DE1275666B - Device for the optional connection of an electrical collector battery to a charger or to a consumer - Google Patents

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.Device for the optional connection of an electrical collector battery to a charger or to a consumer The invention relates to a device for the optional connection of an electrical collector battery consisting of two or There are more groups, to a charger or to a consumer with the help of two Contact strips that can be coupled to one another, one with the battery and the other is electrically connected to the charger, such that the battery groups to Consumers are supplied in series with each other, but connected in parallel for charging are.

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.In many cases it is desirable to have one in an electrical device or other consumer built-in collector battery with a relatively high voltage to be charged by a charger whose DC voltage is less than the voltage the battery. About the very complex conversion of the DC voltage supplied by the charger To avoid a correspondingly higher DC voltage, this can be done in a known manner The collector battery can be divided into groups that run in parallel while charging are switched, but are in series when the consumer is supplied. Every group can consist of one or more elements.

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.This task occurs, for example, when a collector battery for a transistor device with a voltage of 9 volts through a starter battery to be charged for motor vehicles whose voltage is only 6 volts. the The accumulator battery to be charged consists of six cells with a voltage of each 1.5 volts. In this case the battery can be divided into two groups of three cells each 4.5 volts voltage can be divided. When these two groups of 4.5 volts in parallel are switched, they can easily be charged from the starter battery with 6 volts will. Likewise, you could have a collector battery with nine cells totaling 13.5 Volts of voltage are charged by a charger delivering a voltage of 6 volts, by dividing the collector battery into three groups of three elements each with 4.5 volts will.

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.This method of dividing a collector battery into groups, which are connected in parallel for charging is known per se. If the individual Groups do not have exactly the same tension, but one or more groups have a higher or a lower voltage, must be through a blocking diode be ensured that a discharge of the group with higher voltage in the Low voltage group cannot enter. With suitable charging resistors In the circuit of each group one can also in this case one for all groups achieve uniform charging current. For small ones, especially for portable electric ones Consumers such as B. tape recorders and similar devices equipped with transistors, A charger that is as light and small as possible and that works reliably is desired and the groups of the collector battery automatically connected in parallel as far as possible, if the latter is connected to the charger. For connecting the collector battery Two contact strips that can be coupled to one another are to be connected to the charger in a known manner one with the battery and the other with the charger is electrically connected.

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.The invention solves this problem in that on each of the two Contact strips two or, depending on the number of battery groups, more contact pairs are arranged, of which the contact pairs electrically connected to the battery the first contact strip is designed to be resilient to one another and is arranged in this way are that a contact of one battery group with a contact of the next battery group of a different polarity and that the one with the charger is electrical connected contact pairs of the second contact strip rigid or almost rigid and are isolated from one another in such a way that the resilient contact pairs touch each other with non-coupled contact strips, with coupled contact strips however, are separated from the staar trained contact pairs and at them issue.

Für manche Verbraucher kann es zweckmäßig sein, wenn die erste Kontaktleiste mit den federnd ausgebildeten Kontaktpaaren an dem Verbraucher fest angebracht ist.For some consumers it can be useful if the first contact strip is firmly attached to the consumer with the resilient contact pairs.

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.In certain cases, when serving as a consumer electrical Devices controlled from the outside Processes are triggered; that's the way it is for example, it is often desirable when the ignition lock is switched off in a motor vehicle built-in electrical device, such as radio receivers, tape recorders or the like, automatically switch off. For this purpose, in a further development of the invention, both contact strips be provided with further pairs of contacts, which are the leads of the electrical Device for additional switching operations. For consumers built into motor vehicles The starter battery of the motor vehicle can be used as a charger with collector batteries to serve.

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.Advantageously, the second contact strip can be rigid to one another arranged contact pairs be permanently installed in the motor vehicle, so that when Push the electrical device into a holder provided for the coupling of both contact strips comes about automatically and the charging process from the im Motor vehicle built-in starter battery uses. Depending on how the Contact strips can be used as feed lines to the contact pairs on the contact strips Find rigid wire connections or flexible cables use.

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.In the drawing, a device is shown as an exemplary embodiment the invention shown; all figures are highly schematic and only show what is necessary to understand the invention.

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. 1 shows a top view of the device, while FIG. 2 and FIG. 3 is a sectional side view of the device, namely FIG. 2 with uncoupled and F i g. 3 with coupled contact strips.

F i g. 4 gibt eine Prinzipschaltung der Vorrichtung bei ungleicher Spannung der Gruppen einer Sammlerbatterie wieder.F i g. 4 gives a basic circuit of the device for unequal Voltage of the groups of a collector battery again.

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.On a provided with a protective cap 15 contact strip 1 made of insulating material, for. B. from Pertinax, are three pairs of contacts 3, 3 a made of resilient material, for. B. bronze, the contact springs of which normally rest against each other (Fig. 1 and 2) and thereby give electrical contact to each other. The two groups 5 and 6 of a collector battery 7 are electrically connected to the contact pairs 3, 3a via lines 8.

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.There are three pairs on a second contact strip 2 made of insulating material of contacts made of rigid or almost rigid, conductive material (e.g. hard copper) 4, 4a, which are connected to a charger 10 via lines 9.

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.As long as the two contact strips 1 and 2 are separated, the current from the charger 10 to the battery 7 is interrupted; At the same time, an electrical connection between the two groups 5 and 6 (FIG. 4) of the battery 7 in the sense of a series connection and between the device terminals 11, 12 and the groups 5 and 6 is established by mutual contact of the resilient contacts 3 and 3a . The consumer 19, e.g. B. a tape recorder equipped with transistors receives the voltage of the series-connected battery groups 5 and 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.If, on the other hand, the second contact strip 2 is inserted into the resilient contact pairs 3, 3a of the contact strip 1 , the spring contacts 3, 3a are separated from one another and lie firmly against the rigid contacts 4, 4a (FIG. 3), see above that there is an electrically conductive connection between the resilient contacts 3, 3 a and the rigid contacts 4, 4 a; when the two contact strips 1 and 2 are coupled together in this way, the charging current flows from the charger 10 via the contact pairs 3, 3 a and 4, 4 a to the battery 7, so that it is charged. At the same time, the connection between the two groups 5 and 6 of the battery 7 is interrupted by separating the resilient contact pairs 3, 3a. The two groups are now connected to the charger 10 via the contact pairs 4, 4 a in such a way that they are parallel, so that only half the operating voltage is applied to the terminals 13, 14 of the charger 10. The consumer 19 is separated from the battery 5, 6.

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.If the accumulator battery 7 is divided into three or more groups and accordingly more contact pairs are attached to the contact strips 1, 2, can change the voltage of the battery 7 when charging to the third or lower Part of their operating voltage can be reduced.

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.In the basic circuit according to FIG. 4 means 16 a diode that prevents current from the three element group 5 into the out Group 6 consisting of only two elements flows when the contact strips are coupled 1 and 2, groups 5 and 6 can be connected in parallel. It can also be done by charging resistors 17 and 18 a precise comparison of the charging current for each of the groups 5 and 6 separately be brought about.

Claims (4)

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. Claims: 1. Device for the optional connection of an electrical collector battery, which consists of two or more groups, to a charger or to a consumer with the help of two couplable contact strips, one of which is electrically connected to the battery and the other of which is electrically connected to the charger, such that the battery groups are connected in series with one another for supplying the consumer, but in parallel for charging, characterized in that two or more contact pairs are arranged on each of the two contact strips, depending on the number of battery groups, of which those with the battery (7) electrically connected contact pairs (3, 3a) of the first contact strip (1) are designed to be resilient to one another and are arranged in such a way that a contact of one battery group is in contact with a contact of the next battery group of a different polarity, and that the contact with the charger (10) electrically connected pairs of contacts (4, 4a) of the second contact strip (2) are rigid or almost rigid and insulated from one another, in such a way that the resilient contact pairs (3, 3a) touch each other when the contact strips are not coupled, whereas when the contact strips are coupled, they are separated from the rigid contact pairs (4, 4a) and are concerned with them. 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. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the first contact strip (1) with the resilient contact pairs (3, 3 a) on the consumer as Unit is firmly mounted. 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. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that that both contact strips (1, 2) are provided with further pairs of contacts, the the supply lines of the consumer are used for additional switching operations. 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. 722 372.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a battery, in particular a starter battery for motor vehicles, is used as the charger (10). Considered publications: German Patent Specifications Nos. 293 500, 452 682; German Auslegeschrift No. 1137 499; German utility model No. 1754 463; British Patent No. 722,372.