Einrichtung zum automatischen Aufladen von Akkumulatoren Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum auto matischen Aufladen von Akkumulatoren.
Bekanntlich werden viele tragbare Radioemp fänger mit Trockenbatterien betrieben, die jedoch, je nach Art der Batterie und des Empfängers, nur eine verhältnismässig kurze Lebensdauer haben. Wenn solche Batterien jedoch aus wirtschaftlichen Gründen durch übliche Akkumulatoren ersetzt werden, dann werden die Benützer durch die notwendige umständ liche Wartung zu sehr beansprucht.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist gekenn zeichnet durch wenigstens einen von einer Hülle umgebenen Akkumulator, eine auf die Hülle wirkende Feder und einen Schalter, wobei die Hülle aus gas durchlässigem, biegsamem Material besteht und so geformt ist, dass sie eine Verformung erleichtert und einen Elektrolyten enthält, das Ganze derart, dass beim Laden des Akkumulators, bei welchem mit fortschreitender Aufladung Gase entstehen, die Hülle durch diese Gase aufgebläht wird und über ein Ver bindungsmittel, entgegen der Wirkung der Feder, den Schalter betätigt und den Ladevorgang dadurch auto matisch unterbricht,
und dass sie mit Hilfe der Feder wieder einschaltet, wenn die Aufblähung zurück gegangen ist.
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der beiliegenden Zeich nung beschrieben, in der Fig.l eine Einrichtung zum Aufladen eines Akkumulators zeigt, der an ein Ladegerät angeschlos- sen ist. Darunter sind Federn perspektivisch dar gestellt.
Fig. 2 stellt in einem Diagramm den Zusammen hang zwischen Gasvolumen und Ladezustand dar. Fig.3 entspricht der Fig. 1, wobei jedoch der Schalter geöffnet ist, wodurch die Aufladung unter brochen ist. Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform eines inneren Gehäuses, das so geformt ist, dass nur eine :geringe Reibung zwischen innerem und äusserem Gehäuse auftritt.
Fig. 5<I>(a, b)</I> stellt ein Ausführungsbeispiel einer Batterie-Hülle dar, die leicht aufgebläht oder ver formt werden kann.
Aus der Fig. 1 ist ersichtlich, wie in einem Aussen gehäuse 2 ein als Laufrahmen ausgebildetes Innen gehäuse 5 angeordnet ist, das sich im Aussengehäuse verschieben kann, wobei zwei Blattfedern 1 in Pfeil richtung A gegen die linke Seitenwand des Innen gehäuses 5 drücken.
Ein Verbindungsstab 3 führt von einem an der Aussenwand des Innengehäuses 5 angebrachten Ansatz 4 zwischen den zwei Blatt federn 1 hindurch und durch eine Öffnung, die in der linken Wand des Aussengehäuses 2 angebracht ist. Das äussere Ende des Verbindungsstabes 3 ist mit zwei Schnellunterbrecherschaltern 8 und 9 ver bunden.
Mehrere durch Hüllen abgeschlossene Akkumu latoren Bi-B4 sind im Inneren des Innengehäuses 5 nebeneinander untergebracht. Da in der Darstellung der Fig. 1 das Innengehäuse 5 an der rechten Seiten wand des Aussengehäuses nicht anliegt, so berührt die rechte Wand 6 der am weitesten rechts angeordneten Akkumulatorenhülle die rechte Innenfläche 7 des Aussengehäuses 2.
In Fig. 1 sind vier Akkumulatoren B1, B2, B3 und B4 dargestellt, die gerade aufgeladen werden, was daraus hervorgeht, dass die Hüllen dieser Akkumulatoren nicht aufgebläht sind. In- diesem Zu stand sind der Ladeschalter 8 und der Ladeunter brecherschalter 9 geschlossen, was ebenfalls der Lage des Verbindungsstabes 3 entspricht, wobei der Lade strom,
der von der Niederspannungsseite eines Trans formators 10 abgegeben und in einem Gleichrichter 11 gleichgerichtet wird, über den Schalter 9 zu den Akkumulatoren Bi, B2, B3 und B4 geleitet wird. Es können auch weitere Akkumulatoren geladen werden, indem über .die Ausgangsklemmen P Strom abgege ben wird, wobei durch eine Neonröhre 12 und einen, der Kompensation von Spannungsschwankungen die nenden, Stufenschalter 13 auch während des Ruf ladens eine praktisch normale Ladespannung auf rechterhalten werden kann.
Der im Ladekreis einge zeichnete Schalter 9 kann als Unterbrecher für einen Umkehrstrom des Gleichrichters 11 dienen und gewünschtenfalls weggelassen werden.
Während des Rufladens entstehen im Elektro lyten Gase, vornehmlich Wasserstoff. Bei einem Blei akkumulator steigt diese Gasbildung plötzlich im letzten Abschnitt des Ladevorganges an, was in Fig. 2 graphisch dargestellt ist. Die Hüllen der Akkumula toren bestehen aus ;einem gasdurchlässigen, bieg samen makro- oder mikromolekularen Material, z. B. Polyäthylen.
Die Gasdurchlässigkeit ist jedoch derart, dass das sich beim Aufladen bildende Gas die Hülle ausdehnt, was zur automatischen Betätigung der Schalter, das heisst zum Ausschalten führt. Weiterhin kann eine restliche Rufladung des Akkumulators in gewünschter Grösse vorbestimmt und die Rufladung auf einen bestimmten Wert festgesetzt werden, indem eine Einstelleinrichtung vorgesehen wird, durch die die relativen Lagen des Verbindungsstabes 3 und der mit diesem betätigten Schalter 8 und 9 eingestellt werden.
Fig. 3 zeigt eine Lage, in welcher der Verbin dungsstab 3 in diejenige Stellung verschoben ist, in der die Rufladung infolge der Volumenvergrösserung der Akkumulatorenhüllen unterbrochen ist. In dieser Lage sind die Schalter 8-9 geöffnet und damit der Wechselstromkreis des Transformators 10 und der Kreis für den gleichgerichteten Strom unterbrochen.
Die Hüllen der Akkumulatoren Bi, B2, B3 und B4 haben sich einzeln infolge des Druckes des gebildeten Gases aufgebläht, wodurch die rechten Wände der Hüllen durch die jeweils anschliessenden Wände ent gegen der Wirkung der Blattfedern in Pfeilrichtung B gedrückt werden. So wird z. B. auf die rechte Wand 6 der äussersten rechten Hülle durch die rechte Wand 7 des Aussengehäuses 2 ein Druck ausgeübt.
Auf diese Weise wird die linke Wand des Innengehäuses 5 verschoben und nimmt den Verbindungsstab 3 ent gegen der Wirkung der Blattfedern 1 mit, wobei die Schalter 8-9 durch diesen Verbindungsstab 3 be tätigt werden.
Damit das Innengehäuse 5 leichter im Aussen gehäuse 2 gleiten kann, sind mehrere Rillen an der Berührungsfläche des Innengehäuses 5 in Gleit richtung zur Reibungsverminderung ausgespart (Fig. 4).
Bei der in Fig. 5 dargestellten Akkumulatoren hülle hat die linke Seitenwand eine besonders günstige Form, die in der perspektivischen Ansicht in Fig. 5a gezeigt und in Fig. 5b im Schnitt längs der Linie Y-Y' der Fig. 5a dargestellt ist. Eine ebene Aussen fläche 14 ist von mehreren blasbalgartigen Falten 15 umgeben. Dadurch wird das Federungsvermögen der aus makro- oder mikromolekularem Kunststoff be stehenden Wand erhöht und eine gleitende Bewegung der einzelnen Hülle erleichtert.
Das aus dem Elektrolyten ausgetretene, unter Druck stehende Gas diffundiert wegen der Durch lässigkeit des biegsamen Materials allmählich durch die Hülle, wodurch die Deformation der Hülle nach vorbestimmter Zeit verschwindet und die Akkumu latoren unter dem Einfluss der Feder nach rechts in die in Fig. 1 dargestellte Lage geschoben werden. Dabei werden die Schalter 8 und 9 eingeschaltet und der Ladevorgang wiederholt sich.
Eine derartige Einrichtung gestattet, dass ein Akkumulator mit einer gewissen Elektrizitätsmenge aufgeladen werden kann, ohne dass auf das Aufladen Sorgfalt verwendet werden muss.
Es braucht dabei auch kein Elektrolyt nachgefüllt zu werden.
Es ist möglich, mit einer derartigen Einrichtung und einem Akkumulator einen Empfänger zu betrei ben, der im Betrieb wesentlich billiger ist als Trocken elemente.
Es ist ferner möglich, die Einrichtung mit einem Akkumulator ebenso wie einer Trockenbatterie trag bar auszubilden, indem das Ladegerät abgenommen wird, wenn die verbleibende Ladung ausreichend ist.
Device for the automatic charging of accumulators The invention relates to a device for the automatic charging of accumulators.
It is known that many portable Radioemp receivers are operated with dry batteries, which, however, depending on the type of battery and the receiver, only have a relatively short life. However, if such batteries are replaced by conventional accumulators for economic reasons, then the users are stressed too much by the necessary cumbersome maintenance.
The device according to the invention is characterized by at least one accumulator surrounded by a cover, a spring acting on the cover and a switch, the cover being made of gas-permeable, flexible material and being shaped so that it facilitates deformation and contains an electrolyte, the whole thing in such a way that when the accumulator is charged, which produces gases as the charge progresses, the envelope is inflated by these gases and the switch is actuated via a connecting means against the action of the spring and thereby automatically interrupts the charging process,
and that it switches on again with the help of the spring when the bloating has subsided.
For example, embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawing, in which Fig.l shows a device for charging an accumulator which is connected to a charger. Feathers are shown below in perspective.
Fig. 2 shows in a diagram the connexion between gas volume and state of charge. Fig.3 corresponds to Fig. 1, but the switch is open, whereby the charge is interrupted. Fig. 4 shows an embodiment of an inner housing which is shaped in such a way that there is only little friction between the inner and outer housing.
Fig. 5 <I> (a, b) </I> shows an embodiment of a battery case that can be easily inflated or deformed.
From Fig. 1 it can be seen how an inner housing designed as a running frame 5 is arranged in an outer housing 2, which can move in the outer housing, with two leaf springs 1 in the direction of arrow A press against the left side wall of the inner housing 5.
A connecting rod 3 leads from an attachment 4 attached to the outer wall of the inner housing 5 between the two leaf springs 1 and through an opening which is made in the left wall of the outer housing 2. The outer end of the connecting rod 3 is ver with two quick disconnect switches 8 and 9 connected.
Several accumulators Bi-B4 closed by covers are housed inside the inner housing 5 next to one another. Since in the illustration of FIG. 1 the inner housing 5 does not rest against the right side wall of the outer housing, the right wall 6 of the accumulator shell arranged furthest to the right touches the right inner surface 7 of the outer housing 2.
In Fig. 1, four accumulators B1, B2, B3 and B4 are shown, which are being charged, which is evident from the fact that the covers of these accumulators are not inflated. In this state, the charging switch 8 and the charging interrupter switch 9 are closed, which also corresponds to the position of the connecting rod 3, the charging current,
which is output from the low voltage side of a transformer 10 and rectified in a rectifier 11, is passed through the switch 9 to the accumulators Bi, B2, B3 and B4. It is also possible to charge more batteries by outputting current via the output terminals P, whereby a practically normal charging voltage can be maintained even during the call by means of a neon tube 12 and a step switch 13 that compensates for voltage fluctuations.
The switch 9 shown in the charging circuit can serve as an interrupter for a reverse current of the rectifier 11 and can be omitted if desired.
Gases, primarily hydrogen, are produced in the electrolyte during call charging. In the case of a lead accumulator, this gas formation suddenly increases in the last section of the charging process, which is shown graphically in FIG. The shells of the accumulators consist of a gas-permeable, flexible seeded macro- or micromolecular material such. B. polyethylene.
The gas permeability, however, is such that the gas that is formed during charging expands the envelope, which leads to the automatic actuation of the switch, that is to say it switches off. Furthermore, a remaining call charge of the accumulator can be predetermined in the desired size and the call charge can be set to a certain value by providing an adjustment device by which the relative positions of the connecting rod 3 and the switches 8 and 9 actuated by this are set.
Fig. 3 shows a position in which the connec tion rod 3 is moved to that position in which the call charge is interrupted due to the increase in volume of the battery cases. In this position, the switches 8-9 are open and thus the AC circuit of the transformer 10 and the circuit for the rectified current are interrupted.
The covers of the accumulators Bi, B2, B3 and B4 have inflated individually as a result of the pressure of the gas formed, whereby the right walls of the covers are pressed against the action of the leaf springs in the direction of arrow B by the respective adjacent walls. So z. B. exerted a pressure on the right wall 6 of the rightmost shell through the right wall 7 of the outer housing 2.
In this way, the left wall of the inner housing 5 is moved and takes the connecting rod 3 ent against the action of the leaf springs 1, the switches 8-9 be actuated by this connecting rod 3 be.
So that the inner housing 5 can slide more easily in the outer housing 2, several grooves are recessed on the contact surface of the inner housing 5 in the sliding direction to reduce friction (Fig. 4).
In the case of the accumulator case shown in Fig. 5, the left side wall has a particularly favorable shape, which is shown in the perspective view in Fig. 5a and in Fig. 5b in section along the line Y-Y 'of Fig. 5a. A flat outer surface 14 is surrounded by several bellows-like folds 15. This increases the resilience of the wall made of macromolecular or micromolecular plastic and makes sliding movement of the individual sheaths easier.
The leaked from the electrolyte, pressurized gas diffuses gradually through the shell because of the permeability of the flexible material, whereby the deformation of the shell disappears after a predetermined time and the accumulators under the influence of the spring to the right in the one shown in FIG Able to be pushed. The switches 8 and 9 are switched on and the charging process is repeated.
Such a device allows an accumulator to be charged with a certain amount of electricity without care having to be taken in charging.
There is also no need to refill electrolyte.
It is possible to operate a receiver with such a device and an accumulator, which is much cheaper to operate than dry elements.
It is also possible to design the device with a rechargeable battery as well as a dry cell battery in that the charger is removed when the remaining charge is sufficient.