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DE2205543A1 - Anordnung zur spannungsversorgung eines zum anschluss an eine brennstoffbatterie bestimmten laststromkreises - Google Patents

Anordnung zur spannungsversorgung eines zum anschluss an eine brennstoffbatterie bestimmten laststromkreises

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DE2205543A1
DE2205543A1 DE2205543A DE2205543A DE2205543A1 DE 2205543 A1 DE2205543 A1 DE 2205543A1 DE 2205543 A DE2205543 A DE 2205543A DE 2205543 A DE2205543 A DE 2205543A DE 2205543 A1 DE2205543 A1 DE 2205543A1
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DE
Germany
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control
switch
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DE2205543A
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Juergen Bregler
Horst Dipl Chem Jahnke
Helmut Dipl Ing Keller
Helmut Rhein
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Priority to GB526173A priority patent/GB1414409A/en
Priority to SE7301481A priority patent/SE388075B/xx
Priority to JP1458373A priority patent/JPS569793B2/ja
Priority to FR7304005A priority patent/FR2170275B1/fr
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Description

21.1.1972 Li/Hö \ R*
Anlage zur
Patentanmaldung
ROBERT B OSCH GKaH. S tu ti-cart
Anordnung * zur Spannungsv^rsornung e.in-35 zürn Anschluß an eine Brennstoffbatterie bestimmten Laststrotnkrsises
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Spannungsversorgung eines zum Anschluß an eine Brennstoffbatterie bestimmten Laststronkreises unter Verwendung von die Spannung wenigstens nahezu konstanthaltenden Mitteln.
Mit Hilfe einer solchen Anordnung kann ein wartungsfreier Betrieb der Brennstoffbatterie über einen relativ langen Zeitraum sichergestellt werden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eins Anordnung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln
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optimale Betriebsbedingungen und eine sichere Funktionsweise erreicht werden.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäO dadurch gelöst, dai3 der Laststrumkreis über eine nach Durchfluß einer vorbestimmten Elektrizitätsmenge jeweils einen Schaltvorgang auslösende überwachungseinrichtung verlauft, die mit einer durch diesen 5chaltvorgang im Sinne der vorübergehenden Einschaltung eines Elektromotors beeinflußbaren Steuereinrichtung in 'Wirkungsverbindung steht, und daß dieser Elektromotor rr.it -■ :.i;er Pumpe gekuppelt ist, die in einer von einem Brennstoffvorratsbehälter zu der Brennstoffbatterie führenden Förderleitung .1. ' ?qt un^ jeweils w^;^ d ihres durch den Schaltvorgang ausgelösten L'l tr 3 ebsintc-rvelles sine der vorbe— stimmten Elektrizitätsvenqe elektrochemisch wenigstens annähernd äquivalente Menge an Brennstoff aus dem Brennstoffvorratsbehälter zur Brennstoffbatterie gelangen .läßt.
Einzelheiten und weitere Merkmale der Erfindung werden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert und beschrieben.
In der Zeichnung ist mit 1 ein Stromkreis bezeichnet, der von dem Pluspol einer Brennstoffbatterie 2 ausgeht und über eine durch einen ohmschen Widerstand angedeutete Last 3 zu dem an Masse liegenden Minuspol dieser Brennstoffbatterie 2 führt. Dieser mit starkem Linienzug dargestellte Laststror.ikreis 1 führt außerdem über eine Überwachungseinrichtung A1 in der nach Durchfluß einer vorbestimmten Elektrizitätsmenge jeweils ein Schaltvorcjang ausgelöst wird. Durch eine von der Überwachungseinrichtung 4 zu einer Steuereinrichtung 5 führende Wirkur.gsverbindung 6a, 6b, 6c ist in Abhängigkeit von dem in der Überwachungseinrichtung A ausgelosten Schaltvorgang vorübergehend ein Elektromotor 7 einschaltbar, dessen 5tromkreis über diese Steuereinrichtung 5 verläuft. Der Elektromotor 7 ist mit einer Pumpe 8 gekuppelt, die
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in einer von einem Brennstoffvorratsbehälter 9 zu der Brennstoffbatterie 2 führenden Förderleitung 10 liegt und während ihres durch den Schaltvorgang der Überwachungseinrichtung 4 ausgelösten Betriebsintervailes eine der vorbestimmten Elektrizitätsmsnge elektrochemisch wenigstens annähernd äquivalente Menge an Brennstoff aus dem Brennstoffvorratsbehälter 9 zur Brennstoffbatterie 2 gelangen läßt. Der Rücktransport des Brennstoffes von der Brennstoffbatterie 2 zum Brennstoffvorratsbehälter 9 erfolgt über die Rückförderleitung 11.
In der von der Überwachungseinrichtung 4 zur Steuereinrichtung 5 führenden Wirkungsverbindung 6a, 6b, 6c liegt zwischen dem von der Überwachungseinrichtung 4 ausgehenden Abschnitt 6a und dem darauf folgenden Abschnitt 6b eine in Abhängigkeit von dem Schaltvorgang der Überwachungseinrichtung 4 einen Steuerimpuls liefernde monostabile Kippstufe 12. Dabei ist durch entsprechende Wahl der Dauer dieses Steuerimpulses die Zeit der vorübergehenden Einschaltung des Elektromotors 7 und somit auch die Zeit des Betriebsintervalles der Pumpe B festgelegt.
In dem im Beispielsfall von dem Pluspol der Brennstoffbatterie 2 zur Überwachungseinrichtung 4 führenden Abschnitt des Laststromkreises 1 ist ein Hauptschalter 13 vorgesehen. Der von der Brennstoffbatterie 2 über den Hauptschalter 13 zur Überwachungseinrichtung 4 führende Laststromkreis 1 setzt sich nach der Überwachungseinrichtung 4 über die Schaltstrecke 14 - 15 einer elektrisch steuerbaren Schalteinrichtung 16 fort. Im Beispielsfall wird diese Schaltstrecke 14-15 durch die zu einem (pnp-) Transistor- 17 gehörende Emitter-Kollektor-Strecke gebildet, deren leitender beziehungsweise nichtleitender Zustand von dem Einfluß einer Steuerspannung abhängig ist, die an dem durch die Basis des Transistors 17 gebildeten Steuereingang 1B zur v<irkung kommt. Die für den leitenden Zustand der Schaltstrecke 14-15 notwendige Steuerspannung wird bei Inbetriebnahme mit Hilfe des Hauptschal-
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ters 13 über die Wirkungsverbindung 19a, 19b, 19c zugeführt und dann während des Betriebes am 5chaltungspunkt 20 abgegriffen, der in dem von der Schalteinrichtung 16 zur Last 3 führenden Abschnitt des Laststromkreises 1 liegt.
Die Wirkungsverbindung 19a geht von dem Hauptschalter 13 aus und setzt sich über die Abzweigung 19b zu dem Eingang eines Differenziergliedes 21 fort, dessen Ausgang über die Wirkungsverbindung 19c dem Steuereingang 1B der Schalteinrichtung 16 dann eine Steuerspannung zur Verfugung stellt, wenn der Hauptschalter 13 geschlossen wird. Diese Steuerspannung steuert die Schaltstrekke 14 - 15 der Schalteinrichtung 16 in den stromdurchlassenden Zustand.
Außerdem setzt sich von dem Ausgang des Differenziergliedes 21 eine 'Wirkungsverbindung 19d fort, die zu dem Eingang der monostabilen Kippstufe 12 führt und dazu ausgenutzt ist, daß durch die beim Schließen des Hauptschalters 13 am Ausgang des Differenziergliedes 21 auftretende 5teuerspannung auch ein Steuerimpuls in der monostabilen Kippstufe 12 ausgelöst wird. In Abhängigkeit von diesem Steuerimpuls wird dann, wie bereits beschrieben, ebenfalls die Pumpe 8 vorübergehend in Betrieb gesetzt.
Zur Kontrolle der am Laststromkreis 1 liegenden Spannung ist ein erster spannungsabhängiger Schalter 22 vorgesehen, zu dessen Eingang sich die von dem Hauptschalter 13 ausgehende Wirkungsverbindung 19a über die Abzweigung 19e fortsetzt. Von dem Ausgang des ersten spannungsabhängigen Schalters 22 führt eine '.virkungsverbindung 19f zu dem Eingang der monostabilen Kippstufe 12. Fällt die zu kontrollierende Spannung unter einen festgelegten Wert ab, so liefert der erste spannungsabhängige Schalter 22 an seinem Ausgang ein Signal, das über die Wirkungsverbindung 19f in der monostabilen Kippstufe 12 einen Steuerimpuls auslöst,
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durch den ebenfalls die Pumpe 8 vorübergehend in Betrieb gesetzt wird.
Der erste spannungsabhängige Schalter 22 ist zweckmäßig nach Art eines 5chmitt-Triggers aufgebaut, wobei zur Erzeugung des besagten Signales seine Umschaltung ausgenutzt ist, die bei Abfall der zu kontrollierenden Spannung unter den festgelegten Wert stattfindet.
Außerdem ist zur Kontrolle der am Laststromkreis 1 liegenden Spannung ein zweiter spannungsabhängiger Schalter 23 vorgesehen, zu dessen Eingang sich die von dem Hauptschalter 13 ausgehende Wirkungsverbindung 19a über die Abzweigung 19g fortsetzt. Von dem Ausgang des zweiten spannungsabhängigen Schalters 23 führt eine Wirkungsverbindung 19h zu der Schalteinrichtung 16. Fällt die zu kontrollierende Spannung unter einen festgelegten Wert ab, so liefert der zweite spannungsabhängige Schalter 23 an seinem Ausgang ein" Signal, das den Steuereingang 18 der Schalteinrichtung 16 in der Weise beeinflußt, daß deren Schaltstrecke 14 - 15 in den stromsperrenden Zustand gelangt. Es empfiehlt sich, auch den zweiten spannungsabhängigen Schalter 23 nach Art eines Schmitt-Triggers aufzubauen, wobei auch hier zur Erzeugung des besagten Signals seine Umschaltung ausgenutzt ist, die bei Abfall der zu kontrollierenden Spannung unter den festgelegten Wert stattfindet.
Sowohl dem ersten spannungsabhängigen Schalter 22 al*s auch dem zweiten spannungsabhängigen Schalter 23 wird die zu kontrollierende Spannung zugeführt, sobald der Hauptschalter 13 geschlossen ist.
In der von der überwachungseinrichtung 4 zur Steuereinrichtung 5 führenden Wirkungsverbindung 6a, 6b, 6c liegt in dem vom Ausgang der monostabilen Kippstufe 12 ausgehenden Abschnitt 6b und dem
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darauffolgenden, zur Steuereinrichtung 5 führenden Abschnitt 6c ein von einer bestimmten Impulszahl abhängiger Ragelschalter 24. Der Regelschalter 24 führt nach Einwirkung dieser bestimmten Anzahl an Impulsen eine Schaltbetätigung in dem Sinne aus, daß die Abnahme dEr Konzentration des Brennstoffes durch erhöhte Förderung des Brennstoffes ausgeglichen wird.
Der Regelschalter 24 ist zweckmäßig ein mit einer Schalteinrichtung kombinierter digitaler Zähler, an dem diejenige Impulszahl vorwählbar ist, nach deren Einwirkung die besagte Schaltbetätigung stattfinden soll.
Der Ausgleich der Abnahme der Konzentration des Brennstoffes durch erhöhte Förderung des Brennstoffes kann in einfacher Weise dadurch realisiert werden, da3 vom Regelschalter 24 zur monostabilen Kippstufe 12 eine Rückführungsverbindung 25 geführt wird, über welche durch die Schaltbetätigung des Regslschalters 24 jeweils die Dauer des von der monostabilen Kippstufe 12 gelieferten Steuerimpulses verlängerbar ist.
Dies" läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß, wie symbolisch angedeutet, bei jeder Schaltbetätigung des Regelschalters jeweils eine zwischen Schaltungspunkten 26, 27, 28 etc. in diesem Regelschalter 24 liegende Schaltstrecke geöffnet wird und diese Schaltungspunkte 26, 27, 28 etc. je mit einem von mehreren Abgriffen 26', 271, 28' etc. eines in der monostabilen Kippstufe 12 liegenden, die Dauer des Steuerimpulses bestimmenden Widerstandes verbunden ^ir?</. Dabei verringert sich bei jeder Schaltbetätiguno des Regelschalters 24 die Anzahl der in ihm geschlossenen Schaltstrecken und somit auch die Anzahl der kurzgeschlossenen Abschnitte des 'Widerstandes 29. Dadurch wird die Zeitkonstante eines aus dem Widerstand 29 und einem Kondensator 30 bestehenden R-C-Gliedes und somit der instabile Zustand der monostabilen Kippstufe 12 stufenweise verlängert, was auch jeweils eine zeitmä-
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Qige Verlängerung des Betrisbsintervalles der Pumpe 8 zur Folge hat.
Die Überwachungseinrichtung 4 weist einen in dem Laststromkreis 1 liegenden Meßwiderstand 31 auf. Die an .diesem Meßwiderstand 31 auftretende Spannung wird einem Integrationsglied 32 zugeführt. Der Schaltvorgang der ^berwachungseinrichtung 4 wird in einem vorzugsweise nach Art eines Schmitt-Triggers aufgebauten, dem Integrationsglied 32 nachgeschalteten spannungsabhängigen Schalter 33 ausgelöst und zwar mit Hilfe einer an dem Integrationsglied 32 auftretenden, mit dem integrierten Viert sich ändernden Spannung. Zur Auslösung dieses 5chaltvorganges muß die an dem spannungsabhängigen Schalter 33 liegende, mit dem integrierten Wert sich ändernde Spannung einen 5chwellwert erreichen.
Durch entsprechende Wahl dieses Schwellwertes läßt sich diejenige Elektrizitätsmenge hinreichend genau eingrenzen, nach deren Durchfluß durch den Meßwiderstand 31 jeweils der Schaltvorgang ausgelöst werden soll.
Außerdem enthält die Überwachungseinrichtung 4 ein in Abhängigkeit von dem im spannungsabhängigen Schalter 33 ausgelösten Schaltvorgang betätigbares Löschglied 34 zur Löschung des im Integrationsglied 32 integrierten Wertes.
Das Integrationsglied 32 besteht im bevorzugten Fall aus einem Operationsverstärker 35, dessen Ausgang über einen Rückkopplungs-"kondensator 36 sowohl mit dem Eingang dieses Operationsverstärkers 35 als auch über wenigstens einen Vorwiderstand 37 mit dem Meßwiderstand 31 in Verbindung steht. Der Operationsverstärker 35 wird dabei so betrieben, daß sich am Rückkopplungskondensator 36 der dem Ausgang des Operationsverstärkers 35 zugewandte Belag gegenüber dem dem Eingang des Operationsverstärkers 35 zugewandten Belag mit (verstärktem) positiven Potential auflädt. Diese Span-
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nung am Rückkopplungskondensator 36, die zur Beeinflussung des spannungsabhängigen Schalters 33 Verwendung findet, ist jeweils von derjenigen Elektrizitätsmenge abhängig, die den f-'eßwiderstand 31 durchflossen hat.
Der Ausgleich der Abnahme der Konzentration des Brennstoffes durch erhöhte Förderung des Brennstoffes kann auch oder zusätzlich in einfacher Weise dadurch realisiert sein, daß vom Regelschalter 24 zur Überwachungseinrichtung 4 eine Rückführungsverbindung 38 geführt ist, über welche durch die Schaltbetätigung des Regelschalters 24 jeweils die vorbestimmte Elektrizitätsmenge, von welcher der Schaltvorgang der Überwachungseinrichtung 4 abhängig ist, wertmäßig herabgesetzt wird. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß, wie symbolisch angedeutet, bei jeder Schaltbetätigung des Regelschalters 24 jeweils eine zwischen Schaltungspunkten 39, 40, 41 etc. in diesem Regelschalter 24 liegende Schaltstrecke geschlossen wird und diese Schaltungspunkte 39,40,41 etc. je mit einem von mehreren an dem Varwiderstand 37 vorgesehenen Abgriffen 39f, 40', 41' etc. verbunden Si^d. Dabei erhöht sich bei jeder. Scheltbetätigung des Regelschalters 24 die Anzahl der in ihm geschlossenen Schaltstrecken und somit auch die f :ahl der kurzgeschlossenen Abschnitte des Vorwiderstandes 37. Dadurch wird diejenige Elektrizitätsmenge, die den Meßwiderstand 31 durchfließen muß, um am Rückkopplungskondensator 36 eine für den Schaltvorgang im spannungsabhängigen Schalter 33 ausreichende Spannung zu erhalten, stufenweise herabgesetzt. Das hat zur Folge, daß bei gleicher, in dem f-ießwiderstand 31 fließender Elektrizitätsmenge die Betriebsintervalle der Pumpe 8 in immer kürzer werdenden Zeitabständen auftreten.
Die Betätigung des Löschgliedes 34, die in Abhängigkeit von dem in dem spannungsabhängigen Schalter 33 der Überwachungseinrichtung 4 ausgelösten Schaltvorgang erfolgen soll, wird zweckmäßig über die ah ihrem Eingang über die Wirkungsverbindung 6a mit dem
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Ausgang des spannungsabhängigen Schalters 33 der Überwachungseinrichtung 4 in .j'irkungsverbindung stehende monostabile Kippstufe 12 vorgenommen. Zu diesem Zweck geht von dem Ausgang der .monostabilen Kippstufe 12 eine Rü'ckführungsverbindung 6d aus, die zu einem Differenzierglied 42 führt und sich nach diesem Differenzierglied 42 als Rückführungsverbindung 6e zu dem Löschglied 34 der Überwachungseinrichtung 4 fortsetzt. Mit Hilfe des Differenzisrgliedes 42 wird in Abhängigkeit von der Vorderflanke des von der monostabilen Kippstufe 12 gelieferten Steuerimpulses eine Löschsp'annungsspitze erzeugt, die geeignet ist, das Löschglied 34 zu betätigen. Im Beispielsfall besteht das Löschglied aus einem (pnp-)Transistor 43 und einem Entladewiderstand 44, der mit der zwischen dem Emitter 45 und dem Kollektor 46 des Transistors 43 liegenden Schaltstrecke eine im Nebenschluß des Rückkopplungskondensators 36 angeordnete Serisnschaltung bildet. Die Löschspannungsspitze hat daher hier an der Basis 47 des Transistors 43 eine inbezug auf den Emitter 45 negative Vorspannung zu erzeugen, damit die Schaltstrecke 45 - 46 des Transistors 43 in den leitenden Zustand gelangt und der Rückkopplungskondensator 36 sich über diese 5chaltstrecke 45 - 46 sowie den Entladewiderstand 44 entladen kann. Dadurch wird der integrierte Wert in dem Integrationsglied 32 gelöscht, und die Überwachungseinrichtung 4 ist bereit, nach erneutem Durchfluß der vorbestimmten Elektrizitätsmenge durch den Meßwiderstand 31 einen weiteren Schaltvorgang zu vollziehen.
In dem von der Schalteinrichtung 16 zur Last 3 führenden Abschnitt des Laststromkreises 1 liegt ein induktiver Speicher 48. Außerdem ist dort ein mit der Last 3 eine Parallelschaltung bildender kapazitiver Speicher 49 vorgesehen, der, ebenso wie der induktive Speicher 48, mit einem Anschluß an dem Schaltungspunkt 20 liegt. Der aus dem induktiven Speicher 48 und dem·kapazitiven Speicher bestehenden Serienschaltung ist eine Freilaufdiode 50 parallelgeschaltet, die mit ihrer Anode an Masse und mit ihrer Kathode an
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der zwischen der Schalteinrichtung 16 und dem induktiven Speicher vorhandenen Verbindung liegt.
Zwecks der während des Betriebes stattfindenden Zuführung der. 5teuerspannung an den Steuereingang 18 der Schalteinrichtung ist ein Differenzverstärker 51 vorgesehen, der vorzugsweise an seinem Ausgang einen beispielsweise nach Art eines Schmitt-Triggers aufgebauten spannungsabhängigen Schalter 52 aufweist und über diesen spanrungsabhängigen Schalter 52 den Steuereingang 18 der Schalteinrichtung 16 beeinflußt. Der Differenzverstärker 51 hat einen positiven Eingang 53 und einen negativen Eingang 54. Der positive Eingang 53 ist an den Schaltungspunkt 20 angeschlossen, so daß sich dessen Potential mit der Spannung am kapazitiven Speicher 49 ändert. Demgegenüber liegt der negative Eingang 54 des Differenzverstärkers 51 an einem stabilisierten Potential, das im Beispielsfall an dem Verbindungspunkt 55 zweier einen Spannungsteiler bildenden Widerstände 56, 57 abgegriffen wird. Dieser Spannungsteiler 56, 57 ist an seinem einen Anschluß mit Masse und an seinem anderen Anschluß sowohl mit der Kathode einer mit der Anode an Masse liegenden Zenerdiode 58 als auch über einen Widerstand 59 mit dem 5chaltungspunkt 20 verbunden.
Der Elektromotor 7 ist über eine durch strichpunktierten Linienzug angedeutete Magnetkupplung 60 mit der Pumpe 8 gekuppelt. Um einen sanften Anlauf des Elektromotors 7 zu erreichen und somit ein Rutschen der Magnetkupplung 60 zu vermeiden, enthält die Steuereinrichtung 5 ein im Beispielsfall durch einen Kondensator gebildetes Verzögerungsglied 61, das beim Einschalten des Elektromotors 7 die ihm zugeführte Speisespannung nicht momentan, sondern allmählich ansteigen läßt.
Im vorliegenden Fall ist der Elektromotor- 7 mit Hilfe ^iner zwischen dem Emitter 62 und dem Kollektor 63 eines (npn-) Transistors 64 liegenden 5chaltstrecke ein- und ausschaltbar. Das
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Einschalten des Elektromotors T geschieht mittels des von der monostabilen Kippstufe 12 gelieferten, über die Uirkungsverbindung 6b, 6c der Steuereinrichtung 5 zugeführten Steuerimpulses, der über die Serienschaltung zweier Widerstände 65, 66 an der Basis 67 des Schalttransistors 64 eine Vorspannung hervorruft, die dessen Schaltstrecke 62 - 63 leitend macht und somit ein Schließen des Motorstromkreises bewirkt. Das durch einen Kondensator gebildete Verzögerungsglied 61 liegt zwischen dem gemeinsamen Verbindungspunkt 68 der beiden Widerstände 65, 66 und dem Kollektor 63 des Schalttransistors 64, so daß die Schaltstrekke 62 - 63 allmählich leitend und der volle Wert der Speisespannung am Elektromotor 7 erst dann erreicht wird, wenn sich der das Verzögerungsglied 61 bildende Kondensator aufgeladen hat.
Die Förderleitung 10, welche die von dem Elektromotor 7 angetriebene Pumpe 8 enthält, steht mit den einzelnen Zellen 69 der Brennstoffbatterie 2 über je eine Abzweigung 70 in Verbindung, so daß der den einzelnen Zellen 69 zugeführte Brennstoff gleichen Druck und gleiche Konzentration hat. Diese vorteilhafte Art und Weise der Brennstoffzuführung ist möglich, ohne daß dabei störende Verluste durch die Überbrückung der einzelnen Zellen auftreten, weil im vorliegenden Fall die Brennstoffzuführung nur in größeren Zeitabständen und dann relativ kurzzeitig erfolgt.
Von dem Schaltungspunkt 20 geht eine der Zuführung von Versorgungsspannung dienende Leitung 71 aus, die durch die Versorgungsanschlußleitung 72 der monostabilen Kippstufe 12, durch die Versorgungsanschlußleitung 73 des ersten spannungsabhängigen Schalters 22, durch die Versorgungsanschlußleitung 74 des zweiten spannungsabhängigen Schaltsrs 23, durch die Versorgungsanschlußleitung 75 des Regelschalters 24, durch die Versorgungsanschlußleitung 76 des Integrationsgliedes 32, durch die Versorgungsanschlußleitung 77 des spannungsabhängigen Schalters 33 der Über-
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wachungseinrichtung 4 und durph^die Versoraunqsanschlußleitunq des Differ en ζ ν er stärk er s 5 ιΥτ ortgesetzt wird.
Die vorbeschriebene Anordnung hat folgende Wirkungsweise: Schließt man den Hauptschalter 13, so wird über die Wirkungsverbindung 19a, 19b die 5teuerspannung am Differenzierglied 21 ausgelöst, die über die Wirkungsverbindung 19c am Steuereingang 18 der Schalteinrichtung 16 deren Schaltstrecke 14 - 15 in den stromdurchlassenden Zustand steuert. Daraufhin liegt zwischen dem Schaltungspunkt 20 und Hasse Spannung, so daß in den Stromkreis 1 über die Last 3 Strom fließen kann.
Der über die Anschlußleitung 78 unter Versorgungsspannung stehende Differenzverstärker 51 weist zunächst an seinen Eingängen 53,54 einen so hohen Potentialunterschied auf, daß am Ausgang mittels des spannungsabhängigen Schalters 52 dem Steuereingang 18 der Schalteinrichtung 16 eine für die Aufrechterhaltung des leitenden Zustandes der Schaltstrecke 14 - 15 ausreichende Steuerspannung zur Verfugung gestellt wird. Mit zunehmender Ladung des kapazitiven Speichers 49 wird der Potentialunterschied an den Eingängen 53, 54 schließlich soweit verringert, daß der spannungsabhängige Schalter 52 die Steuerspannung am Steuereingang 1a der Schalteinrichtung 16 abschaltet, worauf die 5chaltstrecke 14 - 15 in den stromsperrenden Zustand gelangt. Infolge der in dem induktiven Speicher 48 noch vorhandenen Energie verringert sich die Ladung im kapazitiven Speicher 49 und somit die Spannung zwischen dem Schaltungspunkt 20 und Hasse nicht momentan, sondern allmählich, bis der Potentialunterschied an den Eingängen 53, 54 des Differenzverstärkers 51 wieder soweit angestiegen ist, daß der spannungsabhängige Schalter 52 dem Steuereingang 18 der Schalteinrichtung 16 erneut die für den stromdurchlassenden Zustand der 5chaltstrecke 14-15 notwendige Steuerspannung zuschaltet.
Auf die soeben, beschriebene Art und Weise kann man mit relativ
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geringen Regelverlusten die der Last 3 zugeführte Spannung auf einem ausreichend konstanten Wert halten.
Gleichzeitig löst die durch Schließen des Hauptschalters 13 am Differenzierglied 21 auftretende Steuerspannung über die Wirkungsverbindung 1 9d in der monostabilen Kippstufe 12 einen Steuerimpuls aus, der über die Wirkungsverbindung 6b, 6c an der Basis 67 des in der Steuereinrichtung 5 befindlichen Transistors 64 dessen Schaltstrecke 62 - 63 in den leitenden Zustand steuert. Der infolge des Verzögerungsgliedes 61 sanft anlaufende Elektromotor treibt schlupffrei die Pumpe 8 an, die über die Dauer des von der monostabilen Kippstufe 12 gelieferten Steuerimpulses über die Förderleitung 10 Brennstoff aus dem Vorratsbehälter 9 in die Brennstoffbatterie 2 fördert. Der nach einer Betriebspause in der Brennstoffbatterie 2 an Konzentration verarmte Brennstoff fließt dabei über die Rückförderleitung 11 ab.
Der beim Sch'ließen des Hauptschalters 13 über die Wirkungsverbindung 19a, 19b, 19d in der monostabilen Kippstufe 12 ausgelöste Steuerimpuls hat außerdem zur Folge, daß über die Rückführungsverbindung 6d, 6e ein'etwa in dem Integrationsglied 32 noch integrierter Restwert durch das Löschglied 34 gelöscht wird. Es wird nämlich auch in diesem Fall durch die mittels der Differenzierstufe 42 aus der Vorderflanke des Steuerimpulses erzeugten Löschspannungsspitze die Schaltstrecke 45 - 46 des ·ransistors 43fin den stromdurchlassenden Zustand gesteuert, so daß sich der Rückkopplungskondensator 36 über diese 5chaltstrecke 45-- 46 und den Entladewiderstand 44 entladen kann.
Während des Betriebes wird nun weiterhin in dem spannungsabhängigen Schalter 33 der Überwachungseinrichtung 4 jeweils dann ein Sch'altvorgang ausgelöst, wenn die vorbestimmte Elektrizitätsmenge den f'ießwiderstand 31 durchflossen hat. Der Steuerimpuls in der rnonostabilen Kippstufe 12, der* wie soeben beschrieben, die
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vorübergehende Einschaltung des die Pumpe 8 antreibenden Elektromotors 7 und die Löschung des vorher in dem Integrationsglied 32 integrierten Wertes zur Folge hat, wird in diesem Fall über die von dem spannungsabhängigen Schalter 33 der Überwachungseinrichtung 4 zur monostabilen Kippstufe 12 führenden Wirkungsverbindung 6a ausgelöst.
Da bei jedem Pumpvorgang die Konzentration des Brennstoffes verringert wird, sorgt der Regelschalter 24 dafür, daß auch nach längerer Betriebsdauer stets eine der durch den Meßwiderstand 31 geflossenen Elektrizitätsmenge elektrochemisch wenigstens nahezu äquivalente Menge an Brennstoff von dem Vorratsbehälter 9 zur BrennstofFbatterie 2 gefördert wird. Zu diesem Zweck wird von dem Regelschalter 24 die monostabile Kippstufe 12 über die Rückführungsverbindung 25 und/oder die überwachungseinrichtung 4 über die Rückführungsverbindung 38 in der bereits beschriebenen Weise beeinflußt.
Fällt die von der Brennstoffbatterie 2 zur Verfügung gestellte Spannung unter einen festgelegten Wert ab, was nach sehr langer Betriebsdauer der Fall sein kann, so wird durch das über die 'Jirkungsverbindung 19a, 19e in dem ersten spannungsabhängigen Schalter 22 ausgelöste Signal über die ";irkungsvsrbindung 19f ein Steuerimpuls in der monostabilen Kippstufe 12 erzeugt. Dieser Steuerimpuls hat in der bereits beschriebenen Weise eine zusätzliche Förderung von Brennstoff zur Brennstoffbatterie 2 und eine Löschung des in dem Integrationsglied 32 der Überwachungseinrichtung 4 integrierten Wertes zur Folge.
Bevor die Spannung der Brennstoffbatterie 2 einen so niedrigen Wert erreicht, daß Schaden nicht auszuschließen ist, wird durch das über die Wirkungsverbindung 19a, 19g in dem zweiten apannungsabhängigen Schalter 23 ausgelöste Signal über die Wirkungsverbindung 19h die Schaltstrecke 14 - 15 der Schalteinrichtung
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in den stromsperrenden Zustand gesteuert und zwar länger als das bei der Regelung durch den Differenzverstärker 51 geschieht. Der Laststromkreis 1 bleibt nunmehr durch diese Schaltstrecke 14 - 15 so lange unterbrochen, bis der Hauptschalter 13 geöffnet und erneut geschlossen wird, weil erst dann über die Virkungsverbindung 19a, 19b, 19c die Schaltstrecke 14 - 15 wieder in den stromdurchlassenden Zustand steuerbar ist. Da im vorerwähnten Fall der Schaltungspunkt 20 und somit auch die Leitung 71 vollkommen spannungslos wird, erhält in diesem Fall auch die monostabile Kippstufe 12 an ihrer Versorgungsanschlußleitung 72, der erste spannungsabhang!ge Schalter 22 an seiner Versorgungsanschlußleitung 73» der zweite spannungsabhängige Schalter 23 an seiner Versorgungsanschlußleitung 7^, der Regelschalter 24 an seiner Versorgungsanschlußleitung 75» das Integrationsglied 32 an seiner Versorgungsanschlußleitung 76, der spannungsabhängige Schalter 33 der Überwachungseinrichtung 4 an seiner Versorgungsanschlußleitung 77 und der Differenzverstärker 51 sowie der spannungsabhängige Schalter 52 an der Versorgungsanschlußleitung 78 keine Versorgungsspannung mehr. Somit ist sichergestellt, daß, nachdem die Schaltstrecke 14-15 de"r Schalteinrichtung 16 durch den zweiten spannungsabhängigen Schalter 23 in den stromsperrenden Zustand gesteuert ist, die gesamte Anordnung spannungsfrei bleibt, bis der Hauptschalter 13 geöffnet und erneut geschlossen wird.
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Claims (24)

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1. Anordnung zur Spannungsversorgung eines zum Anschluß an eine Brennstoffbatterie bestimmten Laststromkreises unter Verwendung von die 5pannung wenigstens nahezu konstanthaltenden Mitteln, dadurch gekennzeichnet, daß der Laststromkreis (1) über eine nach Durchfluß einer vorbestimmten Elektrizitätsmenge jeweils einen Schaltvorgang auslösende Überwachungseinrichtung (4) verläuft, die mit einer durch diesen 5chaltvorgang im Sinne der vorübergehenden Einschaltung eines Elektromotors (7) beeinflußbaren Steuereinrichtung (5) in Wirkungsverbindung, steht , und daß dieser Elektromotor (7) mit einer Pumpe (B) gekuppelt ist, die in einer von einem Brennstoffvorratsbehälter (9) zu der Brennstoffbatterie (2) führenden Förderleitung (10) liegt und jeweils während, ihres durch den Schaltvorgang ausgelösten Betriebsintsrvalles eine der vorbestimmten Elektrizitätsmenge elektrochemisch 'wenigstens annähernd äquivalente Menge an Brennstoff aus dem Brennstoffvorratsbehälter (9) zur Brennstoffbatterie (2) gelangen läßt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der von der Überwachungseinrichtung (4) zur Steuereinrichtung (5) führenden Wirkungsverbindung (6a, 6b, 6c) eine in Abhängigkeit von dem Schaltvorgang dieser Überwachungseinrichtung (4) einen Steuerimpuls liefernde monostabile Kippstufe (12) liegt und daß
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durch entsprechende V.'ahl dsr Dauer dieses Steuerimpulses die Zeit des Betriebsintervalles der Pumpe (ß) festgelegt ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laststromkreis (1) übar einen Hauptschalter (13) zur Überwachungseinrichtung (4) führt.
4. Anordnung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der über den Hauptschalter (13) zur Überwachungseinrichtung(4) führende Lsststromkreis (1) sich nach dieser Überwachungseinrichtung (4) über die Schaltstrecke (14 - 15) einer elektrisch steuerbaren Schalteinrichtung (16) fortsetzt, wobei die für den stromdurchlassenden Zustand dieser Schaltstrecke (14 - 15) notwendige Steuerspannung bei Inbetriebnahme mit Hilfe des Hauptschalters (13) zugeführt und während des Betriebes an dem von der Schalteinrichtung (16) zur Last (3) führenden Abschnitt des Laststromkreises (1) abgegriffen wird.
5. Anordnung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptschalter (13) mit einem beim Schließen dieses Hauptschalters (13) am Ausgang eine Steuerspannung zur Verfügung stellenden Differenzierglied (21) in Wirkungsverbindung steht.
6. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet,
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daß das Differenzierglied (21) mit der monostabilen Kippstufe (12) in Wirkungsverbindung steht und daß auch durch die Steuerspannung des Differenziergliedes (21) ein Steuerimpuls in der moncstabilen Kippstufe (12) auslösbar ist.
7. Anordnung nach Anspruch 1, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzierglied (21) mit der Schalteinrichtung (16) in Wirkungsverbindung steht und daß die Steuerspannung des Diffsrenziergliedes (21) als Steuerspannung zur Umsteuerung der Schaltstrecke (14 - 15) dieser Schalteinrichtung (16) in den stromdurchlassenden Zustand ausgenutzt ist.
8. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontrolle der am Laststromkreis (1) liegenden Spannung ein erster spannungsabhängiger Schalter (22) vorgesehen ist, der bei Abfall der Spannung unter einen festgelegten Wert ein Signal zur Verfugung stellt und mit der monostabilen Kippstufe (12) derart in Wirkungsverbindung steht, daß auch durch dieses Signal ein Steuerimpuls in der monostabilen Kippstufe (12) auslösbar ist.
9. Anordnung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontrolle der am Laststromkreis (1) liegenden Spannung ein zweiter' spannungsabhängiger Schalter (23) vorgesehen ist, der bei Abfall der Spannung unter einen festgelegten Wert ein Sig-
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nal zur Verfügung stellt und mit der Schalteinrichtung (16) derart in Wirkungsverbindung steht, daß durch dieses Signal die 5chaltstrecke (14 - 15) der Schalteinrichtung (16) in
den stromsperrenden Zustand steuerbar ist.
10. Anordnung nach Anspruch 3 und 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste spannungsabhängige Schalter (22) beziehungsweise der zweite spannungsabhängige Schalter (23) derart mit dem Hauptschalter (13) in Wirkungsverbindung steht, daß die zu kontrollierende Spannung zugeführt wird, sobald
der Hauptschalter (13) geschlossen ist.
11. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der von der monostabilen Kippstufe (12) zur Steuereinrichtung (5) führenden Wirkungsverbindung (6b, 6c) ein von einer bestimmten, vorzugsweise durch Vorwahl festlegbaren Impulszahl abhängiger Regelschalter (24) liegt, der nach Einwirkung dieser bestimmten Anzahl an Impulsen jeweils eine Schaltbetätigung in dem 5inne ausführt, daß die Abnahme der Konzentration des Brennstoffes ausgeglichen wird.
12. Anordnung nach Anspruch 1, 2 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß vom Regelschalter (24) zu der monostabileji Kippstufe (12) eine Rückführungsverbindung (25) führt, über welche durch die Schaltbetätigung des Regelschalters (24) jeweils die Dauer
des von der monostabilen Kippstufe (12) gelieferten Steuer-
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impulses verlängerbar ist.
13. Anordnung nach Anspruch 1, 2 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß vom Regelschalter (24) zur Überwachungseinrichtung (4) eine Rückführungsverbindung (3B) führt, über welche durch die Schaltbetätigung des Regelschalters (24) jeweils die vorbestimmte Elektrizitätsmenge, 'von welcher der Schaltvorgang der Überwachungseinrichtung (4) abhängig ist, wertmäßig herabsetzbar ist.
14. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (4) einen in dem Laststromkreis (1) liegenden Meßwiderstand (31) enthält und die in Abhängigkeit vom Strom an diesem Meßwiderstand (31) auftretende Spannung einem Integrationsglied (32) zugeführt wird, daß außerdem
- der 5chaltvorgang in der Überwachungseinrichtung (4) an ^inem spannungsabhängigen Schalter (33) auslösbar ist und zwar mit Hilfe einer an dem Integrationsglied (32) auftretenden, mit dem integrierten Wert sich ändernden Spannung, daß ferner bei dem spannungsabhängigen Schalter (33) zur Auslösung des Schaltvorganges ein Schwellspannungswert erreicht werden muß und die vorbestimmte Elektrizitätsmenge durch entsprechende Wahl dieses Schwellspannungswertes festgelegt ist und daß schließlich ein in Abhängigkeit von dein im spannungsabhängigen Schalter (33) ausgelösten Schaltvorgang betätigbares Löschglied (34) zur Löschung des im Integrationsglied inte-
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grisrten Wertes vorgesehen ist.
15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Integrationsglied (32) aus einem operationsverstärker (35) besteht, dessen Ausgang über einen Rückkopplungskondensator (36) sowohl mit dem Eingang dieses Operationsverstärkers (35) als auch über wenigstens einen Vorwiderstand (37) mit dem Meßwiderstand (31) in Verbindung steht.
16. Anordnung nach Anspruch 1, 2 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß von der mit dem spannungsabhängigen Schalter (33) der überwachungseinrichtung (4) in VJirkungsvsrbindung stehenden monostabilen Kippstufe (12) eine zu dem Löschglied (34) der Überwachungseinrichtung (4) führende Rückführungsverbindung (6d,-6e) ausgeht und dar von der monostabilen Kippstufe (12) gelieferte Steuerimpuls zur Betätigung dieses Löschgliedes (34) ausgenutzt ist.
17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur betätigung des Löschgliedes (34) der Überwachungseinrichtung (4) die Vorderflanke des von der monostabilen Kippstufe (12) gelieferten Steuerimpulses ausgenutzt ist.
18. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem von der Schalteinrichtung (16) zur Last (3) führenden Abschnitt des Laststromkreises (1.) ein induktiver Speicher(48)
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liegt und daß außerdem ein mit der Last (3) eine Parallelschaltung bildender kapazitiver Speicher (49) vorgesehen ist.
19. Anordnung nach Anspruch 4 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den induktiven Speicher (48) und den kapazitiven 5peicher (49) gebildeten Serienschnltung eine Freilaufdiode (5) parallel geschaltet ist.
20. Anordnung nach Anspruch 4 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung für die Schalteinrichtung (16) während des Betriebes dem Ausgang eines Differenzverstärkers (51) entnommen ist, dessen positiver Eingang (53) an einem mit der Spannung am kapazitiven Speicher (49) sich ändernden Potential und dessen nfeqätiver Eingang (54) an einem stabilisierten, ebenfalls 'am kapazitiven Speicher (49) abgegriffenen Potential liegt.
21. Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzverstärker (51) am Ausgang einen spannungsabhängigen Schalter (52) aufweist.
22. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (5) ein beim Einschalten den Anstieg derjenigen Spannung verzögerndes Glied (61) enthält, die zur Speisung des mit der Pumpe (B) über eine Hagnetkupplung (60) in Verbindung stehenden Elektromotors (7) bestimmt ist.
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23. Anordnung nach Anspruch 1 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß die die Pumpe (8) enthaltende Förderleitung (10) mit den einzelnen Zellen (69) der Brennstoffbatterie (2) über je eine Abzweigung (70) in Verbindung steht.
24. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 2, 8, 9, 11, 14, 15 und 2D, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsspannung für die monostabile Kippstufe (12) und/oder für den ersten spannungsabhcingigen Schalter (22) und/oder für den zweiten spannungsabh&ngigen Schalter (23) und/oder für den Regelschalter (24) und/oder für das Integrationsglied (32) und/oder für den spannungsabhängigen Schalter (33) der Überwachungseinrichtung (4) und/oder für den Differenzverstärker (51) an dein von der Schalteinrichtung (16) zur Lest (3) führenden Abschnitt des Laststrcmkreisss (i) abgegriffen ist.
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