DE299008C - - Google Patents

Description

Die · Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen, welche den Entladezustand von Sammlerbatterien festzustellen gestatten. ■ Dieser Zustand ist durch zwei zusainmengehörige Werte.der Klemmenspannung und der herrschenden Entladestromstärke eindeutig bestimmt. Mit diesen Werten kann man in eine empirisch gewonnene Kurvenschar eingehen und aus ihr in üblicher Weise durch

ίο die bekannten Größen die unbekannte dritte bestimmen.

Um die Bestimmung des Entladezustandes zu vereinfachen, hat man vorgeschlagen, eine derartige Kuryenschar auf dem Skalenblatt eines der beiden Instrumente unmittelbar anzubringen. Die Ablesung ist dann insofern vereinfacht, als der eine Zeiger eine den abzulesenden Wert schneidende Gerade darstellt. Der Wert selbst muß dann in der Weise gefunden werden, daß die Angabe des zweiten Instrumentes zur Bestimmung des in Frage kommenden Punktes der Geraden benutzt wird.

Auch diese Einrichtung hat jedoch den Nachteil, daß man den Entladezustand der Batterie erst mit Hilfe von zwei Ablesungen erhalten kann. Abgesehen von der Unbequemlichkeit besteht auch die Möglichkeit, daß insbesondere von mangelhaft geschultem Personal in dringenden Fällen leicht Fehler gemacht werden.

Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß Strom- und Spannungsmesser in besonderer Weise vereinigt werden, indem nämlich der Zeiger des einen Instrumentes über einer an dem beweglichen Teil des zweiten Instrumentes angebrachten Skala spielt. Hierbei gibt alsdann die Stellung des Zeigers auf der Skala unmittelbar das Maß des Entladezustandes an.

In der Zeichnung ist in Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt, bei dem das Skalenblatt auf einer Trommel angeordnet ist. Da insbesondere bei kleinem Durchmesser der Trommel und bei einem 4-5 kurzen Zeiger, dessen Ende einen Kreisbogen von verhältnismäßig großer Pfeilhöhe beschreibt, der Zeiger beispielsweise in den Endlagen auf der Trommelfläche nahezu aufliegt, dagegen in der Mittellage einen erhebliehen Abstand von der Trommelfläche hat, so wird hierdurch die Genauigkeit der Ablesung in den Mittelstellungen stark beeinträchtigt. Eine Vergrößerung des Trommeldurchmessers oder der Zeigerlänge vergrößert jedoch die Abmessungen des ganzen Instrumentes und erschwert seine Unterbringung; daher wird im vorliegenden Falle zur Abhilfe an Stelle der Zeigerspitze für die Ablesung der Schnitt des Zeigers mit einer über der Trommel fest angebrachten Marke benutzt.

In dem Gehäuse α ist eine Trommel b raitiels der Achse c drehbar gelagert, d ist ein dynamometrisches Instrument, dessen Anker über Kollektor und Bürsten an eine konstante Spannung gelegt und dessen Feld proportional der Stromstärke erregt ist. Die Trommel b wird also in Abhängigkeit vom Strom bewegt, und zwar kann für die Skala nahezu der volle Ausschlag von 360⁰ ausgenutzt werden. Als Gegenkraft des dynamo-

metrischen Instrumentes dient die Spiralfeder i, die einerseits am Gehäuse k und andererseits an der Trommel b befestigt ist. e ist der an die Spannung der Batterie angeschlossene ' Drehspulenspannungsniesser. Sein Zeiger / spielt so über der Trommel b, daß er in seiner mittleren Stellung senkrecht zur Trommelachse steht, und daß er bei den vorkommenden Spannungsänderungen die

ίο volle Trommelfläche bestreicht.

In der Vorderwand des Gehäuses σ ist eine Glasscheibe g eingesetzt, die auf ihrer Unterseite als feststehende Marke einen eingeätzten Strich Ji besitzt. Beim Ausschlagen der Instrumente ist die Lage des Schnittpunktes des Spannungszeigers / mit der festen Marke //. in bezug auf die Kurven auf der Trommel b leicht ablesbar.

Fig. 2 stellt die Kurven auf der Trommel b in der Abwicklung dar. Um die Ablesung bei geringen Stromstärken zu verbessern, sind die Ausschläge und die Teilung in Richtung des Trommelumfanges (Ampere) unproportional gemacht, wie dies in der Meßtechnik häufig ausgeführt wird, um bei großen und kleinen Ausschlägen prozentual gleiche Genauigkeit zu erhalten. Entsprechend dem praktischen Bedürfnis für die wohl häufigste Benutzung des Instrumentes auf Fahrzeugen geben ferner die Kurven an Stelle von Hundertteilen der Kapazität oder von Amperestunden der Restladung unmittelbar die Zeitdauer an, für die die Restladung bei dauernd gleichem Stromverbrauch noch den Betrieb gestattet. Es wird hierdurch gleichzeitig dem Irrtum vorgebeugt, daß man etwa durch Division der Amperestunden durch eine andere als die gerade verbrauchte Stromstärke die Benutzungsdauer für die neue Verbrauchsstromstärke finden könnte. Die Ablesung geschieht folg-endermaßen: Steht beispielsweise zu einer bestimmten Zeit der Zeiger / auf 1,94 A^oIt und die Trommel auf 150 Ampere, so ergibt die Ablesung (Schnittpunkt des Zeigers / mit der Marke/1) unmittelbar, daß mit diesem Stromverbrauch noch zehn Stunden weitergefahren werden kann. Auf die Werte von Spannung und Strom ist hier nur zur Erläuterung hingewiesen; ihre Ablesung, insbesondere des Spannungswertes, ist natürlich nicht erforderlich.

Neben den ausgezogenen Kurven für die Fahrtdauer ist noch eine Schar punktierter Kurven eingezeichnet, die die anderen schneidet. Diese Kurven sind geometrische Orte der Punkte gleichen Entladungszustandes und dienen zur Bestimmung der Fahrtdauer bei Stromstärken, die von dem augenblicklichen Verbrauch abweichen. Soll beispielsweise schneller gefahren und hierzu die Stromstärke erhöht werden, so ergibt die Verfolgung der durch den Ablesepunkt hindurchgehenden punktierten Kurve, daß bei einer Steigerung des Stromverbrauches auf etwa 270 Ampere noch eine Fahrtdauer von fünf Stunden möglich ist; andererseits würde eine Verringerung des Stromverbrauches auf etwa 85 Ampere noch eine Fahrtdauer von 20 Stunden gestatten.

Um zur Erleichterung dieser Ablesung eine Drehung der Trommel vornehmen zu können, ist auf der Achse c ein aus dem Gehäuse herausragender Knopf m befestigt, durch den die erforderliche Bewegung entgegen der Richtkraft des Instrumentes mit der Hand ausgeführt wird.

Für die Genauigkeit der Angaben des Entladezustandes einer Batterie ist beachtlich, daß die Spannung der Batterie nur bei einer ganz bestimmten Säuredichte in Verbindung mit dem Entladestrom die Kapazität kennzeichnet. Bei anderer Säuredichte ist die derselben Kapazität entsprechende Spannung eine andere. Es empfiehlt sich daher, den Nullpunkt des Spannungszeigers verschiebbar zu machen, damit der Zeiger von Zeit zu Zeit bei vollgeladener Batterie auf denjenigen SpannungSAvert eingestellt werden kann, der diesem Zustand bei normaler Säuredichte entspricht.

Da ferner die Kurven von der. Größe der Batterie abhängig" sind, wird man bereits aus fabrikationstechnischen Gründen die Skala ausAvechselbar herstellen. Jedoch auch für dieselbe Batterie wird es erforderlich sein, um der Abnutzung (Kapazitätsschwund) Rechnung zu tragen, die Kurven während des Betriebes nach längeren Zeiträumen auszuwechseln. Die Aufstellung neuer Kurven erfolgt auf Grund einer neuen Kapazitätsprobe der Batterie.

Bei der Anordnung der Kurven auf dem Umfang einer Trommel kann durch Lagerung der Spannungszeigerachse und der Trommelachse in derselben Geraden eine sehr gedrängte Bauart des Instrumentes erzielt werden. Als Ablesemarke muß hierbei eine schraubenförmige Kurve auf einer zylindrischen Glasfläche verwendet werden.

An Stelle der Anordnung der Kurven auf dem Umfang einer Trommel können sie auch auf eine ebene Ringfläche übertragen werden. Es ergibt sich dann der Vorteil, daß ihr Verlauf mit einem Blick übersehen werden kann und eine Drehung des Kurventrägers von Hand nicht mehr nötig ist, wenn die Fahrtdauer für Stromwerte bestimmt werden soll, die von dem augenblicklichen Stromver^ brauch abweichen.

Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 schematisch dargestellt, η ist der

das Skalenblatt tragende scheibenförmige ! Ring, dessen Antrieb der. Übersichtlichkeit j wegen fortgelassen ist. e ist wieder der ; Spannungsmesser mit dem Zeiger / und die j

strichpunktierte Kurve h stellt für diesen \ Fall die Ablesemarke dar.

An- Stelle der in Fig. 3 dargestellten konzentrischen Lagerung der Scheibe η und des Spannungsmessers e kann der letztere auch außerhalb der Scheibe η gelagert sein, wie dies Fig. 4 zeigt. In diesem Fall kann die j besondere Ablesemarke h entfallen, und die Ablesung geschieht an der Stelle, wo sich die Spitze des Zeigers befindet.

Der Vollständigkeit halber, sei darauf hin- j gewiesen, daß naturgemäß die Kurvenschar auch an dem beweglichen Teil des Spannungsmessers angebracht sein und der Zeiger von einem dynamometrischen Instrument proportional der Stromstärke bewegt werden kann.

Wird der Batterie kein Strom entnommen, so geht das dynamometrische Instrument in seine Nullage. Der Spannungsmesser stellt sich zwar auf einen bestimmten Wert ein, der jedoch keine Rückschlüsse auf den Entladezustand der Batterie zuläßt. Um auch dann den Entladezustand zu kennen, werden die beweglichen- Teile des Instrumentes zweckmäßig mit Feststellvorrichtungen versehen, durch die sie in der letzten Betriebss'tellung gehalten werden, ehe der Batterie-' Stromkreis geöffnet wird. Geschieht die Feststellung von Hand, so wird sie zweckmäßig in irgendeiner bekannten Weise von außen deutlich erkennbar gemacht, damit sie bei Weiterbenutzung der Batterie wieder aufge-■ hoben ,,wird. ■ j

Die Feststellung kann auch selbsttätig er- \ folgen, indem beispielsweise unter Federspannung stehende Bremsbacken die beweglichen Teile des Instrumentes festhalten, so- · lange nicht durch Solenoide die Federspannung aufgehoben wird. Mit dem den Bat- I teriestrom schließenden Schalter werden dann .Hilfskontakte verbunden, die die Solenoide j speisen, wenn die Batterie eingeschaltet wird. Sind auf einem Fahrzeug außer dem Fahrstromschalter noch Beleuchtungsschalter vorbanden, so werden zweckmäßig die- Hilfskon- j takte an dem Fahrstromschalter angebracht. I Sofern dieser gestattet, den Batteriestrom auf sehr kleine Werte herabzuregeln, ehe er j unterbrochen wird, empfiehlt es sich, die Hilfskontakte so anzuordnen, daß sie unter- ; ■brachen werden, solange der Batteriestrom noch einen für die Kapazitätsbestimmung geeigneten Wert besitzt.

Claims (8)

Patent-Ansprüche :

1. Einrichtung zur Bestimmung des Entladezustandes einer Sammlerbatterie mittels Strom- und Spannungsmessers, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeiger des einen Instrumentes über einer an dem beweglichen Teil des zweiten Instrumentes angebrachten Skala spielt, wobei die Stellung des Zeigers auf der Skala das Maß des Entladezustandes unmittelbar angibt.

2. Einrichtung" nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Skala neben der Kurvenschar, welche die Kapazität angibt, eine weitere Schar von Kurven angebracht ist, die Punkte gleichen Entladungszustandes für verschiedene Entladestromstärken verbinden.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Verschiebung des Nullpunktes des Spannungsmessers, damit er an Stelle der absohlten Spanung eine scheinbare, dem Säuregehalt der Batterie Rechnung tragende Spannung angeben kann.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Feststellvorrichtungen für die beweglichen Teile, zum Zweck, ihre Angaben festzuhalten, ehe der Batteriestrom unterbrochen wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststel- g₀ lung durch einen von dem Batterieschalter gesteuerten Hilfsstrom o. dgl. selbsttätig geschieht.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, . dadurch gekennzeichnet, daß die Skala auf einer Trommel angeordnet ist, und daß in Richtung der Trommelachse eine geradlinige Marke angebracht ist, deren Schnitt mit dem Zeiger des zweiten Instrumentes den Ablesepunkt ergibt.

7. Einrichtung nach Anspruch 2 und 6, bei der die Trommel entsprechend der Stromstärke verstellt wird, gekennzeichnet durch einen Knopf o. dgl. zum Drehen der Trommel von Hand, um sie bei der Verfolgung der Kurven gleichen Entladungszustandes entgegen der Richtkraft des Instrumentes auf andere Stromwerte einstellen zu können.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, ge- no kennzeichnet durch Anordnung der Skala auf einer Trommel oder einer Scheibe und Verwendung einer kurvenförmigen Ablesemarke, zum Zwecke, die Drehachsen der beweglichen Teile' konzentrisch anordnen zu können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.