DE2106701B2

DE2106701B2 - Schaltungsanordnung zur Verbindung einer Akkumulatorenbatterie mit einem Gleichstromnetz, insbesondere mit dem Bordnetz eines Flugzeugs

Info

Publication number: DE2106701B2
Application number: DE2106701A
Authority: DE
Inventors: Andre Angelin Louis Colomiers Alric; Serge Paul Cordeillecornebarieu Boussin; Joseph Marie Hyacinthe Glotin; Francis Higounenq; Gilbert Raymond Auguste Porte
Original assignee: Airbus Group SAS
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 1970-02-25
Filing date: 1971-02-12
Publication date: 1974-01-10
Also published as: NL7102380A; DE2106701C3; FR2080156A5; US3703675A; DE2106701A1; GB1349079A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Verbindung einer Akkumulatorenbatterie mit einem Gleichstromnetz, insbesondere mit einem Bordnetz eines Flugzeugs, das eine Gleichspannungsquelle zum Speisen des Netzes und zum gleichzeitigen Laden der Akkumulatorenbatterie aufweist, bei der ein Hauptrelais vorgesehen ist, welches bei einem bestimmten vorgegebenen Spannungswert eine Verbindung der Akkumulatorenbatterie mit dem Netz herstellt und welches zusätzlich von einer Schaltuhr steuerbar ist.

Akkumulatorenbatterien können bekanntlich als Puffer verwendet werden, wobei sie von einer Gleichstromquelle oder einer mit einem Gleichrichter verbundenen Wechselstromquelle gespeist werden. Will man bezüglich des Gewichts einer Akkumulatorenbatterie, ihrer Kapazität (in A/h) und der Möglichkeiten für kurzzeitige Entladung (in A) Optimalwerte erzielen, so erscheinen Cadium-Nickel-Akkumulatoren am zweckmäßigsten. Derartige Akkumulatoren haben jedoch den Nachteil, daß sie auf die Ladestromstärke und Überbelastung sehr empfindlich reagieren.

Um das Gewicht derartiger Akkumulatorenbatterien herabzusetzen, werden relativ dünne Platten mit großer Oberfläche verwendet, welche sehr eng zueinander angeordnet sind. Dies wiederum hat zur Folge, daß die verfügbare Menge des Elektrolyten sehr gering ist.

Ein teilweises Schwinden von Wasser aus dem Elektrolyten resultiert aus seiner Verdunstung wie auch aus der elektrolytischen Dissoziation bei Ende der Ladung und bei Überbelastung. Dieser Schwund wird durch die Erwärmung der Batterie beschleunigt, die aus dem Jouleschen Effekt, aus der bei Ladung oder Entladung der Batterie je nach Bauart auftretenden chemischen exothermischen Reaktion oder aus dem Ansteigen der umgebenden Temperatur resultiert.

Diese Erscheinungen, die von dem zur Ladung der Batterie verwendeten Mittel unabhängig sind und unvermeidlich auftreten, wenn die Batterie im Puffer-

betrieb an ein Ladungsgerät oder ein Lade- uml V ei brauehemelz angeschlossen ist. werden neuh vei stärkt, wenn milU'ls Wellenstromqucllen aufgeladen wird. Tatsächlich kann gegen Ende der Baltericauiladung die Spannung auf einen Wert ansteigen, der höher liegt als die Ausgangsspannunt', so daß sieh die Batterie an Stromspeisepunkun über das Net/ entlädt und e« unmöglich wird, eine volle I.adu.it' der Batterie zu erzielen.

Durch die deutsche Patentschrift 812 803 ist eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art bekannt, bei welcher eine Batterie über einen Schalter mil einem Stromkreis verbunden ist. Dieser Schalter dient dazu, den Stromkreis zn öffnen, d. h. die Veibindung der Batterie mit dem Stromkreis zu uniorbrcchen, sobald die Spannung der Batterie größer i\l·- die des dazugehörigen Ladegenerators ist. Dadurch wird verhindert, daß die Batterie sich über den Generator entladen kann.

Es ist ferner durch die Druckschrift SSW4fH7/271 der Firma Siemens Sehuckertwetke emc Schaltungsanordnung bekannt, bei welcher ein Zeitzähler mn der Ladeeinrichtung verbunden ist. um eine V.bcyladung der Batterie /u verhindern. Dieser Zcitzählei ist zwischen 0,5 und 10 Stunden einstellbar

Ks ist schließlich durch die deutsche Auslcgcschrilt 1 438 857 eine Schaltungsanordnung bekannt, welche Schaltelemente aufweist, mil welchen die Ladung einer Batterie unterbrochen werden kann, sobald der Ladestrom unterhalb eines bestimmten Wertes fällt Diese Schaltungsanordnung arbeitet mit einem vor gegebenen Spannungsweit, welcher einem vorgegebenen Grenzwert des Ladestromes entspricht.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art derail weiterzubilden, daß eine Dissoziierung des BaUericelckuolyten zum größten Teil vermieden wird, während gleichzeitig die Batterie sehne!! wieder aufgeladen und in einem Zustand ausreichender Ladung gehalten wird, so daß eine optimale Einsatzmöglich keit der Batterie gewährleistet ist

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Hauptrelais in Abhängigkeit von zwei Sprmnunasvergleichskreisen ?um Anziehen gebracht wer den kann, wenn entweder die Speisespannung kleiner als eine im Bereich der Nennspannung der Akkumulatorenbatterie liegende ersie Verglcichsspannung ist oder die Spannung der Akkumulatorenbatterie kleine! als eine unterhalb der ersten liegende zweite Vergleichsspannung ist. und dsß dn- Abfallen des Relais in Abhängigkeit von einer vom zweiten Spannung^ vergleichskreis in Betrieb gesetzten Schaltuhr steuerbar ist. welche nach einem vorgegebenen ersten Zeitintervall einen, einen Vergleich zwischen dem Ladestrom und einem ersten Vergleichsstrom durchfüh renden Stromvergleichskreis ansteuert, durch den die Erregung des Hauptrelais weiterhin aufrechterhalten werden kann, wenn der Ladestrom oberhalb des ersten Vergleichsstromes liegt, während im ent gegengesetzten Fall ein Aufrechterhalten nur so lange stattfindet, bis der Ladestrom unterhalb des Wertes eines zweiten Verglcichsslrnmes gesunken ist.

Fine Gasbildung tritt bei Batterien bekanntlich nur am FnHe des Ladevorgange«, auf. sobald die Gasungs spannung erreicht ist Im Rahmen der vorliegenden Erfindung "-oll diese Gasungsspanmmg niemals erreicht werden, was alleidinps zur Folge hat, daß die Batterie nie vollends gcl.iden wird. Dabei ist es be kannt, daß die an den Klemmen einer Batterie anstehende Spannung hei konstanter Stromabnahme in Abhängigkeit der Zeil durch eine Kurve dargestellt wenliMi kann, welche drei Bereiche aulweist: Beim Beginn der Ladung steigt im Bereich 1 die Spannung, relativ stark an. Anschließend daran steigt die Spannung im Bereich 2 relativ langsam und regelmäßig im wesentlichen entlang einer geraden Linie an, Am Linde der Ladung steigt dann erneut im Bereich 3 die

ίο Spannung stark an, wobei die Htilgasungsspaimung Vg überschritten wird. Sobald die Gasungsspannung Vn erreicht ist, betragt die Ladung der Batterie wenig slens 9.S¹¹Zo der vollständigen Ladung. Man muß je doch feststellen, daß die erwähnte Kurve im Rahmen der vorliegenden Fi findung nur von theoretischem Interesse ist, weil die Ladung der Batterie so gesteuert wird, daß weder die Ladespannimg noch dei Ladestrom konstant sind.

Um zu verhindern, daß die Batterie vollständig geladen wird, wird zwcckmäßigcrwcise eine Ludung nur dann durchgeführt, wenn die Lccrlaui'spannung, unterhalb der Gasungsspaunung liegt. Am Ende des Ladevorganges - d. h. im Bereich 3 — bewirkt hingegen eine geringe Änderung des Ladezustandes eine nennenswerte Veränderung der Klemmenspannung. Fin wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfinduni; besteht somit in der Feststellung, ob die Ladung während eines relativ kurzen Zeitraums —- beispielsweise 5 Minuten -— erhalten wird, wobei dei Ladezustand durch den Slromwert am Fnde dieser Periode geprüft wird. Wenn der Ladestrom sehr hoch ist, bedeutet dies, diiß der Ladezustand der Batterie noch an einem Punkt innerhalb des Bereiches 2 der Kurve liegt, so daß eine zusätzliche Ladungsmenge ohne Nachteile der Batterie zugeführt werden kann. Diese zusätzliche Ladungsmenge ist umso größei, je großer der Strom ist. Der Ladezustand entspricht somit einem Punkt des ßcieichcs 2 in der Nähe des Bereiches 1.

4" Da die vorhandene Elekuohlmenge lelativ gering ist. erhitzt die Ladung der Batten>' dieselbe, wodurch durch diese Temperaturänderung der Batterie der Ladcs'iiom beeinflußt wild. Es ist deshalb vorteilhaft, die Ladung während mehrerei vorgegebener Zeit pciioden zu überpiüfen und den Ladcvurganj; nai.li einer dieser Perioden zu unterbrechen, sobald dei Ladestrom wenigstens gleich wie bei der vorigen Periode ist. Andererseits soll der Ladestrom unteibiochen weiden., sobald der Strom wahrend eines vorgegebenen Zcitinlerv alls ansteigt, wobei jedoch die Ladung ebenfalls dann nach einem relativ langen.

jedoch festgelegten Zeitraum unterbrochen, wird.

selbst wenn dei Ladestrom noch relativ hoch ist.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung dei Ei tins dung wild die Anfangsladezcit sehr kui/ gehalten (beispielsweise einige Minuten), um dein Ladungszustand der Batterie u;xi dem Zustand ihres Elektrolyten Rechnung zu tragen, während die Stärke des Ladestromes zumindest zu Ende dieser Periode

^fi" gemessen wird. Jc nach dem Wert dieser Stromstärke wird die erste Periode verlanget!, wenn die Stromstärke relativ schwach ist, bis dieser Stronistarkevvcil auf einen vorgegebenen niederen Wert abgefallen ist, oder, wenn die Stromstärke relativ groß ist, wird die Ladungszeit neu festgesetzt, wobei die Zeit nach Ablauf dieser Zeitspanne eventuell wieder geändert wird, nachdem man den bestimmten Wert erhalten hat.
1st nun zu Ende der ersten Ladungsperiode, die

der Batterie eine gewisse Energie zuführt, die Stromstärke niedrig, so bedeutet das, daß die Batterie schon einen genügend hohen Ladungszustand erreicht hat oder daß der Zustand ihres Elektrolyten die Elektrizitätsmenge beschränkt, die die Batterie noch aufnehmen könnte. Ist im Gegensatz dazu zu Ende dieser Periode die Stromstärke sehr groß, so zeigt das einen Zustand starker Entladung der Batterie und eine gute Leitfähigkeit des Elektrolyten an, der es ermöglicht, daß diese Batterie ohne (Jberbelastung noch weitere Energie aufnehmen kann.

Es kann für die Stromstärke ein gemeinsamer Ausgangspunkt gewählt werden, um am Ende jeder Ladungsperiode aus der zeitlichen Verlängerung dieser Ladung her die unter dem Wert des Ausgangspunktes liegenden Werte festzulegen, bei denen die Ladung beendet wird, wobei diese Werte im gleichen Maß ansteigen wie die Ladungszeit verlängert wird, um auf diese Weise jede Gefahr einer Überbelastung schließlich auszuschalten.

Außerdem wird, vorzugsweise aus Sicherheitsgründen, der Ladevorgang jedesmal unterbrochen, wenn das Hauptrelais geschlossen wird, wenn die Energie, nachdem sie von der Batterie abgegeben wurde, vom Netz aufgenommen wird oder werden kann. Ebenso wird aus Sicherheitsgründen der Ladevorgang systematisch unterbrochen, wenn er lange genug, beispielsweise 60 Minuten, angedauert hat. Zudem wird aus dem gleichen Grund Alarm ausgelöst, wenn während einer Ladungsperiode der Ladestrom laufend ansteigt, selbst wenn das nur während eines sehr kurzen Zeitraums — wie beispielsweise 2 Minuten — geschieht. Zudem kann auch das Hauptrelais systematisch jedesmal geschlossen werden, wenn ein für die Sicherheit des Fahrzeugs wichtiger Mechanismus — beispielsweise bei Flugzeugen die automatische Ladeeinrichtung — an das Netz angeschaltet wird.

Vorteilhafte Weiterbüduncen der erfindunssaemä-Ben Schaltanordnung ergeben sich an Hand der Unteransprüche 6 bis 21.

Die Erfindung soll nunmehr näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigt

F i g. 1 das Schema eines im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten Hallgenerators,

Fi g. 2 ein Diagramm für die verschiedenen Stufen der Stromstärke, mit welchen die verschiedenen, im Logikkreis auftretenden Signale abgegeber, werden,

Fig. 3 ein ähnliches Diagramm, das die Zeiten darstellt, zu denen die verschiedenen, vom Schaltwerk abgegebenen Signale ausgesandt werden,

F i g. 4 die schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,

F i g. 5 die schematische Darstellung des in Verbindung mit der Schaltungsanordnung von Fig. 4 verwendeten Relaiskreises,

F i g. 6 die schematische Darstellung eines der Flip-Flop-Kreise.

Der in F i g. 1 gezeigte Hallgenerator besteht im wesentlichen aus einer rechteckigen dünnen Halbleiterplatte 1, an deren Seiten vier Elektroden angeordnet sind; zwei Speiseelektroden E₁ und E„ und zwei Meßelektroden S₁ und S₂. Wird eine solche Platte von einem Strom i gespeist und mit seiner großen Fläche in ein normales Induktionsfeld gebracht, das durch die Wicklung 2, die den Strom / kreuzt, hervorgerufen wird, werden die beiden Aus-San*TCi»]oVf»-Q£iorj c und S einem Potent isluntcrschied unterworfen, der »Hallspannung« genannt wird und proportional ist dem Vektorprodukt des Steuerstroms und des magnetischen Feldes, d. h.

Vh - K.T. B.

wobei K der Koeffizient des Hallgenerators ist.

Bei der in F i g. 4 dargestellten Anordnung stellt / die Stärke des die Batterie durchfließenden Stromes dar, und / ist konstant. An den Ausgangselektroden

ίο S₁ und S₂ erhält man dann ein Signal, das proportional ist der Stärke des die Batterie durchfließenden Stromes.

Die in den Fig. 4 und 5 schematisch dargestellte Schaltung gestattet einen Betrieb unter folgenden Bedingungen.

a) Die Lcerlaufspannung der Batterie wird überwacht, wenn die Ladung unterbrochen wurde und der Ladevorgang wieder einsetzt, wenn diese Spannung einen Wert einnimmt, der kleiner ist

^ao als einige Volt, beispielsweise 2, unter der Nominalspannung.

b) Die Spannung des Verbrauchernetzes wird überwacht, wenn die Batterie vom Netz abgehängt

a₅ lind wieder daran angeschlossen wird, da ein

intensiver Stromstoß daraus resultiert und einen Spannungsabfall von beispielsweise 2 Volt während einer Zeit hervorruft, die höher liegt als einige Hundertstel Millisekunden.

c) Wenn nach einer Aufladezeit von 5 Minuten der Ladestrom noch unter 20 A liegt, wird die Ladung so lange fortgesetzt, bis der Strom auf einen Wert von 5 A abfällt. In diesem Moment wird die Ladung unterbrochen.

d) Wenn nach einer Aufladezeit von 5 Minuten der Ladestrom mehr als 20 A beträgt, wird die Aufladung fortgesetzt, wobei zwei Fälle auftreten: Im ersten Fall erreicht der Ladestrom einen Wert von 20 A noch vor Ablauf einer Gesamtladezeit von 15 Minuten; die Aufladung wird nun unterbrochen.

Im zweiten Fall liegt der Ladestrom immer noch bei einem Wert über 20 A nach einer Gesamtes ladezeit von 15 Minuten; die Aufladung wird fortgesetzt, bis der Stromwert auf 10 A abfällt.

e) Die Batterie wird auch dann wieder an das Verbrauchernetz aus Sicherheitsgründen angeschlossen.

f) Nach einmaliger Verwendung der Batterie über das Verbrauchernetz setzt der Aufladevorgang automatisch wieder ein.

g) Tn jedem Fall, auch im Fall c), fällt der Ladestrom nicht auf einen Wert unter 5 A ab, oder

im Fall d) (zweite Möglichkeit), wenn der Ladestrom nicht unter 10 A abfällt, muß die Batterie unbedingt vom Netz abgehängt werden, wenn dies nach 60 Minuten Ladezeit nötig sein sollte, do ausgenommen es wird über die Batterie Energie

abgenommen.

h) Wenn während einer Ladeperiode der Ladestrom für mehr als zwei Minuten ansteigend bleiben sollte, wird eine Alarmvorrichtung ausgelöst.

Im obengenannten Fall c) entspricht ein Ladestrom von 5 A einem Ladezustand von etwa 85 bis 9O°/o der Nominalkapazität der Batterie bei normaler. Tcm-

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peraturbedingungen; wenn die Ladung um einen Wert Diese Flip-Flop-Schaltungen sind dazu bestimmt,

unterbrochen wird, der höher ist als die Stromstärke ein Signal nicht weiterzuleiten, wenn der durch die

(Fall d), so ist der Ladezustand in der gleichen Grö- Wicklung 2 fließende Strom / bestimmte vorgegebene

ßenordnung, jedoch ist der höhere Stromwert bestim- Werte annimmt.

mend für eine Unterbrechung der Aufladung und 5 Zu diesem Zweck betätigt jede Flip-Flop-Schaltung

eine Folge des ursprünglichen Zustandes der Batterie in bekannter Weise ein oder mehrere verschiedene

und ihrer Temperatur. Vergleichswerke in einem linearen integrierten Schalt-

Durch Einhaltung dieser Bedingungen ist es mög- kreis in bekannter Weise. In dem Fall, daß mehrere lieh, die Ladung he nach dem Zustand der Batterie Vergleichswerke verwendet werden, sind sie parallel auf einen Wert zu beschränken, der zwischen 75 und io geschaltet, während ihre Ausgänge am Eingang eines 95% der Nominalkapazität schwankt, womit die ab- UND-Gatters miteinander verbunden sind. In dem träglichen Erscheinungen ausgeschaltet werden, die Fall, daß nur eine Information über die Richtungsaus einer Uberbclastung resultieren, wie beispiels- änderung des Stromes / notwendig ist, wird ein Schaltweise übermäßiger Verbrauch des Elektrolyten und zu kreis mit einem Abzweigmodul, auf das ein anderes itarke Erwärmung. 15 Vergleichswerk folgt, parallel zu den anderen geschal-

Beispielsweise kann bei einer Nennspannung des tet, wobei das UND-Gatter noch einen zusätzlichen

Gleichstromnetzes von 29 Volt eine Nickel-Cadmium Eingang besitzt.

Batterie verwendet werden, die eine Nennspannung Beispielsweise arbeitet die Flip-Flop-Schaltung 5

von 27 Volt hat und deren Elemente je 25 Ah Kapa- (vgl. F i g. 6), wenn die Stromstärke einmal ansteigt

zität haben. »0 und zwischen zwei genau vorbestimmten Werten liegt.

Für das Folgende wird festgelegt, daß in der durch Zu diesem Zweck wird das von dem Anschluß 52

die Stromschiene 49, d. h. die quer zur Wicklung 2 gegebene Signal jeweils über die Anschlüsse 52« und

laufenden Stromschiene, schematisch dargestellten 52b über den oberen (positiven) und unteren nega-

Verbindung der Batterie 4 mit dem Netz der Strom tiven) Eingang der Differentialwerke 65, 66 geleitet,

positiv ist (7>0), wenn der Batterie Energie züge- 25 die über ihre anderen Eingänge 65 a und 66α jeweils

führt wird, und negativ (7 < 0), wenn die Batterie eine niedere und höhere Spannung als Zeichen für

dem Netz Energie zuführt. begrenzte Werte der Stromstärke aufnehmen.

Die in F i g. 4 gezeigte Schaltung besteht aus: ^über die Verbindung 52c wird das Signal zum Ab-

^{666 6} zweigmodul 67 (Schaltkreis RC) geleitet, dessen Aus-

1. einem ersten Komplex, der die Einrichtungen _{30 gang m},_{t dem} positiven Eingang des Differentialmozur Messung der Lade- und Entladeströme, der _duj_s 68 und dessen negativer Eingang mit der Masse Leerspannung der Batterie, der Ladezeit, der verbunden ist.

Stromstöße über das Verbrauchernetz und zur rji_e Ausgänge der drei Vergleichswerke 65, 66, 68

Verarbeitung der Funktionssignale dieser Mes- _sj_{nd mit den drei} Eingängen eines UND-Gatters 69 sungen umfaßt, wobei die Signale als Informa- ₃₅ verbunden, der kein Ausgangssignal gibt, wenn die tionen in den zweiten Komplex geleitet werden, _vom Häuschen Detektor gemessene Stromstärke and. h. in den logischen Komplex. steigt und zwischen zwei angegebenen Grenzwerten

Dieser erste Komplex umfaßt die Einrichtungen liegt.
zur manuellen Steuerung der Vorrichtung; An Hand des folgenden wird deutlich, daß die

2. einem Komplex aus elektronischen Logikkom- 40 Flip-Flop-Schalter 6 und 8 nur ein Vergleichswerk ponenten, die die vom ersten Komplex abgege- umfassen, dessen einer Eingang an der Masse des benen Informationen vergleichen, um sie dann Komplexes liegt und dessen Ausgang direkt ein Siin Öffnungs- und Schließsignale für den Relais- gnal an den Schalter 6 und ein Signal zur Schaltung 8 schalter in der Verbindung der Batterie mit dem weitergibt.

Verbrauchernetz umzuwandeln; 45 Die Flip-Flop-Schaltungen 7, 9 und 11 umfassen

3. einem elektronischen und elektromechanischen jeweils zwei Vergleichswerke und ein UND-Gatter. Relaisschaltkomplex zum Öffnen und Schließen Die Stufen entsprechen entweder einem der Vermittdes Verbindungskreises Batterie-Verbraucher- lung eines Signals entsprechend um 10 °/o vergrößernetz, der in F i g. 5 im Ausschnitt gezeigt ist. ten oder um den gleichen Betrag verkleinerten

50 Stromwert.

Weiterhin wird im folgenden festgestellt, daU^ler Die Flip-Flop-Schaltung 10 umfaßt zwei an zwei

erste Komplex teilweise im zweiten integriert ist. Die- Ausgängen parallele Komplexe. Der erste umfaßt nur ser erste Komplex umfaßt die anschließend näher ein Vergleichswerk (7 größer als 20 A), der zweite beschriebenen verschiedenen Elemente. zwei Vergleichswerke und ein UND-Gatter (7 zwi-

Wie schon an Hand von F i g. 1 gezeigt wurde, 55 sehen 0 und 20 A).

wird die Messung des Ladestromes und Entlade- Ebenso könnten diese Komplexe auch durch an-

stromes durch einen Hallgenerator sichergestellt, der dere äquivalente Komplexe ersetzt werden, insbezwischen der Klemme 39 (Spannung V+) und der sondere die Flip-Flop-Schaltungen 6 und 8 durch einMasse und durch das Einbringen in das durch die fache Schmitt-Trigger.

Wicklung 2 hervorgerufene magnetische Feld gespeist 60 Unter diesen Bedingungen und mit einer Toleranz_wi_rd. grenze von 10% gilt:

Der Hallengenerator gibt zwischen der Masse und Die Flip-Flop-Schaltung 5 gibt ein Signal E ab.

der Klemme 51 eine Spannung ab, die proportional wenn der Wert von 7 bei steigender Stromstärke zwiist dem durch die Wicklung 2 fließenden Strom 7. sehen 1 und 3 A schwankt. Wie aus dem folgender Dieses Signal wird durch die Gruppe 52 von Parallel- 65 ersichtlich ist, bestimmt dieses Signal vom Zeitverbindungen über eine Reihe von Flip-Flop-Schal- punkt T₀ an, zu dem der Relaisschalter sich ge tungen 5 bis 11 d. h. über Vergleichsschaltungen und schlossen hat, um eine Ladung der Batterie zu er über das Abzweiemodul 60 geleitet. möglichen, den Zeitpunkt T₀, von dem ab die La

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Il

dungsperiodcn einsetzen. Dieser Stromfluß / zwischen I und 3 A entspricht der Feststellung des Ladestromes. Dieser Stromvvert wurde vorzugsweise bei einem Wert nahe Null so gewählt, daß eine neue Ladungsperiode mil Sicherheit wirksam einsetzt, beispielsweise nachdem von der Batterie Strom an das Verbrauchcrnclz abgegeben wurde, während der Wert von / umgekehrt und damit der Strom / negativ wurde.

Die Flip-Flop-Schaltung 6 gibt ein Signal ab, wenn / negativ ist, d. h. wenn sich die Batterie in das Verbrauchernetz entlädt.

Die Flip-Flop-Schaltung 7 gibt ein Signal Y ab, wenn / = I 10 A.

Die Flip-Flop-Schalumg 8 gibt ein Signal B ab, wenn / positiv ist.

Die Flip-Flop-Schaltung 9 gibt ein Signal C ab, wenn / = I 20 A.

Die Flip-Flop-Schaltung K) gibt ein Signal D' ab, wenn / größer ist als 20 A, und ein Signal D, wenn / zwischen 0 und 20 A liegt.

Die Flip-Flop-Schaltung IL gibt ein Signal F ab, wenn / = I- 5 A.

Das Abzweigmodul 60 (im Stromkreis RC) gibt an ein Relais 61 ein Signal ab, wenn der Ladestrom ansteigt. Das Relais 61 ist zum Schließen auf eine Zeit von zwei Minuten eingestellt, und sein Kontakt erregt eine Anzeigelampe 62, wenn also der Ladestrom langer als zwei Minuten ansteigt.

F i g. 2 zeigt schematisch die Verteilung der Signale als Funktion des Stromwertes /. Entlang den verschiedenen Abstufungen der Stromstärke / sind von Null an die kritischen Werte für die Stromstärke angegeben, für I, 3, 5, 10 und 20 Amperes und ihre entsprechenden Signale.

Zur Messung der Ladezeit ist als Meßelement ein Zeitwerk 40 vorgesehen, das durch das Signal E eingeschaltet wird. Dieses Zeitwerk gibt die Zeit jeweils in Einheiten von 5, 15 und 60 Minuten an. Hs wird durch das Signal Q gestoppt und auf Null zurückgestellt, wie auch durch das Signal X, das, da es einen längeren Weg zurücklegt, abgegeben wird, um sicherzustellen, daß das Relais 3 geschlossen, d. h. die Aufladung unterbrochen wird.

Also gibt auch dieses Zeitwerk 40 ein Signal J zürn Zeitpunkt T₁ = 7"₀ + 5 Minuten, ein Signal H während der Zeit zwischen T'_Q und 7\„ wobei Γ., = 7"₀ -r 15 Minuten, ein Signal H' für die Zeit zwischen 7"., und 7".,, wobei 7Λ, = T_n -)- 60 Minuten, und schließlich ein Signal .v' zum Zeitpunkt'/"., selbst an.

Die F i g. 3 zeigt schematisch die Verteilung der Signale in Abhängigkeit von der Zeit T nach T₁₁.

Die Messung der Leerspannung der Batterie wird von einem Detektorelement 36 für die Spannung durchgeführt, das die Leerspannung der Batterie 4 mit einer Vergleichsspannung (V) von 25 V vergleicht und die Flip-Flop-Schaltung 37 anregt, wenn diese Leerspannung beim Abnehmen einen Wert annimmt, der unter der Vergleichsspannung liegt. Die Flip-Flop-Schaltung 37 gibt nun ein Signal M ab, das zum Anschluß 29 des logischen Komplexes geleitet wird.

Der Detektor 36 wird betätigt, wenn er das schon erwähnte Signal A' empfängt.

Lm die Stromstöße im Verbrauchernetz zu messen, wird in gleicher Weise ein Spannungsdetektor angesprachen.

Tatsächlich nimmt beim Entstehen eines Energiestoßes im Verbrauchernetz seine Spannung im Verlauf einer gewissen Zeit ab. Der Detektor 33 für die Spannung vergleicht die Spannung des Verbrauehcrnetzcs (29 V) mit einer Veu'leichsspannung (V) von 27 V.

Liegt die Spannung des Verbrauchernetzes über 27 Volt, so erregt der Detektor 33 eine Flip-Flop-Schallung 35, die ein Signal zum Gatter 28 des logischen Komplexes abgibt. Liegt die Spannung bei weniger als 27 Volt, so erregt der Detektor 33 eine Flip-Flop-Schaltung 34, die ihrerseits ein Signal zum Anschluß 31 abgibt. Die Flip-Flop-Schallung 34 umfaßt außerdem einen Verzögerungskieis von 0,1 Sekunden, um Auslösungen zu vermeiden, wenn sich im Verbrauchernetz vorübergehende Änderungen bilden.

Wie schon obenerwähnt, umfaßt der erste Komplex außerdem Einrichtungen zur manuellen Steuerung und zur Betätigung der Vorrichtung.

Diese Einrichtungen umfassen im wesentlichen einen mehrpoligen Kommutator 25 mit den drei Stellungen P₁, P.> und /'.,, die jeweils durch die drei Schallstufen P₁, P₂ und P_;1 schematisch dargestellt sind.

Die StClIuIIgP₁ ist eine Sichcrheilsstellung, die im Fall eines Versagens der Vorrichtung oder bei Ausschaltung der Vorrichtung, wenn also nur die Batterie 4 verwendet wird, gebraucht wird. In dieser Stellung steuert der Kommutator 25 über die Leitung 53 den Schließvorgang des Relaisschalters 3 für Ladung und Entladung, wobei die im Schema gezeigte Vorrichtung vom Strom abgeschnitten ist.

Bei F., verbindet der Kommutator 25 die Zuführung 26 dieser Vorrichtung über die Abzweigung 54, die den Betriebsstrom von der Batterie 4 abnimmt. Er gibt außerdem ein Dauersignal K an die Gatter 28, 29 und 12 des logischen Komplexes ab und löst zudem die Betätigung eines Hilfszeitwerks 27 aus, die nun während 10 Sekunden ein Signal L an die Anschlußstelle 28 abgibt, wenn er von dieser Ausgangsstellung aus einer der beiden Stellungen gleitet.

Bei der Stellung P₃ wird die Zuführung 26 außer Betrieb gesetzt, der Relaisschalter 3 erhält kein Signal mehr und bleibt somit geöffnet. Diese Stellung entspricht einer völligen Unterbrechung der Verwendung der Batterie, der Vorrichtung und des Netzes.

Der aus elektronischen Logikelementen gebildete Komplex, der im wesentlichen LIND- und ODER-Schaltungen umfaßt, die Signale aus dem ersten Komplex empfangen, diese kombinieren und umlegen, bis zwei gewünschte Hauptsignalc kommen, d. h. das Signal Z zur Steuerung der Schließung des Relaisschalter 3 und das Signal Λ' zur Öffnung desselben.

Bei normalem Betrieb muß der Relaisschalter 3 (für die Ladung und Verbrauch) in vier Fällen wiedci geschlossen werden:

a) wenn der Kommutator 25 auf P., steht, nachdcrr er in eine der beiden anderen Stellungen \va (nachdem beispielsweise der Betrieb allgemeir unterbrochen war) und eine neue Ladcperiodi beginnen muß;

b) wenn die Leerspannung unter 25 V liegt;

c) wenn die Spannung des Verbrauchernetzes einei Wert unter 27 V annimmt (d. h. im Fall eine Stromstoßes über das Verbrauchernetz, der ein Stromzuführung von der Batterie als zusätzliche Energiequelle notwendig macht);

d) wenn die automatische Steuerung (38), besonders bei Landevorgängen, verwendet wird (Sicherheitsmaßnahme).

Ansonsten muß eine neue Ladeperiode nach jeder Verwendung der Batterie über das Verbrauchernetz 49 einsetzen.

Der Schaltkreis zur Schließung des Relaisschaiters 3, der im wesentlichen die UND-Gatter 28 und 29, das ODER-Gatter 30 und den Speicher für das Schlkßsignal umfaßt (das durch das ODER-Gatter 31 und durch das UND-Gatter 32 gebildet wird), sichert wie folgt verschiedene Funktionen:

Im ersten Fall a) löst der Stellungswechsel des Kommutators 25 auf P.₂, wie oben beschrieben, das Zeitwerk 27 aus, das nun während 10 Sekunden dem Gatter 28 ein Signal L zuführt.

In dieser Stellung gibt der Kommutator 25 ein Dauersignal A' ab, das an die Gatter 28, 29 und 12 geleitet wird und die Leitung 26 in Betrieb se^fzt, so daß die ganze Vorrichtung zu arbeiten beginnt.

Wenn das Verbrauchernetz eine Spannung aufweist, die höher ist als 27 V, empfängt das UND-Gatter von der Flip-Flop-Schaltung 35, die vom Detektor 33 angeregt wird, der die Spannung des Netzes überwacht, ein Dauersignal.

Danach wird das UND-Gatter 28, das gleichzeitig drei Signale empfängt, während 10 Sekunden (Signal L) dem ODER-Gatter 30 ein Signal zuführen, das dieses dem ODER-Gatter 31 zuleitet. Das ODER-Gatter 31 gibt nun ein Signal Z ab, das die Schließung des Relaisschalters 3 steuert. Gleichzeitig hebt das Signal Z das umgekehrte Signal Z auf, das, wie aus dem folgenden ersichtlich ist, durch seine Gegenwart am Eingang des UND-Gatters 24 dafür sorgt, daß das öfTnungssignal X des Relaisschaiters 3 gespeichert wird.

Dann wird das Signal Z durch das Zwischenstück des UND-Gatters 32 zum Speicher geleitet. Dieser Speicher ist aufgeladen, so daß das Gatter 32 nicht das vom Relaisschalter 3, wenn er offen ist, erzeugte Signal ~N empfangt. Umgekehrt unterdrückt das vom Relaisschalter 3, wenn er sich schließt, ausgesandte Signal N das Ausgangssignal des Gatters 32 und löscht das im Speicher gehaltene und von den Gattern 31 und 32 gebildete Signal Z.

Der Ladestrom ist hergestellt, wenn sein Wert zwischen 1 und 3 Amperes schwankt, d. h. einige Sekunden nach Schließung des Relaisschalters 3 (Zeitpunkt T₀), worauf die Flip-Flop-Schaltung 5 (zum Zeitpunkt T₁₁) ein Betriebssignal E zum Zeitwerk 40 abgibt, das die Ladung in der weiter oben beschriebenen Weise steuert

Wenn im zweiten Fallb) die Leerspannung der Batterie einen Wert unter 25 Volt annimmt, gibt die Flip-Flop-Schaltung 37 an das UND-Gatter 29 ein Signal M ab, die ihrerseits schon die Signale K und 77 empfängt (Relaisschalter 3 offen). Das UND-Gatter 29 gibt nun an das ODER-Gatter 30 ein Signa! ab, das dieses an das ODER-Gatter 31 weiterleitet, das das Schließsignal Z für den Relaisschalter 3 abgibt, das wie oben in den Speicher verlegt wird.

Ebenso gibt die Flip-Flop-Schaltung 34 im dritten Fall c) direkt ein Signal an das ODER-Gatter 31 ab, das das Schließsignal Z für den Relaisschalter 3 erzeugt, das wie oben in den Speicher verlegt wird, wenn die Spannung des Verbrauchernetzes einen Wert unter 27 Volt annimmt.

Schließlich gibt im vierten Fall d) die automatische Steuerung ohne Einwirkung der Logikkreise, durch die sie betätigt wird, über den Leiter 55 ein Schließsignal an den Relaisschalter 3 ab. Zu diesem Zweck umfaßt der ganze Relaisschalter 3. wie in der Beschreibung zu F i g. 5 genauer gezeigt, einen parallel zum Hauptkreis geschalteten Hilfssteuerkreis. Dieser parallele Kreis schließt sich, wenn er einen von der automatischen Steuerung gegebenen Befehl erhält κ und schließt sich, wenn er kein Signal empfängt.

Die Überwachung der Ladvng und die Steuerung

der Öffnung des Laderelaisschalters sind durch die Kreise mii den UND-Gattern 12, 13, 14, 17, 18, 19, 20, 21 und 24 und den ODER-Gattern 15, 16, 22, 23 gegeben.

Ist der Relaisschalter 3 durch das von den UND-Gattern 28 oder 29 kommende Signal Z geschlossen, so wird ein Ladestrom hergestellt. Die Fiip-Fiop-Schaitung 5 gibt ein an das ODER-Gatter 30 und zum Zeitwerk 40 geleitetes Signal E ab, um sicherzustellen, daß der Relaisschalter geschlossen ist. Nach Ablauf von 5 Minuten gibt das Zeitwerk 40 ein Signa! ./ zum UND-Gatter 12 ab, das schon ein Signal K empfangt (Kommutator 25 steht auf P.₂). Dieses Gatter gibt nun seinerseits an die UND-Gatter 13 und 14 ein Signal G ab, worauf sich zwei Möglichkeiten ergeben:

Liegt der Ladestrom / über 20 A, so empfängt das UND-Gatter 13 unter anderem ein Signal D' von der Flip-Flop-Schaltung 10; darauf gibt es nun ein Signal an das ODER-Gatter 15 ab, das es über den Eingang der UND-Gatter 19 und 21 weiterleitet, und über das UND-Gatter 17 in den Speicher schickt. Tatsächlich empfängt das UND-Gatter 17 auch ein Signal B von der Flip-Flop-Schaltung8 (/>0). Wenn der Strom/ gleich Null oder negativ wird, wird der Speicher gelöscht.

Liegt der Ladestrom über 20 A, so empfängt das UND-Gatter 14 unter anderem das Signal G, ein Signal D von der Flip-Flop-Schaltung 10 (/ < 20 A) und gibt daraufhin an das ODER-Gatter 16 ein Signal ab, das dieses über das UND-Gatter 13 in den Speicher legt und zum UND-Gatter 20 führt. Das UND-Gatter 18 empfängt nun endlich auch das Signal B.

In dem letzteren Fall, wenn der Strom / auf 5 A abfällt, schickt die Flip-Flop-Schaltung an das UND-Gatter 20 ein Signal F, das sich öffnet und seinerseits ein Signal χ an das ODER-Gatter 22 schickt, das dieses über die ODER-Gatter 23 und 24 in den Speicher legt. Wie schon angedeutet, öffnet sich das UND-Gatter, wenn es gleichzeitig das Signal Z (Öffnung des Relaisschalters) und das Signal Z (Schließen des Relaisschaiters) empfängt.

Das ODER-Gatter 23 gibt nun ein Öffnungssignal X an den Relaisschalter und an den Detektor 36 ab, um diesen zur Überwachung der Leerspannung der Batterie zu betätigen. Dieses Signal X besteht se lange, bis das ODER-Gatter 31 das Signal Z niehl mehr abgibt (Schließen des Relaisschalters). Das Signal X wird ebenso zum Zeitwerk 40 geleitet, um dieses anzuhalten und wieder auf Null zu stellen.

Ist außerdem der Ladekreis geöffnet, so wird dei Strom / gleich Null und die Flip-Flop-Schaltung f gibt kein Signal B mehr an die UND-Gatter 17 unc 18 ab, worauf die gespeicherten und von dem ODER Gatter 16 abgegebenen Signale gelöscht werden. Da· gleiche geschieht, wenn die Signale über das ODER

Gatter 15 und das UND-Gatter 17 in den Speicher geleitet werden.

Wenn der Strom /, wie schon erklärt wurde, nach Ablauf von 5 Minuten höher ist als 20 A, so erscheint am Ausgang des Gatters 15 ein Signal, und zwei Möglichkeiten können gegeben sein:

Im ersten Fall geht der Wert von / vor Ablauf von 15 Minuten auf 20 A zurück. In diesem Zeitraum (F i g. 3) gibt das Zeitwerk 40 an das UND-Gatter 21 ein Signal H ab, das immer an seinem Eingang das von dem Gatter 15 abgegebene Signal empfängt. Wird / gleich 20 A, so leitet die Flip-Flop-Schaltung 9 an das UND-Gatter 21 ein Signal C. Dieses Gatter, das von drei Eingängen gespeist wird, gibt daraufhin an das ODER-Gatter 22 ein Signal ab, das seinerseits ein Signal X abgibt, welches über das ODER-Gatter 23 das Öttnungssignal X ergibt, und der gleiche Vorgang wie oben spielt sich ab.

Im zweiten FaIi liegt nach Ablauf von 15 Minuten der Strom / immer noch über 20 A. Nach diesem Zeitpunkt gibt das Zeitwerk 40 ein Signal H' an das UND-Gatter 19 ab, das an seinem Eingang das vom ODER-Gatter 15 abgegebene Signal hat. Hat man unter anderem einen Wert von / = 10 erreicht, so gibt die Flip-Flop-Schaltung 7 ein Signal Y an das UND-Gatter 19 ab, das seinerseits an das ODER-Gatter 22 ein Signal abgibt. Der Öffnungsvorgang, der Speichervorgang und die Überwachung der Leerspannung der Batterie spielen sicli in der oben beschriebenen Weise ab.

Wenn im Verlauf einer Ladeperiode die Batterie durch das Netz beansprucht wird, wird folglich die Ladung unterbrochen und der Strom / umgekehrt, und die Flip-Flop-Schaltung 6 gibt ein Signal Q an das Zeitwerk 40 ab, das gestoppt und ausgeschaltet wird. Die Flip-Flop-Schaltung 6 gibt das gleiche Signal (Q) an das ODER-Gatter 31 ab, um die Schließung des Relaisschalters 3 sicherzusteiien. Nimmt der Strom wieder positive Flußrichtung an, wächst sein Wert und schwankt zwischen 1 und 3 A, so gibt der Flip-Flop-Schalter 5 ein Signal E an das Zeitwerk 40, das den Befehl für die Wiederinbetriebnahme des Zeitwerks gibt, und an das ODER-Gatter 30 ab, um sicherzustellen, daß der Relaisschalter geschlossen ist.

Jedoch kann die Ladung, auch wenn sie unterbrochen ist, nicht langer als 60 Minuten laufen. Nach Ablauf dieser Zeit gibt das Zeitwerk 40 das Signal X', das zum ODER-Gatter 23 geleitet wird, das seinerseits das Signal X abgibt.

Schließlich wird auf den Relaisschalter 3 eingegangen (F i g. 5), d. h. den elektronischen und elektromagnetischen Komplex für die Öffnung und Schließung des Batterielade- und Verbraucherkreises.

Die von dem Gatter 23 und 31 abgegebenen Signale werden mit Hilfe elektronischer Leistungsverstärker, die am Eingang des Relaisschalters 3 angeordnet und günstigerweise in diesem integriert sind, verstärkt.

Das Signal Z wird in einem Verstärker 41 verstärkt, der das Relais 43, das einen Arbeitskontakt (normalerweise offen) umfaßt, erregt, und das Signal X wird in dem Verstärker 42, der das Relais 44 enegt, das einen Ruhekontakt (normalerweise geschlossen) umfaßt. Die Relais sind in ihrer Ruhestellung dargestellt, d. h. in der Stellung, die sie bei Fehlen jeglichen Signals einnehmen.

Die Relaiskontakte 43 und 44 sind in Serie in einem Stromkreis geschaltet, der die Batterie mit der Wicklung des elektromagnetischen Relaisschalters 46 verbindet. Dieser ist das letzte Element, das für die Verbindung oder die Unterbrechung der Verbindung der Batterie über das Verbrauchernetz verantwortlich ist. Ist kein Zustand der Erregung gegeben, so wird die Verbindung unterbrochen und der Anker des Relaisschalters schließt einen Hilfsstromkreis, der für die Stromversorgung einer Anzeigelampe 47 sorgt, die am Armaturenbrett nahe dem Steuerkommutator 25 angeordnet ist.

ao Der elektromagnetische Relaisschalter 46 speist in gleicher Weise in Parallelschaltung einen Potentiometerkreis 48, über den das über die Gatter 29 und 32 geleitete Signal N abgenommen wird. Dieser letzte Stromkreis wird durch einen Unterbrecher 50 zur manuellen Steuerung ergänzt, der neben dem Steuerkommutator 25 angeordnet werden und eventuell mechanisch mit diesem verbunden oder in diesem integriert werden kann, so daß er geöffnet ist, wenn der Kommutator 25 auf P₃ oder P₁ steht, und geschlossen, wenn der Kommutator 25 auf P₂ steht.

Die Signale zur Steuerung des Schließvorgangs werden, ob sie nun vom Kommutator 25 oder von der automatischen Steuerung 38 kommen, parallel über die Wicklung des Relais 45 geleitet, dessen Unterbrecher parallel zu den Relaiskontakten 43 und 44 angeordnet ist.

Wenn ein Schließsignal zum Relais 45 geleitet wird, wird die Wicklung des Hauptrelais 46 wie auch die Relais 43 und 44 angeregt, und die Batterie ist am Verbrauchernetz 49 angeschlossen.

Kommt ein Signal Z zum Verstärker 41, so schließt sich das Relais 43, gleichzeitig wird der Speicher des Signals X gelöscht, und, da das Signal X fehlt, schließt sich das Relais 44. Darauf verbindet der Relaisschalter 46 die Batterie mit dem Verbrauchernetz. Gelangt ein Signal X über den Verstärker 42, öffnet sich das Relais 44 und der Relaisschalter 46, der keinen Strom mehr erhält, hängt die Batterie vom Verbrauchernetz ab und führt der Anzeigelampe 47 Strom zu, die aufleuchtet, ebenso den Potentiometerkreis 48, der ein Signal N abgibt, unter anderem auch an das Gatter 32, das den Speicherplatz der Signale Z löschen muß. Sind letztere gelöscht, ist das Relais 43 nicht mehr in angeregtem Zustand und öffnet sich seinerseits.

Die Erfindung wird angewendet, wenn Akkumulatorbatterien als Puffer in einem elektrischen Netz mit geregelter Spannung eingesetzt sind, insbesondere bei Bordnetzen von Fahrzeugen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

106 70 I Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Verbindung einer Akkumulatorenbatterie mit einem Gleichstromnetz, insbesondere mit einem Bordnetz eines Flugzeugs, das eine Gleichspannungsquelle zum Speisen des Netzes und zum gleichzeitigen Laden der Akkumulatorenbatterie aufweist, bei der ein Hauptrelais vorgesehen ist, welches be< einem be- ic stimmten, vorgegebenen Spannungswert eine Verbindung der Akkumulatorenbatterie mit dem Netz herstellt und welches zusätzlich von einer Schaltuhr steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptrelais (46) in Abhängigkeit von zwei Spannungsvergleichskreisen (33, 31, Z, 41, 43) zum Anziehen gebracht werden kann, wenn entweder die Speisespannung kleiner als eine im Bereich der Nennspannung der Akkumulatorenbatterie (4) liegende erste Vergleichsspan- ^c nung ist oder die Spannung der Akkumulatorenbatterie kleiner als eine unterhalb der ersten liegende, zweite Vergleichsspannung ist, und daß das Abfallen des Relais in Abhängigkeit von einer vom zweiten Spannungsvergleichskreis in Betrieb gesetzten Schaltuhr (40) steuerbar ist, welche nach einem vorgegebenen ersten Zeitintervall einen, einen Vergleich zwischen dem Ladestrom und einem ersten Vergleichsstrom durchführenden Stromvergleichskreis ansteuert, durch den die Erregung des Hauptrelais (46) weiterhin aufrechterhalten werden kann, wenn der Ladestrom oberhalb des ersten Vergleichsstromes liegt, während im entgegengesetzten Fall ein Aufrechterhalten nur so lange stattfindet, bis der Ladestrom unterhalb des Werte? eines zweiten Vergleichsstromes gesunken ist.

2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Schaltuhr (40) ein zweites Zeitintervall, das wesentlich länger als das erste ist, in Lauf gesetzt werden kann, wenn der Ladestrom oberhalb des ersten Vergleichsstromes liegt, während im entgegengesetzten Fall die Erregung des Hauptrelais (46) über das zweite Zeitintervall hinaus so lange aufrechterhalten werden kann, bis der Ladestrom auf den Wert eines dritten, oberhalb des zweiten liegenden Vergleichsstromes abgesunken ist.

3. Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der Schaltuhr (40) weitere Zeitintervalle in Lauf gesetzt werden können, wenn der Ladestrom oberhalb des vorigen Vergleichsstromes liegt, während im entgegengesetzten Fall die Erregung des Relais (46) über das betreffende weitere Zeitintervall hinaus so lange aufrechterhalten werden kann, bis der Ladestrom auf den Wert eines weiteren, jeweils höheren Vergleichsstroms abgesunken ist.

4. Schaltanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die am Ende bzw. Beginn der einzelnen Zeitintervalle herangezogenen Vergleichsströme einander gleich sind.

5. Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Alarmkreis (1, 60 bis 62) vorgesehen ist, weicher bei Zunahme des Ladestroms während eines der Zeitintervalle zum Ansprechen gebracht ist.

6. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptrelais (46) seine Schließsignale von einem ODER-Gatter (23) erhält, welches eingangsseitig mit zwei Vergleichskreisen (33, 36) verbunden ist, von denen der eine die Netzspannung und der andere die Leerlaufspannung jeweils mit einer Referenzspannung vergleicht, während die OfT-nungssignale des Hauptrelais (46) über die Schaltuhr (40) gesteuert sind, deren Einschaltung in Abhängigkeit eines Stromrichtungsdetektors (1) erfolgt.

7. Schaltanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung des Hauptrelais (46) über in Serie zueinander liegende Kontakte zweier Relais (43, 44) gespeist ist, von denen der eine Kontakt ein der Übertragung von Schließsignalen dienender Schließer und der andere Kontakt ein der Übertragung von Öffnungssignalen dienender Öffner ist.

8. Schaltanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den in Serie liegenden Kontakten der beiden Relais (43, 44) ein Schließer eines dritten Relais (45) angeordnet ist.

9. Schaltanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein drei Schaltstellungen (P₁ bis P₃) aufweisender Walzenschalter (25) vorgesehen ist, welcher in der ersten Schaltstellung (P₁) eine völlige Unterbrechung der Stromzuführung, in der zweiten Schaltstellung(P.,) eine Speisung des dritten Relais (45) und in der dritten Schaltstellung (P₃) einen normalen Betrieb einschließlich der Speisung emer weiteren, ein kurzes Zeitintervall festlegenden Schaltuhr (27) gewährleistet.

10. Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese einen einem konstanten Speisestrom ausgesetzten Häuschen Detektor (1) aufweist, mit welchem die Stromrichtung zwischen dem Netz (49) und der Batterie (4) sowie die Größe des Stromes bestimmbar ist.

11. Schaltanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß drs Ausgangssignal des Häuschen Detektors (1) mehreren parallelgeschalteten Flip-Flop-Kreisen (5 bis 11) zugeführt ist, welche bei verschiedenen Spannungswerten ihren Zustand ändern.

12. Schaltanordnung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Häuschen Detektors (1) einem Differenzierglied (60) zugeführt ist, welches bei ansteigender Spannung ein Signal an ein Verzögerungsrelais (61) abgibt, das nach einem vorgegebenen Zeitintervall ein Alarmsignal auslöst.

13. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß diese ein erstes ODER-Gatter (30) aufweist, welches eingangsseitig mit zwei UND-Gattern (28, 29) verbunden ist, von denen das erste (28) ein Signal für den Normalbctrieb und das Ausgangssignal der Schaltuhr (27) empfängt, während das zweite (29) ein Signal für den Normalbetrieb, ein Signal für die offene Position des Hauptrelais (46) und. ein Signal des zweiten Vcrgleichskreises (36) empfängt, und daß der Ausgang des ersten ODER-· Gatters (30) mit dem Eingang eines zweiten, das; Schlicßsignal für das Hauptrelais (46) abgeben-

den ODER-Gatters (31) verbunden ist, welches zusätzlich ein Signal des ersten Vergleichskreises (33) empfängt.

14. Schaltanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Flip-Flop-Kreise (5) bei Speisung des Netzes (49) von der Batterie (4) ein Signal an die elektronische Schaltuhr (40) abgibt, welches eine Rückstellung und Anhalten der Schaltuhr (40) auslöst.

15. Schaltanordnung nach Anspruch 11 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltuhr (40) bei Beginn eines Stroms in Laderichtung durch das Signal eines der Flip-Flop-Kreise (6) in Gang gesetzt ist und am Ende einer ersten Periode ein Signal an den einen Eingang eines UND-Gatters (12) abgibt, welches an seinem anderen Eingang das Betriebssignal empfängt, ferner daß der Ausgang dieses UND-Gatters (12) mit dem Eingang zweier weiterer UND-Gatter (13, 14) verbunden ist, deren andere Eingänge mit den beiden Ausgängen eines Flip-Flop-Kreises (10) verbunden sind, welche jeweils oberhalb bzw. unterhalb eines Grenzwertes für die Stromstärke aktiv sind, und daß die Ausgänge dieser beiden UND-Gatter (13, 14) mit dem Eingang von je einem ODER-Gatter (15, 16) verbunden sind, durch deren Ausgangssignale einerseits eine Steuerung des Hauptrelais (46) erfolgt, während andererseits eine Signalrückführung über zwischengeschaltete UND-Gatter (17,18) eifolgt, denen an ihren anderen Eingängen das Ausgangssignal eines Flip-Flop-Kreises (8) zugeführt ist, welcher beim Fließen eines Stromes in der Laderichtung zum Ansprechen gebracht ist.

16. Schaltanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des einen ODER-Gatters (16) einem UND-Gatter (20) zugeführt ist, dessen anderem Eingang das Ausgangssignal eines Flip-Flop-Kreises (11) zugeführt ist, welcher anspricht, sobald die Strom- 4= stärke ein erstes Niveau unterhalb der Größe für die Abgabe eines Öffnungssignals an das Hauptrelais (46) erreicht, während das Ausgangssignal des anderen ODER-Gatters (15) parallel einem Paar von UND-Gattern (19, 21) zugeführt ist, von denen das eine (19) während einer zweiten Periode und von denen das andere (21) nach dieser zweiten Periode ein Signal der Schaltuhr (40) erhält, und daß diese beiden UND-Gatter (19, 21) zusätzlich eingangsseitig mit zwei Flip-Flop-Kreisen (7, 9) verbunden sind, von welchen der eine zum Ansprechen gebracht ist, wenn die Stromstärke den Schwellwert erreicht, während der andere anspricht, wenn die Stromstärke einen niedrigeren Wert erreicht.

17. Schaltanordnung nach Anspruch 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der drei UND-Gatter (19, 20, 21) über wenigstens ein ODER-Gatter (23) geleitet sind, welches ausgangsseitig das Öffnungssignal für das Hauptrelais (46) abgibt, während zusätzlich über ein UND-Gatter (24) eine Signalrückführung erfolgt, welchem zusätzlich der Kehrwert des Schließsignals des Hauptrelais (46) zugeführt ist.

18. Schaltanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Vergleichskreis (36) durch ein Öffnungssignal des Hauptrelais (46) angesteuert ist, während die Ausschaltung und Rückstellung durch die elektronische Schaltuhr (40) erfolgt.

19. Schaltanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt des Hauptrelais (46) in Ruhestellung den Batteriekreis (2, 4) mit einer die Schließung des Hauptrelais (46) anzeigenden Anzeigelampe (47) und einem Potentiometer (48) verbindet.

20. Schaltanordnung nach Anspruch 9 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß der manuell gesteuerte Walzenschalter (25) einen Hilfskontakt (50) aufweist, welcher im Batteriekreis (2, 4) angeordnet ist.

21. Schaltanordnung nach den Ansprüchen 6, 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgang der elektronischen Schaltuhr (40) mit einem weiteren Eingang des ODER-Gatters (23) verbunden ist, dessen ein ÖSnungssignal für das Hauptrelais (46) bildendes Ausgangssignal während einer von der Schaltuhr (40) vorgegebenen Periode auftritt, welche größer als die Gesamtsumme der vorhergehenden aufeinanderfolgenden Perioden ist.