DE1275666B

DE1275666B - Vorrichtung zum wahlweisen Anschliessen einer elektrischen Sammlerbatterie an ein Ladegeraet oder an einen Verbraucher

Info

Publication number: DE1275666B
Application number: DE1965B0085019
Authority: DE
Inventors: Frank-Armin Heinrich
Original assignee: PHOTOKINO GmbH; Robert Bosch Elektronik GmbH
Current assignee: PHOTOKINO GmbH; Robert Bosch Elektronik GmbH
Priority date: 1965-12-17
Filing date: 1965-12-17
Publication date: 1968-08-22

Description

Vorrichtung zum wahlweisen Anschließen einer elektrischen Sammlerbatterie an ein Ladegerät oder an einen Verbraucher Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum wahlweisen Anschließen einer elektrischen Sammlerbatterie, die aus zwei oder mehr Gruppen besteht, an ein Ladegerät oder an einen Verbraucher mit Hilfe zweier miteinander kuppelbarer Kontaktleisten, deren eine mit der Batterie und deren andere mit dem Ladegerät elektrisch verbunden ist, derart, daß die Batteriegruppen zur Speisung des Verbrauchers miteinander in Reihe, zum Laden jedoch parallel geschaltet sind.
In vielen Fällen ist es erwünscht, eine in einem elektrischen Gerät oder sonstigen Verbraucher eingebaute Sammlerbatterie mit relativ hoher Spannung durch ein Ladegerät aufzuladen, dessen Gleichspannung kleiner ist als die Spannung der Batterie. Um die recht aufwendige Umformung der vom Ladegerät gelieferten Gleichspannung in eine entsprechend höhere Gleichspannung zu vermeiden, kann in bekannter Weise die Sammlerbatterie in Gruppen aufgeteilt werden, die während des Ladens parallel geschaltet sind, jedoch bei Speisung des Verbrauchers in Reihe liegen. Jede Gruppe kann aus einem oder mehreren Elementen bestehen.
Diese Aufgabe liegt beispielsweise vor, wenn eine Sammlerbatterie für ein Transistorgerät mit einer Spannung von 9 Volt durch eine Anlasserbatterie für Kraftfahrzeuge aufgeladen werden soll, deren Spannung nur 6 Volt beträgt. Die aufzuladende Sammlerbatterie besteht aus sechs Zellen mit einer Spannung von je 1,5 Volt. In diesem Falle kann die Batterie in zwei Gruppen von je drei Zellen mit 4,5 Volt Spannung aufgeteilt werden. Wenn diese beiden Gruppen von 4,5 Volt parallel geschaltet sind, können sie ohne weiteres aus der Anlasserbatterie mit 6 Volt aufgeladen werden. Ebenso könnte man eine Sammlerbatterie mit neun Zellen von insgesamt 13,5 Volt Spannung durch ein eine Spannung von 6 Volt lieferndes Ladegerät aufladen, indem die Sammlerbatterie in drei Gruppen zu je drei Elementen mit 4,5 Volt aufgeteilt wird.
Dieses Verfahren der Aufteilung einer Sammlerbatterie in Gruppen, die zum Laden parallel geschaltet werden, ist an sich bekannt. Falls die einzelnen Gruppen nicht genau die gleiche Spannung haben, sondern eine oder mehrere Gruppen eine höhere oder auch eine niedrigere Spannung aufweisen, muß durch eine Sperrdiode dafür gesorgt werden, daß eine Entladung der Gruppe mit höherer Spannung in die Gruppe mit niederer Spannung nicht eintreten kann. Durch geeignete Ladewiderstände im Stromkreis einer jeden Gruppe kann man auch in diesem Falle einen für alle Gruppen gleichmäßigen Ladestrom erzielen. Für kleine, insbesondere für transportable elektrische Verbraucher, wie z. B. Tonbandgeräte und ähnliche mit Transistoren bestückte Geräte, ist ein möglichst leichtes und kleines Ladegerät erwünscht, das zuverlässig arbeitet und die Gruppen der Sammlerbatterie möglichst selbsttätig paralleschaltet, wenn letztere an das Ladegerät angeschlossen wird. Für den Anschluß der Sammlerbatterie an das Ladegerät sollen dabei in bekannter Weise zwei miteinander kuppelbare Kontaktleisten verwendet werden, deren eine mit der Batterie und deren andere mit dem Ladegerät elektrisch verbunden ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß auf jeder der beiden Kontaktleisten zwei oder, entsprechend der Anzahl der Batteriegruppen, mehr Kontaktpaare angeordnet sind, von denen die mit der Batterie elektrisch verbundenen Kontaktpaare der ersten Kontaktleiste gegeneinander federnd ausgebildet und derart angeordnet sind, daß ein Kontakt der einen Batteriegruppe mit einem Kontakt der nächsten Batteriegruppe von anderer Polarität in Berührung steht und daß die mit dem Ladegerät elektrisch verbundenen Kontaktpaare der zweiten Kontaktleiste starr oder nahezu starr ausgebildet und voneinander isoliert sind in der Weise, daß sich die federnden Kontaktpaare bei nicht gekuppelten Kontaktleisten einander berühren, bei gekuppelten Kontaktleisten hingegen von den staar ausgebildeten Kontaktpaaren aufgetrennt sind und an diesen anliegen.
Für manche Verbraucher kann es zweckmäßig sein, wenn die erste Kontaktleiste mit den federnd ausgebildeten Kontaktpaaren an dem Verbraucher fest angebracht ist.
In bestimmten Fällen sollen bei als Verbraucher dienenden elektrischen Geräten von außen gesteuerte Vorgänge ausgelöst werden; so ist es beispielsweise oft erwünscht, beim Ausschalten des Zündschlosses ein in einem Kraftwagen eingebautes elektrisches Gerät, wie Rundfunkempfänger, Tonbandgerät od. dgl., selbsttätig abzuschalten. Zu diesem Zweck können in Weiterbildung der Erfindung beide Kontaktleisten mit weiteren Kontaktpaaren versehen werden, die den Zuleitungen des elektrischen Gerätes für zusätzliche Schaltvorgänge dienen. Für in Kraftwagen eingebaute Verbraucher mit Sammlerbatterien kann als Ladegerät die Anlasserbatterie des Kraftfahrzeuges dienen.
Vorteilhafterweise kann die zweite Kontaktleiste mit den starr zueinander angeordneten Kontaktpaaren in dem Kraftfahrzeug fest eingebaut sein, so daß beim Einschieben des elektrischen Gerätes in eine dafür vorgesehene Halterung die Kupplung beider Kontaktleisten selbsttätig zustande kommt und der Ladevorgang aus der im Kraftfahrzeug eingebauten Anlasserbatterie einsetzt. Je nach der Anbringung der Kontaktleisten können als Zuleitungen zu den Kontaktpaaren auf den Kontaktleisten starre Drahtverbindungen oder flexible Kabel Verwendung finden.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt; alle Figuren sind stark schematisiert und zeigen nur das zum Verständnis der Erfindung Notwendige.
F i g. 1 zeigt eine Aufsicht der Vorrichtung, während die F i g. 2 und 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung im Schnitt darstellen, und zwar F i g. 2 mit nicht gekuppelten und F i g. 3 mit gekuppelten Kontaktleisten.
F i g. 4 gibt eine Prinzipschaltung der Vorrichtung bei ungleicher Spannung der Gruppen einer Sammlerbatterie wieder.
Auf einer mit einer Schutzkappe 15 versehenen Kontaktleiste 1 aus Isoliermaterial, z. B. aus Pertinax, sind drei Kontaktpaare 3, 3 a aus federndem Material, z. B. Bronze, befestigt, deren Kontakfedern normalerweise gegeneinander anliegen (F i g. 1 und 2) und dadurch miteinander elektrischen Kontakt geben. Mit den Kontaktpaaren 3, 3 a sind über Leitungen 8 die beiden Gruppen 5 und 6 einer Sammlerbatterie 7 elektrisch verbunden.
Auf einer zweiten Kontaktleiste 2 aus Isoliermaterial sind drei Paare von Kontakten aus starrem oder nahezu starrem, leitendem Material (z. B. Hartkupfer) 4, 4a befestigt, die über Leitungen 9 mit einem Ladegerät 10 verbunden sind.
Solange die beiden Kontaktleisten 1 und 2 getrennt sind, ist der Strom von dem Ladegerät 10 zur Batterie 7 unterbrochen; gleichzeitig ist durch gegenseitige Berührung der federnden Kontakte 3 und 3 a eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Gruppen 5 und 6 (F i g. 4) der Batterie 7 im Sinne einer Reihenschaltung sowie zwischen den Geräteklemmen 11,12 und den Gruppen 5 und 6 hergestellt. Der Verbraucher 19, z. B. ein mit Transistoren bestücktes Tonbandgerät, erhält die Spannung der in Reihe geschalteten Batteriegruppen 5 und 6.
Wenn dagegen die zweite Kontaktleiste 2 in die federnden Kontaktpaare 3, 3 a der Kontaktleiste 1 eingeschoben ist, sind die Federkontakte 3, 3 a voneinander getrennt und liegen an den starren Kontakten 4, 4 a fest an (F i g. 3), so daß zwischen den federnden Kontakten 3, 3 a und den starren Kontakten 4, 4 a elektrisch leitende Verbindung besteht; wenn auf diese Weise die beiden Kontaktleisten 1 und 2 miteinander gekuppelt sind, fließt der Ladestrom von dem Ladegerät 10 über die Kontaktpaare 3, 3 a und 4, 4 a zu der Batterie 7, so daß diese aufgeladen wird. Gleichzeitig ist durch Auftrennen der federnden Kontaktpaare 3, 3 a die Verbindung zwischen den beiden Gruppen 5 und 6 der Batterie 7 unterbrochen. Die beiden Gruppen sind jetzt über die Kontaktpaare 4, 4 a mit dem Ladegerät 10 derart verbunden, daß sie parallel liegen, so daß an den Klemmen 13, 14 des Ladegerätes 10 nur noch die halbe Betriebsspannung liegt. Der Verbraucher 19 ist dabei von der Batterie 5, 6 abgetrennt.
Falls die Sammlerbatterie 7 in drei oder mehr Gruppen unterteilt ist und dementsprechend mehr Kontaktpaare auf den Kontaktleisten 1, 2 angebracht sind, kann die Spannung der Batterie 7 beim Laden auf den dritten oder einen geringeren Teil ihrer Betriebsspannung herabgesetzt werden.
In der Prinzipschaltung nach F i g. 4 bedeutet 16 eine Diode, die verhindert, daß Strom von der aus drei Elementen bestehenden Gruppe 5 in die aus nur zwei Elementen bestehende Gruppe 6 fließt, wenn durch Kuppeln der Kontaktleisten 1 und 2 die Gruppen 5 und 6 parallel geschaltet werden. Außerdem kann durch Ladewiderstände 17 und 18 ein genauer Abgleich des Ladestromes für jede der Gruppen 5 und 6 gesondert herbeigeführt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum wahlweisen Anschließen einer elektrischen Sammlerbatterie, die aus zwei oder mehr Gruppen besteht, an ein Ladegerät oder an einen Verbraucher mit Hilfe zweier miteinander kuppelbarer Kontaktleisten, deren eine mit der Batterie und deren andere mit dem Ladegerät elektrisch verbunden ist, derart, daß die Batteriegruppen zur Speisung des Verbrauchers miteinander in Reihe, zum Laden jedoch parallel geschaltetsind,dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder der beiden Kontaktleisten zwei oder, entsprechend der Anzahl der Batteriegruppen, mehr Kontaktpaare angeordnet sind, von denen die mit der Batterie (7) elektrisch verbundenen Kontaktpaare (3, 3a) der ersten Kontaktleiste (1) gegeneinander federnd ausgebildet und derart angeordnet sind, daß ein Kontakt der einen Batteriegruppe mit einem Kontakt der nächsten Batteriegruppe von anderer Polarität in Berührung steht, und daß die mit dem Ladegerät (10) elektrisch verbundenen Kontaktpaare (4, 4a) der zweiten Kontaktleiste (2) starr oder nahezu starr ausgebildet und voneinander isoliert sind, in der Weise, daß sich die federnden Kontaktpaare (3, 3a) bei nicht gekuppelten Kontaktleisten einander berühren, bei gekuppelten Kontaktleisten hingegen von den starr ausgebildeten Kontaktpaaren (4, 4a) aufgetrennt sind und an diesen anliegen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kontaktleiste (1) mit den federnd ausgebildeten Kontaktpaaren (3, 3 a) an dem Verbraucher als Baueinheit fest montiert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kontaktleisten (1, 2) mit weiteren Kontaktpaaren versehen sind, die den Zuleitungen des Verbrauchers für zusätzliche Schaltvorgänge dienen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Ladegerät (10) eine Batterie, insbesondere eine Anlasserbatterie für Kraftfahrzeuge, dient. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 293 500, 452 682; deutsche Auslegeschrift Nr. 1137 499; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1754 463; britische Patentschrift Nr. 722 372.