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Durch einen Elektromotor angetriebenes Gerät
Die Erfindung betrifft ein durch einen Elektromotor angetriebenes Gerät, insbesondere einen Rasier- apparat, mit einer aufladbaren Batterie, einem Gleichstrom abgebenden Ladegerät, das mit einer Wech- selstromquelle verbindbar ist, und einem Schalter, durch den ein Gleichstrommotor entweder mit der Bat- terie oder dem Ladegerät verbunden werden kann.
Vorrichtungen dieser Art sind bekannt. Durch den Strombegrenzungswiderstand kann die Batterie bei kleinem Strom aufgeladen werden, so dass die Gefahr ihrer Überladung verringert und zugleich eine lan- ge Haltbarkeit erzielt wird. Der Widerstand wird zweckmässigerweise so gewählt, dass die Batterie in et- wa 8 - 12 Stunden, also über Nacht, aufgeladen werden kann.
Eine wesentliche Beeinträchtigung dieser Vorrichtungen liegt in der Kompliziertheit des Schalters, der in allen Fällen eine Stellung, in welcher der Strombegrenzungswiderstand zwischen dem Ladegerät und der Batterie liegt, und eine andere Stellung aufweist, in der diese Verbindung unterbrochen ist. Es ist jedoch offensichtlich, dass es wesentlich zweckmässiger ist, wenn ein Schalter sehr einfacher Konstruk- tion vorgesehen ist, so dass die Herstellungskosten dieser vorzugsweise tragbaren Vorrichtungen reduziert und ihre Handhabung vereinfacht werden. Ausserdem würde man auf diese Weise eine erhöhte Sicherheit für den Benutzer insbesondere bei falscher Bedienung schaffen.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass es zweckmässig ist, wenn der Strombegrenzungswiderstand mit dem Ladegerät und der Batterie untrennbar verbunden ist. Durch Experimente ist gefunden worden, dass ein solcher Widerstand die Operation des Motors nicht behindert, gleichgültig, ob der Motor durch das Aufladegerät oder die Batterie gespeist wird. Ein Strombegrenzungswiderstand, der einen Wert hat, welcher eine Ladung der Batterie praktisch beliebiger Dauer ohne die Gefahr der Zerstörungder Batterie ermöglicht, isoliert also die Batterie im wesentlichen von dem Motor, wenn letzterer mit dem Ladegerät verbunden ist.
Die Erfindung besteht darin, dass der Schalter einen mit dem Motor verbundenen beweglichen Kontakt mit zwei Schliessstellungen und einer Offenstellung aufweist und die beiden festen Kontakte des Schalters mit dem Ladegerät bzw. der Batterie und untereinander über einen Widerstand verbunden sind, so dass der Motor von dem Ladegerät gespeist wird, wenn der Schalter seine erste Schliessstellung eingenommen hat, und mit der Batterie verbunden ist, wenn sich der Schalter in seiner zweiten Schliessstellung befindet.
Die Zeichnung zeigt in den Fig. 1 und 2 schematisch eine erste und zweite Ausführungsform gemäss der Erfindung. Die Figuren zeigen deutlich, dass infolge des unlösbar zwischen dem Ladegerät und der Batterie liegenden Strombegrenzungswiderstandes der Schaltkreis ausgesprochen einfach, in seinen Dimensionen klein ist und ein geringes Gewicht aufweist.
Die Erfindung wird an Hand eines elektrischen Trockenrasierers beschrieben, der entweder von einer in ihm befindlichen aufladbaren Batterie oder einer äusseren Wechselstromquelle gespeist wird. Nichtsdestoweniger kann die Erfindung natürlich auch in ähnlichen elektrischen Vorrichtungen Anwendung finden, ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen würde.
In der Fig. 1 ist mit TR ein Transformator bezeichnet, der eine Primärwicklung TRP und eine Sekundärwicklung TRS aufweist. Die Primärwicklung TRP kann an eine nicht dargestellte Wechselstrom-
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quelle, z. B. eine übliche Steckdose in einer Wohnung, angeschlossen werden. Die Sekundärwicklung TRS ist mit ihren beiden Enden und mit einem Mittelabgriff an einen Vollweggleichrichter RE angeschlossen, so dass auf diese Weise die Wechselstromspannung auf eine relativ geringe und ungefährliche Spannung gleichgerichtet wird. Der Ausgang dieser Teile ist mit den Kontakten 13 und 14 verbunden ; an die die
Leiter 10 und 11 des Rasierapparates angeschlossen sind. Vorzugsweise bilden der Transformator TR und der Gleichrichter RE ein Ladegerät und sind in einem Gehäuse getrennt von dem eigentlichen Rasierappa- rat SA untergebracht.
Das Ladegerät und der Rasierapparat SA sind über die Kontakte 13,14 miteinander verbunden, die als Stecker und Buchsen ausgebildet sein können und vorzugsweise nicht symmetrisch auf- gebaut sind. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Spannung an dem Rasierapparat SA in richtiger
Polarität angelegt ist. Der Stecker ist über eine flexible Doppelleitung mit dem Rasierapparat SA verbun- den und wirkt mit einer Buchse zusammen, die an dem Ladegerät sitzt.
MR bezeichnet den Rotor eines Gleichstrommotors des Rasierapparates SA und PMF den zugehörigen
Permanentmagneten. Mit B ist eine aufladbare Batterie relativ geringer Spannung bezeichnet, durch die der Motor angetrieben werden kann. KS ist ein dreipoliger, per Hand zu betätigender Schalter, über den der Rotor MR entweder mit den Leitungen 10,11 oder mit der Batterie B verbunden werden kann, so dass er jeweils in einer bestimmten Richtung angetrieben wird, R bezeichnet einen strombegrenzenden und somit praktisch isolierenden Widerstand bestimmter Grösse, der fest mit dem Pluspol der Batterie B und dem
Leiter 10 verbunden ist.
Zunächst sei angenommen, dass der Rasierapparat SA von der Batterie B betrieben werden soll. Da- zu wird der RasierapparatSAzweckmässigerweise von dem Ladegerät PP an den Kontakten 13, 14 getrennt, und der Schalter KS wird anschliessend in seine Position I gebracht. Dann ist der Rotor MR direkt mit der Batterie B verbunden und wird in einen bestimmten Drehumlauf gebracht.
Soll der Rasierapparat SA durch eine unabhängige Wechselstromquelle angetrieben werden, so wird er über die Kontakte 13,14 mit dem Ladegerät PP verbunden. Dann wird letzteres an die Wechselstromquelle angeschlossen. Anschliessend wird der Schalter KS in die Position III gebracht, in der der Rotor MR direkt mit dem Ausgang des Gleichrichters RE verbunden ist und auf diese Weise durch die Wechselstromquelle in bestimmter Richtung angetrieben wird. Bei dieser Schalterstellung liegt der Rotor MR parallel zu dem Zweig, der aus dem Widerstand R und der mit diesem in Reihe geschalteten Batterie B besteht. In Abhängigkeit von der Grösse der Last, die der Motor des Rasierapparates zu überwinden hat, wird die Batterie entweder geladen oder entladen.
Der Widerstand R ist so gross, dass er den Stromfluss in diesem Zweig auf einen vernachlässigbaren und unbedeutenden Wert begrenzt, so dass praktisch die Batterie B gegenüber dem Ausgang des Gleichrichters RE und dem Rotor MR elektrisch isoliert ist.
Soll die Batterie B durch die Wechselstromquelle aufgeladen werden, wird der Handschalter KS in seine Offenstellung II gebracht, in der der Rotor MR sowohl von dem Gleichrichter RE als auch von der Batterie B getrennt ist. Der Widerstand R bildet nun einen Strombegrenzungswiderstand, der in Reihe mit der Batterie B liegt und den Ladestrom für die Batterie B auf einen bestimmten Sicherheitswert begrenzt, so dass die Batterie beliebig lange auf diese Weise geladen werden kann, ohne dass die Einrichtung dadurch gefährdet würde.
Wenn der Rasierapparat SA mit dem Ladegerät PP verbunden und der Handschalter KS in unbeabsichtigter Weise in die Position I gebracht worden ist, so ist der Rotor MR direkt mit der Batterie B und über den Widerstand R mit dem Ausgang des Gleichrichters RE verbunden. Der Widerstand R ist jedoch so gross, dass die an dem Rotor MR liegende, von dem Ladegerät PP stammende Spannung einen vernachlässigbar kleinen Wert hat, so dass er durch die äussere Stromquelle nicht angetrieben wird. Der Rotor MR wird vielmehr durch die Batterie B in normaler Weise betätigt.
In der Fig. 2 ist eine Vorrichtung, die durch einen Elektromotor angetrieben wird, insbesondere ein Trockenrasierapparat, dargestellt, welche mehr Strom verbraucht als der Rasierapparat der Fig. 1. Für einen solchen Apparat grösserer Leistung ist es zweckmässig, eine Steuervorrichtung vorzusehen, welche einen grösseren gleichgerichteten Strom liefert, wenn der Rasierapparat von der äusseren Stromquelle gespeist wird und welche automatisch die Grösse des Gleichstromes, der die Batterie auflädt, auf einen Wert reduziert, der eine beliebig lange Ladezeit ermöglicht, ohne dass das Gerät zerstört würde. Ferner ist es zweckmässig, wenn eine solche Vorrichtung ein Ladegerät kleiner Ausmasse und geringen Gewichtes aufweist, das überdies einfach und zweckmässig ausgebildet ist und bei dem eine übermässige, das Gerät zerstörende Erwärmung nicht auftreten kann.
Das Ladegerät PP ist ähnlich demjenigen der Fig. 1 ausgebildet, jedoch weist es einen Widerstand RA auf, der in Serie mit der Primärwicklung TRP des Transformators TR liegt, wobei der Verbindungspunkt P zwischen dem Widerstand RA und der Primärwicklung TRP direkt mit dem Mittelabgriff der Sekundär-
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TRS10, 11 und 17 bestehendes flexibles Kabel mit dem Rasierapparat SA verbunden sind.
Der positive Pol der Batterie B ist direkt mit dem Leiter 10 und einem Ende des Rotors MR des Motors verbunden. Der negative Pol der Batterie ist mit einem festen Kontakt eines Handschalters KS, der drei
Stellungen aufweist, und über einen strombegrenzenden und isolierenden Widerstand RB mit dem andern festen Kontakt des Schalters KS bzw. dem Leiter 11 verbunden. Das andere Ende des Rotors MR ist mit dem beweglichen Kontakt des Schalters KS und dem Leiter 17 verbunden.
Wenn sich der Schalter KS in seiner Offenstellung II befindet und der Rasierapparat mit dem Ladege- rät PP über die Kontakte 13,14, 15 verbunden ist (s. Fig. 2), so wird ein gleichgerichteter Strom be- stimmter Grösse von dem Ladegerät PP an die Batterie B geliefert, so dass sich letztere auflädt. Der Lade- kreis weist den Strombegrenzungswiderstand RB auf. Dieser Widerstand RB in dem Batterieladekreis und der Widerstand RA in dem Kreis der Primärwicklung TRP, in welcher der Widerstand RA den Strom durch die Wicklung TRP und damit den gleichgerichteten Strom des Gleichrichters RE begrenzt, sind so ausge- bildet, dass sie den Ladestrom für die Batterie B auf einen bestimmten Sicherheitswert begrenzen, so dass diese ohne weiteres beliebig lange in dieser Weise aufgeladen werden kann.
Der Widerstand RA ist über- dies so ausgebildet, dass der durch die Primärwicklung TRP fliessende Strom keine übermässige Erwärmung des Transformators TR bewirken kann.
Befindet sich der Schalter KS in der Batterieladestellung II, ist also der Motorkreis offen, so befin- det sich der Widerstand RA in einem Parallelzweig, welcher von dem positiven Pol der Batterie B über den Rotor MR, die Leitung 17, den Kontakt 15, den Widerstand RA und den Mittelabgriff der Sekundär- wicklung TRS reicht. Der Widerstand RA hat einen solchen Wert, dass ein hinreichend grosser Widerstand mit dem Rotor MR in Serie liegt, so dass der durch letzteren fliessende Strom auf einen vernachlässigbar kleinen Wert reduziert wird und er nicht angetrieben wird.
Soll der Rasierapparat der Fig. 2 von einer äusseren Wechselstromquelle über das Ladegerät PP betrie- ben werden, so wird der Schalter KS in die Position III gebracht. Dann ist der Rotor MR direkt mit dem
Ausgang des Gleichrichters RE verbunden, so dass er durch die äussere Stromquelle in bestimmter Richtung angetrieben wird. Zugleich liegt der Widerstand RB in Reihe mit der Batterie B, wobei beide Glieder zusammen parallel zu dem Rotor MR liegen. Der Widerstand RB besitzt eine solche Grösse, dass der Stromfluss durch diesen Kreis vernachlässigbar klein ist, die Batterie B ist also vom Rotor MR praktisch elektrisch isoliert.
Befindet sich der Schalter KS in der Position III, so wird ausserdem ein Nebenschluss geringen Widerstandes parallel zum Widerstand RA in dem primären Wicklungskreis TRP des Transformators TR gebildet, so dass der Strom, der durch die Primärwicklung fliesst, vergrössert wird und infolgedessen der gleichgerichtete Strom, der das Ladegerät PP verlässt, einen bestimmten Wert einnimmt, der geeignet ist, den Motor anzutreiben. Der Parallelkreis reicht von dem Verbindungspunkt P über den Kontakt 14, die Leitung 11 den Schalter KS, der sich in der Position III befindet, den Leiter 17, den Kontakt 15 und den Widerstand RA zurück zum Verbindungspunkt P.
Wenn der Rasierapparat SA der Fig. 2 von der Batterie B gespeist werden soll, wird das Ladegerät PP von der Wechselstromquelle und/oder der Rasierapparat SA von dem Ladegerät getrennt.
Wenn der Rasierapparat SA nicht mit dem Ladegerät PP verbunden ist, letzteres aber an der äusseren Wechselstromquelle liegt, so ist der Widerstand RA automatisch in den Kreis der Primärwicklung TRP eingeschaltet und reduziert den in diesen Kreis fliessenden Strom auf eine Grösse, die eine Verbindung zwischen dem Ladegerät PP und der Stromquelle ohne weiteres möglich macht, ohne dass eine gefährliche Erhitzung des Ladegerätes erfolgt. Ausserdem reduziert der Widerstand RA den Strom, der in der Primärwicklung TRP beim Zusammenbrechen des Magnetfeldes der Sekundärwicklung TRS induziert wird, wenn der Rasierapparat SA von dem Ladegerät PP getrennt wird.
Wenn der Schalter KS in die Position I gebracht wird, so wird der Rotor MR direkt mit der Batterie verbunden und durch diese in bestimmter Richtung angetrieben.
Befindet sich der Schalter KS in der Position I, in der der Motor von der Batterie B gespeist wird, und sollte der Rasierapparat A in unbeabsichtigter Weise mit dem Ladegerät PP und dieses seinerseits mit der äusseren Wechselstromquelle verbunden bleiben, so ist der Widerstand RA automatisch in dem Kreis der Primärwicklung TRP eingeschaltet und reduziert den gleichgerichteten Ausgangsstrom des Ladegerätes PP auf einen bestimmten Sicherheitswert, und der Widerstand RB liegt in Serie mit dem Kreis, der aus der Batterie B und dem parallelgeschalteten Rotor MR besteht, so dass er wirksam den Strom, der von dem
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Ladegerät kommt, auf einen vernachlässigbar kleinen Betrag reduziert.
Zusammenfassend ergibt sich aus Fig. 2, dass in der Position III des Schalters KS der Widerstand'RA kurzgeschlossen ist, so dass die Leistung des Transformators TR vergrössert wird und damit der gleichgerichtete Strom, der von dem Ladegerät PP an den Rotor MR geliefert wird, auf einen hinreichenden, den Motor antreibenden Betrag erhöht wird. Soll die Batterie B geladen werden, so wird der Schalter KS in die Position II gebracht, in der der Rotor MR von dem Leiter 11 getrennt ist und der Widerstand RA in den Primärwicklungskreis TRP und der Widerstand RB in den Batterieladekreis eingeschaltet ist, so dass der gleichgerichtete Strom mit dem die Batterie beaufschlagt wird, auf einen bestimmten Sicherheitswert reduziert wird, so dass die Batterie praktisch beliebig lange ohne Gefahr der Überhitzung des Ladegerätes PP in dieser Weise aufgeladen werden kann.
Wenn der Motor des Rasierapparates durch die Batterie B betrieben werden soll, wird der Schalter KS in die Position I gebracht, in der der Rotor MR direkt mit der Batterie B verbunden ist. Sollte der Schalter KS in der Position I sein, während der Rasierapparat SA mit dem Ladegerät PP verbunden ist, so liegt auch der Widerstand RA in dem primären Wicklungskreis des Transformators, und der Widerstand RB liegt in Serie mit der Batterie B und dem Rotor MR, was zur Folge hat, dass der Strom, der vom Ladegerät PP zum Rasierapparat SA fliesst, auf einen vernachlässigbar kleinen Wert begrenzt wird, der den Batteriebetrieb des Rasierapparates nicht beeinträchtigt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Durch einen Elektromotor angetriebenes Gerät, insbesondere Rasierapparat, mit einer aufladbaren Batterie, einem Gleichstrom abgebenden Ladegerät, das mit einer Wechselstromquelle verbindbar ist, einem Schalter, durch den ein Gleichstrommotor entweder mit der Batterie oder dem Ladegerät verbunden werden kann, und einem Widerstand, über den der vom Ladegerät zur Batterie fliessende Ladestrom auf einen bestimmten Wert begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (KS) einen mit dem Motor (MR) verbundenen beweglichen Kontakt mit zwei Schliessstellungen und einer Offenstellung aufweist und die beiden festen Kontakte des Schalters mit dem Ladegerät (PP) bzw.
der Batterie (B) und untereinander über einen Widerstand (R) verbunden sind, so dass der Motor (MR) von dem Ladegerät (PP) gespeist wird, wenn der Schalter (KS) seine erste Schliessstellung (III) eingenommen hat, und mit der Batterie (B) verbunden ist, wenn sich der Schalter (KS) in seiner zweiten Schliessstellung (I) befindet.