Ri ab-erregt. Hierbei wird der Stromkreis für das Relais R2 geschlossen, und dieses Relais wird erregt und schaltet die Batterie B über den Nebenschluss Si an den Ladungsstromkreis. N an.
Der Zähler, der hierbei parallel zum Nebenschluss Si geschaltet wird, wird nun durch Strom in entgegengesetzter Richtung durchflossen, so dass der Zähler in die Nullage zurückkehrt und den Kontakt k unterbricht. Das Relais R2 wird aberregt, und die Ladung hört auf. Durch passende Bemessung des Neben schlusses Si können die Ströme durch den Zähler so gewählt werden, dass Kompensie- rung für Leistungsverluste verschiedener Art erhalten wird.
Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform die sich von den beiden vorher beschriebenen dadurch unterscheidet, dass nur ein einziges Relais vorhanden ist. Bei Belastung der Batterie B, zum Beispiel durch Ansprechen eines Anrufrelais der Fernsprechanlage, wird der Draht d an den negativen Pol .der Batterie angeschlossen, und gleichzeitig fängt der Zähler<I>AH</I> an, sich zu drehen, wo bei der Kontakt k, geschlossen wird. Das Relais Ri wird jedoch nicht erregt, weil die Relaiswicklung an beiden Enden an den ne gativen Pol der Batterie angeschlossen ist, solange die Batterie entladen wird.
Beim Aufhören der Entladung wird- der negative Pol vom d- Draht abgeschaltet, wodurch das Relais Ri Strom über einen Widerstand IN erhält. Die Batterie B wird hierbei über den Nebenschluss S1 und den Kontakt p in den Ladungsstromkreis N eingeschaltet. Gleich zeitig werden der Läufer r des Zählers und der Nebenschlusswiderstand 7n mit dem Nebenschluss Si parallelgeschaltet, wobei der Zähler durch den Strom von entgegengesetz ter Richtung durchflossen wird. Der Zähler kehrt folglich jetzt zur Nullage zurück und unterbricht den Kontakt k.
Dabei wird das Relais Ri aberregt, so dass die Ladung auf hört. Durch passende Bemessung des Neben schlusses Si kann der Strom durch den Zähler so, gewählt werden, .dass Kompensie- rung von Leistungsverlusten verschiedener Art erreicht wird.
Sollte infolge eines Fehlers die Batterie einer dauernden Entladung ausgesetzt wer den, so würde sie natürlich allmählich voll ständig entladen. Es könnte auch der Fall eintreten, dass die Betriebsperioden so lang werden bezw. so dicht aufeinander folgen, dass die Entladung allzu weit über die normale Höchstgrenze hinaus .getrieben wird.
Um diese Nachteile zu vermeiden, ist der Elek trizitätszähler mit einer zusätzlichen Kan- taktvorrichtung versehen, die das Schliessen des Ladungsstromkreises veranlasst, sobald die normale Höchstgrenze für die Entladung überschritten worden ist und ;die den La dungsstromkreis geschlossen hält, auch wenn die Anlage Strom verbraucht, bis der Zähler die Nullage erreicht und die Batterie folglich vollgeladen worden ist. Eine Anordnung dieser Art ist in Fig. 4 dargestellt.
Der Stromkreis des Relais R2 wird hier durch das Relais Ri und durch den Kontakt le am Zähler<I>AH</I> in derselben Weise wie in Fig. 1 und 2 überwacht, steht aber ausser dem in Abhängigkeit eines andern, durch den Zähler überwachten Kontaktes q. Dieser Kontakt ist so angeordnet, dass er in der Null- lage des, Zählers offen. ist und auch, nachdem der Zähler infolge einer vorkommenden Ent ladung seine Nullage verlässt, offen bleibt.
Erst nachdem ein gewisser -Grenzwert für .die Entladung überschritten worden ist, wird der Kontakt q geschlossen, wobei R2 erregt wird und die Ladung anfängt. Die Ladung setzt dann ununterbrochen fort, bis der Zäh ler die Nullage erreicht, indem. der Kontakt q während der Rückbewegung des Zählers geschlossen bleibt und erst in der Nullage unterbrochen wird. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, liegt der Kontakt q in einer zum Leitungsteil o-k parallelgeschalteten Zweig leitung.
Nachdem der Kontakt q geschlossen worden ist, wird -die Batterie folglich gela den, auch wenn gleichzeitig Energie im Ent ladungsstromkreis entnommen wird. Der Kontakt q ist zweckmässig für verschiedene Grenzwerte einstellbar.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausfüh rungsform werden keine solcher Neben schlusswiderstände wie Si und S2 in Fig. 1 bis 3 verwendet, sondern der Zähler ist dauernd zwischen. den beiden Leitungszwei gen der Lade- und Entladestromkreise ein geschaltet.
Zwecks Kompensierung von Lei stungsverlusten wird hier ein hinter dem Nebenschlusswiderstand m in Reihe mit dem Läufer r eingeschalteter, regelbarer Wider stand w verwendet, der während der Ent- ladeperiode durch einen Kontakt t kurz geschlossen ist, aber während der Ladeperio den durch den Läuferstrom .durchflossen wird.
Der Kontakt t wird zu diesem Zweck vom Zähler in solcher Weise betätigt, dass derselbe geschlossen ist, wenn der Läufer sich in der einen Richtung bewegt und da gegen offen ist, wenn der Läufer sich in der entgegengesetzten Richtung bewegt.