CH656987A5

CH656987A5 - DEVICE FOR CHARGING ACCUMULATORS, ESPECIALLY FOR CHARGING ACCUMULATORS STORED IN AN ELECTRICALLY OPERATED DENTAL CARE DEVICE.

Info

Publication number: CH656987A5
Application number: CH1045/82A
Authority: CH
Inventors: Klaus Rueck
Original assignee: Trisa Buerstenfabrik Ag
Priority date: 1981-03-09
Filing date: 1982-02-19
Publication date: 1986-07-31
Also published as: DE3108847A1; IT1150235B; GB2094574A; IT8219939A0; GB2094574B; DE3108847C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Laden von Akkumulatoren gemäss Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein mit einer derartigen Einrichtung versehenes, elektrisch betriebenes Zahnpflegegerät, insbesondere Zahnbürste, mit wenigstens einer Akkumulatorzelle als Speisequelle. The present invention relates to a device for charging batteries according to the preamble of claim 1 and to an electrically operated dental care device, in particular a toothbrush, provided with such a device and having at least one battery cell as a source of food.

Es sind schon elektrisch betriebene Zahnbürsten bekannt, in denen wenigstens eine Akkumulatorzelle zur Speisung des Antriebsmotors für den Borstenträger untergebracht ist. Bei Nichtgebrauch der Zahnbürste wird der Akkumulator mittels eines Ladegerätes aufgeladen, das ganz oder zum Teil in einem Halter für die Zahnbürste untergebracht ist. Electrically operated toothbrushes are already known, in which at least one battery cell for supplying the drive motor for the bristle holder is accommodated. When the toothbrush is not in use, the battery is charged by means of a charger which is wholly or partly accommodated in a holder for the toothbrush.

Bei der aus der CH-PS 425 719 bekannten Lösung besteht zwischen dem Ladegerät und dem Akkumulator eine elektrisch leitende Verbindung. Hiefür sind am Boden der Zahnbürste Kontakte vorhanden, die mit Gegenkontakten im Halter zusammenwirken. Auf diese Weise wird bei in den Halter eingesetzter Zahnbürste der Akkumulator in den Ladestromkreis eingeschaltet. Diese Lösung weist nun den Nachteil auf, dass die freiliegenden Kontakte bzw. Gegenkontakte der Gefahr einer Verschmutzung und Oxydation ausgesetzt sind. Es ist daher eine dauernde Wartung erforderlich, da sonst eine einwandfreie Aufladung des Akkumulators nicht sichergestellt ist. In the solution known from CH-PS 425 719 there is an electrically conductive connection between the charger and the accumulator. There are contacts on the bottom of the toothbrush for this purpose, which interact with counter-contacts in the holder. In this way, when the toothbrush is inserted in the holder, the battery is switched on in the charging circuit. This solution now has the disadvantage that the exposed contacts or counter-contacts are exposed to the risk of contamination and oxidation. Permanent maintenance is therefore necessary, as otherwise the battery cannot be charged properly.

Daneben ist es auch bekannt, den Ladestromkreis nicht im Halter, sondern in der Zahnbürste unterzubringen (siehe beispielsweise CH-PS 463 457). Im Halter befindet sich die an eine niederfrequente Wechselspannungsquelle (50 oder 60 Hz) angeschlossene Primärwicklung eines Transformators, dessen Sekundärwicklung in der Zahnbürste untergebracht ist. An diese Sekundärwicklung ist ein Gleichrichter angeschlossen. Zwischen Halter und Zahnbürste besteht somit über den Transformator eine induktive Kopplung. Eine die Funktionsweise beeinträchtigende Verschmutzungs- und Oxydationsgefahr besteht zwar nicht, doch müssen zum Erreichen eines genügend grossen Ladestromes die Transformatorwicklungen entsprechend gross ausgebildet und auf einen Eisenkern gewickelt werden. Das führt zu einer entsprechend voluminösen und schweren Bauweise. Zudem findet beim Ladevorgang eine beträchtliche Wärmeentwicklung statt, was eine entsprechende Erwärmung nicht nur des Halters, sondern auch des Zahnbürstengriffes zur Folge hat. Diese Erwärmung bringt unter anderem eine unerwünschte Herabsetzung der Lebensdauer des Akkumulators mit sich. In addition, it is also known to accommodate the charging circuit not in the holder but in the toothbrush (see, for example, CH-PS 463 457). The holder holds the primary winding of a transformer connected to a low-frequency AC voltage source (50 or 60 Hz), the secondary winding of which is housed in the toothbrush. A rectifier is connected to this secondary winding. There is therefore an inductive coupling between the holder and the toothbrush via the transformer. Although there is no risk of contamination and oxidation impairing the mode of operation, the transformer windings must be of a correspondingly large size and wound on an iron core in order to achieve a sufficiently high charging current. This leads to a correspondingly voluminous and heavy construction. In addition, there is considerable heat development during the charging process, which results in a corresponding heating of not only the holder but also the toothbrush handle. Among other things, this warming brings about an undesirable reduction in the life of the battery.

Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, diese Nachteile zu beseitigen. Es stellt sich somit die Aufgabe, eine zuverlässig arbeitende Einrichtung zum Laden von Akkumulatoren der eingangsgenannten Art zu schaffen, welche einfach im Aufbau und von raumsparender und möglich leichter Bauweise ist und die auch bei sich in weiten Bereichen änderndem Spannungswert der Wechselspannungsquelle jederzeit ein einwandfreies Aufladen ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst. The present invention aims to overcome these drawbacks. It is therefore the task of creating a reliably working device for charging accumulators of the type mentioned at the outset, which is simple in construction and space-saving and possibly lightweight in construction and which also enables perfect charging at any time even with a wide range of changes in the voltage value of the AC voltage source . According to the invention, this object is achieved by the features of the characterizing part of claim 1.

Im Gegensatz zur bekannten Lösung, bei der eine niederfrequente Speisespannung von der Primär- auf die Sekundärseite-transformiert wird, erfolgt beim Erfindungsgegenstand eine Übertragung einer im Primärkreis erzeugten hochfrequenten Wechselspannung an den Sekundärkreis. Die auf der Sekundärseite aus dieser Wechselspannung hoher Frequenz gewonnene Gleichspannung lässt sich auf einfache Weise gut glätten, d.h. durch den Akkumulator selbst. Da die Energieübertragung vom Primärkreis zum Sekundärkreis mit hoher Frequenz erfolgt, ergeben sich günstige Kopplungsverhältnisse zwischen den beiden Kreisen. Der der induktiven Kopplung dienende Transformator kann daher klein und auch eisenlos ausgebildet werden. Es ist somit eine kompakte und leichte Bauweise möglich, im weitern hat die erfindungsgemässe Lösung den Vorteil, dass sich die Grösse der niederfrequenten Speisespannung innerhalb eines grossen Bereiches bewegen kann, ohne dass der Ladestrom auf einen Wert sinkt, der für ein vollständiges Aufladen des Akkumulators nicht mehr ausreicht. In contrast to the known solution, in which a low-frequency supply voltage is transformed from the primary to the secondary side, the subject of the invention transmits a high-frequency AC voltage generated in the primary circuit to the secondary circuit. The direct voltage obtained from this high-frequency alternating voltage on the secondary side can be smoothed easily, i.e. by the accumulator itself. Since the energy transfer from the primary circuit to the secondary circuit takes place at a high frequency, there are favorable coupling conditions between the two circuits. The transformer used for inductive coupling can therefore be made small and also iron-free. It is therefore possible to have a compact and lightweight construction, and furthermore the solution according to the invention has the advantage that the magnitude of the low-frequency supply voltage can move within a large range without the charging current dropping to a value which is not necessary for the battery to be fully charged more is enough.

Vorzugsweise wird zum Erzeugen der hochfrequenten Wechselspannung ein freischwingender Oszillator verwendet. A free-running oscillator is preferably used to generate the high-frequency AC voltage.

5 5

io io

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20 20th

25 25th

30 30th

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■10 ■ 10

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der von einer an die Wechselspannungsquelle angeschlossenen Gleichrichterschaltung gespiesen wird. Die durch diese Gleich-richterschaltung gleichgerichtete Wechselspannung wird einem Gleichspannungswandler zugeführt, an dessen Ausgang die Akkumulatorzelle bzw. -zellen angeschlossen werden. Dieser Gleichspannungswandler weist die Besonderheit auf, dass sein Transformator eisenlos ist. Beim Entfernen des Sekundärkreises vom Primärkreis wird der Gleichspannungswandler, d.h. dessen Übertrager, aufgetrennt. which is fed by a rectifier circuit connected to the AC voltage source. The AC voltage rectified by this rectifier circuit is fed to a DC converter, to the output of which the accumulator cell or cells are connected. This DC / DC converter has the special feature that its transformer is ironless. When the secondary circuit is removed from the primary circuit, the DC-DC converter, i.e. its transformer, separated.

Eine besonders einfache und zuverlässig arbeitende Lösung ergibt sich bei einer Ausführving gemäss den Ansprüchen 4 bzw. 6-9. Bei der Ausführungsform gemäss Anspruch 6 dient das RC-Glied zum Öffnen und Sperren des Transistors. Eine transformatorische Rückkopplung ist nicht erforderlich. A particularly simple and reliably working solution results in an embodiment according to claims 4 and 6-9. In the embodiment according to claim 6, the RC element serves to open and block the transistor. A transformer feedback is not necessary.

Die erfindungsgemässe Ladeeinrichtung eignet sich zwar nicht ausschliesslich, jedoch besonders für den Einsatz mit einem elektrisch betriebenen Zahnpflegegerät, das mit wenigstens einer Akkumulatorzelle ausgerüstet ist. Der Primärkreis der Ladeeinrichtung wird in einer Halterung untergebracht, in die bei Nichtgebrauch das Zahnpflegegerät, in welchem der Sekundärkreis untergebracht ist, eingesetzt wird. Although the charging device according to the invention is not exclusively suitable, it is particularly suitable for use with an electrically operated dental care device which is equipped with at least one battery cell. The primary circuit of the charging device is accommodated in a holder into which the dental care device in which the secondary circuit is accommodated is inserted when not in use.

Im Folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigt: An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 ein Schaltschema einer Einrichtung zum Aufladen von Akkumulatoren, und Fig. 1 is a circuit diagram of a device for charging batteries, and

Fig. 2 im Längsschnitt und rein schematisch eine in ihre Halterung eingesetzte, elektrisch betriebene Zahnbürste. Fig. 2 in longitudinal section and purely schematically an electrically operated toothbrush inserted into its holder.

In Fig. 1 ist in Form eines Schaltschemas ein Ladegerät gezeigt, das beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zum Aufladen des Akkumulators einer elektrisch betriebenen Zahnbürste dient. Dieses Ladegerät 1 weist einen Primärkreis 2 und einen mit diesem induktiv gekoppelten Sekundärkreis 3 auf. Der Sekundärkreis 3 lässt sich, wie das anhand der Fig. 2 noch näher erläutert werden wird, vom Primärkreis 2 räumlich trennen. In Fig. 1, a charger is shown in the form of a circuit diagram, which is used in the present embodiment to charge the battery of an electrically operated toothbrush. This charger 1 has a primary circuit 2 and a secondary circuit 3 inductively coupled to it. As will be explained in more detail with reference to FIG. 2, the secondary circuit 3 can be spatially separated from the primary circuit 2.

Der Primärkreis 1 weist zwei Eingangsklemmen 4 und 5 auf, an die eine niederfrequente Wechselspannung, z.B. die Netzspannung von 110 oder 220 Volt (50 bzw. 60 Hz), angelegt wird. An die Klemme 4 ist in Serie ein Widerstand 6 und ein Kondensator 7 angeschlosser.. Der Widerstand 6 dient zur Strombegrenzung beim Einschalten, während durch den Kondensator 7 eine Spannungsreduktion bewirkt wird. An die beiden Klemmen 4, 5 ist ein Widerstand 8 angeschlossen, der als Entladewiderstand für den Kondensator 7 dient. Um bei von der Wechselspannungsspeisequelle abgetrenntem Primärkreis 2 ein Entladen des Kondensators 7 zu ermöglichen, ist eine Diode 9 vorgesehen. In Serie zu diesem Kondensator 7 ist ein Gleichrichterelement 10 geschaltet, dessen Kathode mit einer Leuchtdiode 11 verbunden ist. Mit 12 ist ein Siebkondensator bezeichnet, zu dem eine Zenerdiode 13 parallel geschaltet ist, welche zur Spannungsstabilisierung dient. Eine in Serie zur Leuchtdiode 11 geschaltete Drossel 14 dient zur Entstörung. Das Gleichrichterelement 10 bildet zusammen mit dem Siebkondensator 12 und der Zenerdiode 13 eine die Speisespannung U gleichrichtende Gleichrichterschaltung, der ein Oszillator 15 nachgeschaltet ist und der von dieser Gleichrichterschaltung gespeist wird. Dieser Oszillator 15 weist einen Transistor 16 auf, dessen Basis B an einen durch Widerstände 17 und 18 gebildeten Spannungsteiler angeschlossen ist. Dieser Spannungsteiler dient zum Bestimmen des Basispotentials. Der Kollektor K des Transistors 16 ist am Punkt P mit einer Induktivität 19 verbunden, die in Serie zur Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 16 geschaltet ist. Parallel zu dieser Kollektor-Emitter-Strecke ist ein Kondensator 20 geschaltet, der zusammen mit der Indukti-vivität 19 einen Serienschwingkreis 21 bildet. An den Emitter E des Transistors 16 ist ein Widerstand 22 angeschlossen, zu dem ein Kondensator 23 für die Emitterstabilisierung parallel geschaltet ist. Der Emitter E ist somit über das RC-Glied 22, 23, das ein Öffnen und Sperren des Transistors 16 bewirkt, an den The primary circuit 1 has two input terminals 4 and 5 to which a low-frequency AC voltage, e.g. the mains voltage of 110 or 220 volts (50 or 60 Hz) is applied. A resistor 6 and a capacitor 7 are connected in series to the terminal 4. The resistor 6 serves to limit the current when switching on, while the capacitor 7 causes a voltage reduction. A resistor 8, which serves as a discharge resistor for the capacitor 7, is connected to the two terminals 4, 5. In order to enable the capacitor 7 to be discharged when the primary circuit 2 is separated from the AC voltage source, a diode 9 is provided. A rectifier element 10 is connected in series with this capacitor 7, the cathode of which is connected to a light-emitting diode 11. With 12 a filter capacitor is designated, to which a Zener diode 13 is connected in parallel, which serves for voltage stabilization. A choke 14 connected in series with the light-emitting diode 11 serves for interference suppression. The rectifier element 10 forms, together with the filter capacitor 12 and the zener diode 13, a rectifier circuit rectifying the supply voltage U, which is followed by an oscillator 15 and which is fed by this rectifier circuit. This oscillator 15 has a transistor 16, the base B of which is connected to a voltage divider formed by resistors 17 and 18. This voltage divider is used to determine the base potential. The collector K of the transistor 16 is connected at point P to an inductor 19 which is connected in series with the collector-emitter path of the transistor 16. A capacitor 20 is connected in parallel to this collector-emitter path and, together with the inductivity 19, forms a series resonant circuit 21. A resistor 22 is connected to the emitter E of the transistor 16, to which a capacitor 23 for the emitter stabilization is connected in parallel. The emitter E is thus via the RC element 22, 23, which causes the transistor 16 to open and block, to the

Minuspol der Gleichrichterschaltung 10, 12, 13 angekoppelt. Die Induktivität 19 des Serieschwingkreises 21 bildet die Primärwicklung eines eisenlosen Transformators 24, dessen Sekundärwicklung 25 Teil des Sekundärkreises 3 bildet. Über die beiden Transformatorwicklungen 19 und 25 ist der Sekundärkreis 3 mit dem Primärkreis 2 induktiv gekoppelt. Beim Entfernen des Sekundärkreises 3 vom Primärkreis 2 wird der Transformator 24 aufgetrennt. Negative pole of the rectifier circuit 10, 12, 13 coupled. The inductance 19 of the series resonant circuit 21 forms the primary winding of an ironless transformer 24, the secondary winding 25 of which forms part of the secondary circuit 3. The secondary circuit 3 is inductively coupled to the primary circuit 2 via the two transformer windings 19 and 25. When the secondary circuit 3 is removed from the primary circuit 2, the transformer 24 is disconnected.

An die Sekundärwicklung 25 des Transformators 24 ist ein Gleichrichterelement 26 angeschlossen. Mit der Kathode dieses Gleichrichterelementes 26 ist einerseits eine Zenerdiode 27 und andererseits eine Diode 28 verbunden. Die Kathode dieser Diode 28 ist an einen Anschluss 29 angeschlossen. Mit einem zweiten Anschluss 30 ist das eine Ende der Sekundärwicklung 25 sowie die Zenerdiode 27 verbunden. An die Anschlüsse 29 und 30 ist ein Akkumulator 31 angeschlossen, der aus einer oder mehreren Akkumulatorzellen oder aus einer Akkumulatorenbatterie bestehen kann. A rectifier element 26 is connected to the secondary winding 25 of the transformer 24. A zener diode 27 and a diode 28 are connected to the cathode of this rectifier element 26. The cathode of this diode 28 is connected to a connection 29. One end of the secondary winding 25 and the zener diode 27 are connected to a second connection 30. An accumulator 31 is connected to the connections 29 and 30 and can consist of one or more accumulator cells or of an accumulator battery.

Der Transformator 24 weist eine dritte Wicklung 32 auf, die im Primärkreis 2 angeordnet ist. Die Anschlüsse dieser Wicklung 32 sind mit 33 und 34 bezeichnet. Die in der Wicklung 32 induzierte Spannung, die grösser ist als die Spannung über der Wicklung 19, wird im vorliegenden Fall zur Erzeugung von Ozon verwendet, das zur Desinfektion der Zahnbürste, deren Borstenträger sowie des Ladegerätes 1 dient. The transformer 24 has a third winding 32, which is arranged in the primary circuit 2. The connections of this winding 32 are designated 33 and 34. The voltage induced in the winding 32, which is greater than the voltage across the winding 19, is used in the present case to generate ozone, which is used to disinfect the toothbrush, its bristle holder and the charger 1.

Die Wirkungsweise des Ladegerätes 1 ist wie folgt: Die an die Eingangsklemmen 4, 5 angelegte niederfrequente Wechselspannung U von z.B. 220 Volt, 50 Hz, wird durch das Gleichrichterelement 10 gleichgerichtet (Einweggleichrichtung). Durch den Siebkondensator 12 erfolgt eine Glättung der auf diese Weise erhaltenen Gleichspannung. Die Zenerdiode 13 sorgt wie bereits erwähnt für eine Spannungsstabilisierung. Mit der in der Gleichrichterschaltung 10, 12, 13 erzeugten Gleichspannung wird der freischwingende Oszillator 15 gespeist, der auf an sich bekannte Weise eine hochfrequente Wechselspannung erzeugt. Dabei wird der Transistor 16 wie bereits erwähnt mit Hilfe des RC-Gliedes 22, 23 periodisch geöffnet und geschlossen. Die Frequenz dieser Wechselspannung liegt vorzugsweise oberhalb des hörbaren Bereiches, d.h. über 16 kHz. Die in der Induktivität 19 erzeugte Wechselspannung wird mittels des Transformators 24 an den Sekundärkreist 3 übertragen und gleichzeitig auf einen für die Aufladung des Akkumulators 31 erforderlichen, niedrigeren Wert transformiert. Zudem wird wie bereits erwähnt, in der dritten Wicklung 32 eine höhere Spannung induziert. Durch das Gleichrichterelement 26 wird die transformierte Wechselspannung wieder gleichgerichtet (Einweggleichrich-tung). An den Anschlüssen 29 und 30 des Ladegerätes 1 erscheint somit eine Gleichspannung. Die Glättung dieser Gleichspannung erfolgt durch den Akkumulator 31, so dass keine zusätzlichen Mittel für diese Glättung vorgesehen werden müssen. Die Zenerdiode 27 dient zur Ladestrombegrenzung, bzw. -reduktion, sobald die Ladespannung des Akkumulators 31 den Sollwert erreicht hat. Die Diode 28 verhindert, dass sich der Akkumulator 31 über die Zenerdiode 21 entladen kann. The mode of operation of the charger 1 is as follows: The low-frequency AC voltage U of, for example, the input terminals 4, 5 220 volts, 50 Hz is rectified by the rectifier element 10 (one-way rectification). The filter capacitor 12 smoothes the DC voltage obtained in this way. As already mentioned, the zener diode 13 ensures voltage stabilization. With the DC voltage generated in the rectifier circuit 10, 12, 13, the free-running oscillator 15 is fed, which generates a high-frequency AC voltage in a manner known per se. As already mentioned, the transistor 16 is periodically opened and closed with the aid of the RC element 22, 23. The frequency of this AC voltage is preferably above the audible range, i.e. over 16 kHz. The AC voltage generated in the inductor 19 is transmitted to the secondary circuit 3 by means of the transformer 24 and at the same time transformed to a lower value required for charging the accumulator 31. In addition, as already mentioned, a higher voltage is induced in the third winding 32. The transformed AC voltage is rectified again by the rectifier element 26 (one-way rectification). A DC voltage thus appears at the connections 29 and 30 of the charger 1. This DC voltage is smoothed by the accumulator 31, so that no additional means have to be provided for this smoothing. The zener diode 27 serves to limit or reduce the charging current as soon as the charging voltage of the accumulator 31 has reached the desired value. The diode 28 prevents the accumulator 31 from being able to discharge via the zener diode 21.

Die vorstehenden Ausführungen lassen erkennen, dass das Ladegerät 1 im wesentlichen aus einem Gleichspannungswandler, der durch den Oszillator 15, den Transformator 24 und den Gleichrichter 26 gebildet wird, und einem Gleichrichter 10 besteht, der aus der Eingangswechselspannung U eine Gleichspannung zur Speisung des Gleichspannungswandlers erzeugt. Der Gleichspannungswandler weist die Besonderheit auf, dass dessen Übertrager 24 eisenlos ist und beim Entfernen des Sekundärteils 3 vom Primärteil 2 aufgetrennt wird. Im weitern ist noch zu bemerken, dass die Basis B des Transistors 16 nicht wie üblich an die Transformatorwicklung 19 angekoppelt ist, sondern zur Bestimmung des Basispotentials mit einem Spannungsteiler 17, 18 verbunden ist. The above statements show that the charger 1 essentially consists of a DC converter, which is formed by the oscillator 15, the transformer 24 and the rectifier 26, and a rectifier 10, which generates a DC voltage from the input AC voltage U for supplying the DC converter . The DC / DC converter has the special feature that its transformer 24 is ironless and is separated from the primary part 2 when the secondary part 3 is removed. It should also be noted that the base B of the transistor 16 is not coupled to the transformer winding 19 as usual, but is connected to a voltage divider 17, 18 for determining the base potential.

Anhand der rein schematischen Fig. 2 wird nun der Einsatz s Using the purely schematic Fig. 2, the use s

io io

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20 20th

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30 30th

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des Ladegerätes 1 gemäss Fig. 1 in einem Zahnreinigungsgerät erläutert. Mit 35 ist eine elektrisch betriebene Zahnbürste bezeichnet, von der nur der hintere, dem Borstenträger abgewandte Teil dargestellt ist. Der nicht gezeigte Antrieb dieser Zahnbürste 35 ist von an sich bekannter Konstruktion. Im Gehäuse of the charger 1 according to FIG. 1 explained in a tooth cleaning device. 35 denotes an electrically operated toothbrush, of which only the rear part facing away from the bristle holder is shown. The drive, not shown, of this toothbrush 35 is of a construction known per se. In the housing

36 der Zahnbürste 35 ist der Akkumulator 31 untergebracht, der als Speisequelle für den Antriebsmotor des Borstenträgers dient. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel besteht der Akkumulator 31 aus zwei in Serie geschalteten Akkumulatorzellen 31a und 31b. Diese Akkumulatorzellen 31a, 31b sind beispielsweise herkömmliche Nickel-Cadmium-Batterien. Ebenfalls im Innern des Gehäuses 36 ist der Sekundärkreis 3 des Ladegerätes 36 of the toothbrush 35, the accumulator 31 is accommodated, which serves as a feed source for the drive motor of the bristle holder. In the embodiment shown, the accumulator 31 consists of two accumulator cells 31a and 31b connected in series. These accumulator cells 31a, 31b are, for example, conventional nickel-cadmium batteries. Also inside the housing 36 is the secondary circuit 3 of the charger

1 untergebracht, von dem in Fig. 2 nur die Sekundärwicklung -25 des Transformators 29 dargestellt ist. Zum Abstellen der Zahnbürste 35 bei Nichtgebrauch ist eine Halterung 37 vorgesehen, die üblicherweise ortsfest ist. Diese Halterung 37 weist eine Vertiefung 38 auf, in die wie gezeigt die Zahnbürste 35 eingesetzt wird. Um diese Vertiefung herum verläuft die Primärwicklung 19 des Transformators 24. Diese Primärwicklung 19 ist so angeordnet, dass bei in die Halterung 37 eingesetzter Zahnbürste 35 die Sekundärwicklung 25 sich im Innern der Primärwicklung 19 befindet. Die dritte Transformatorwicklung 32 samt ihren Anschlüssen 33, 34, ist in Fig. 2 nicht gezeigt. Die übrigen Bauteile des in der Halterung 37 untergebrachten Primärkreises 1 housed, of which only the secondary winding -25 of the transformer 29 is shown in Fig. 2. A holder 37 is provided for parking the toothbrush 35 when not in use, which is usually stationary. This holder 37 has a recess 38 into which the toothbrush 35 is inserted as shown. The primary winding 19 of the transformer 24 runs around this recess. This primary winding 19 is arranged such that when the toothbrush 35 is inserted into the holder 37, the secondary winding 25 is located inside the primary winding 19. The third transformer winding 32 together with its connections 33, 34 is not shown in FIG. 2. The remaining components of the primary circuit accommodated in the holder 37

2 des Ladegerätes 1 sind mit Ausnahme der Leuchdiode 11 in Fig. 2 nicht näher dargestellt. Diese Bauteile sind in dem nur schematisch dargestellten Block 39 untergebracht. Die Speisung des Primärkreises 2 erfolgt über ein Kabel 40, das an seinem Ende mit einem Stecker 41 versehen ist, der in eine Steckdose eingesteckt werden kann. Die von aussen sichtbare Leuchtdiode 11 leuchtet auf, sobald der Primärkreis 2 mit einer Wechselspannungsquelle verbunden ist. • 2 of the charger 1 are not shown in detail in FIG. 2 with the exception of the light-emitting diode 11. These components are accommodated in block 39, which is only shown schematically. The primary circuit 2 is supplied via a cable 40, which is provided at its end with a plug 41 which can be plugged into a socket. The light-emitting diode 11 visible from the outside lights up as soon as the primary circuit 2 is connected to an AC voltage source. •

Wird die Zahnbürste 35 bei Nichtgebrauch in die Halterung If the toothbrush 35 is not in use in the holder

37 eingesetzt, so erfolgt auf die anhand der Fig. 1 beschriebene Weise eine Aufladung der Akkumulatorzellen 31a, 31b. Die Zahnbürste 35 ist durch diese dauernde Aufladung der Akkumulatorzellen dauernd einsatzbereit. Für den Gebrauch wird die Zahnbürste 35 wie bekannt aus der Halterung 37 entfernt. 37 used, the battery cells 31a, 31b are charged in the manner described with reference to FIG. 1. The toothbrush 35 is continuously ready for use due to this permanent charging of the battery cells. As is known, the toothbrush 35 is removed from the holder 37 for use.

Die Anschlüsse 33, 34 der Transformatorwicklung 32 werden auf geeignete Weise mit nicht gezeigten, in der Halterung 37 angeordneten Entladungselektroden zur Ozonerzeugung verbunden. Das auf diese Weise erzeugte Ozon bestreicht nun die The connections 33, 34 of the transformer winding 32 are connected in a suitable manner to discharge electrodes (not shown) arranged in the holder 37 for generating ozone. The ozone generated in this way now sweeps the

Zahnbürste 35 und vor allem deren Borstenträger, sowie die Halterung 37, wodurch diese Teile desinfiziert werden. Toothbrush 35 and especially their bristle carrier, and the holder 37, whereby these parts are disinfected.

Wie bereit erwähnt ist es möglich, den Transformator 24 eisenlos und klein auszubilden, was sich günstig auf das Gewicht des Ladegerätes 1 auswirkt und eine kompakte Bauweise ermöglicht. Der freischwingende Oszillator 15 ist einfach im Aufbau und zuverlässig in der Arbeitsweise. Eine Rückkopplungswicklung ist nicht erforderlich. Das Ladegerät 1 lässt sich somit preisgünstig herstellen. Im weitern hat das Ladegerät 1 den Vorteil einer kaum merklichen Erwärmung, die sich nicht nachteilig auf die Lebensdauer des Akkumulators 31 auswirkt. Wie die Fig. 2 deutlich zeigt, liegt zwischen den Wicklungen 19 und 25 des Transformators 24 die Wand der Vertiefung 38 der Halterung 37 sowie die Wand des Gehäuses 36 der Zahnbürste 35. Aus diesem Grund sind die Verhältnisse für die magnetische Kopplung zwischen Primär- und Sekundärkreis 2, 3 an sich sehr ungünstig. Dadurch, dass nun die Übertragung vom Primärkreis 2 zum Sekundärkreis 3 mit hoher Frequenz erfolgt, As already mentioned, it is possible to make the transformer 24 iron-free and small, which has a favorable effect on the weight of the charger 1 and enables a compact design. The free-swinging oscillator 15 is simple in construction and reliable in operation. A feedback winding is not necessary. The charger 1 can thus be manufactured inexpensively. Furthermore, the charger 1 has the advantage of hardly noticeable heating, which does not adversely affect the life of the battery 31. 2 clearly shows, between the windings 19 and 25 of the transformer 24 is the wall of the recess 38 of the holder 37 and the wall of the housing 36 of the toothbrush 35. For this reason, the conditions for the magnetic coupling between primary and Secondary circuit 2, 3 in itself very unfavorable. The fact that the transmission from primary circuit 2 to secondary circuit 3 now takes place at a high frequency,

lässt sich dieser Nachteil beheben, d.h. die Kopplungsverhältnisse werden verbessert. this disadvantage can be eliminated, i.e. the coupling ratios are improved.

Bei einer Speisung des Ladegerätes 1 mit einer Wechselspannung von sowohl 110 V wie auch von 220 V ist der Ladestrom für eine einwandfreie Ladung des Akkumulators 31 genügend gross. Das Ladegerät 1 lässt sich daher ohne die Notwendigkeit von zusätzlichen Massnahmen sowohl an eine Speisequelle von 220 V wie auch an eine solche von 110 V anschliessen. Ein und dasselbe Ladegerät 1 lässt sich somit in Ländern mit unterschiedlicher Netzspannung verwenden. When the charger 1 is supplied with an alternating voltage of both 110 V and 220 V, the charging current is sufficiently large for the battery 31 to be charged properly. The charger 1 can therefore be connected to both a 220 V and 110 V source without the need for additional measures. One and the same charger 1 can thus be used in countries with different mains voltages.

Es versteht sich, dass sich dieses Ladegerät 1 nicht nur zum -Aufladen von Akkumulatoren einer Zahnbürste verwenden lässt. So lässt sich dieses Ladegerät beispielsweise auch zusammen mit andern Zahn- bzw. Mundpflegegeräten, wie z.B. Massagegeräten für das Zahnfleisch, einsetzen. Daneben können mit dem Ladegerät 1 auch die Akkumulatoren von andern elektrisch betriebenen Handgeräten, die nicht der Zahnpflege und -reinigung dienen, aufgeladen werden. Als ein Beispiel eines solchen Handgerätes mag ein Rasierapparat dienen. It goes without saying that this charger 1 can not only be used for charging batteries of a toothbrush. For example, this charger can also be used together with other dental or oral care devices, e.g. Use massagers for the gums. In addition, the charger 1 can also be used to charge the accumulators of other electrically operated hand-held devices that are not used for dental care and cleaning. A razor may serve as an example of such a handheld device.

Schliesslich sei noch darauf hingewiesen, dass das Ladegerät in verschiedenen Teilen anders als wie gezeigt ausgebildet werden kann. So lassen sich beispielsweise auch andere geeignete Oszillatoren verwenden. Auch kann die in der Tertiärwicklung 32 des Transformators 24 induzierte Spannung zu andern Zwecken als zur Ozonerzeugung dienen. Finally, it should be pointed out that the charger can be designed differently in different parts than shown. For example, other suitable oscillators can also be used. The voltage induced in the tertiary winding 32 of the transformer 24 can also serve purposes other than ozone generation.

4 4th

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

656 987

1. Device for charging accumulators with a primary circuit that can be connected to a low-frequency AC voltage source and a secondary circuit that is inductively coupled to and separable from it and that has a charging circuit for at least one accumulator cell, characterized in that the primary circuit (2) has a circuit ( 10, 15) for generating a high-frequency alternating voltage that can be transmitted to the secondary circuit (3).

2. Device according to claim 1, characterized in that the circuit for generating a high-frequency AC voltage has a freely oscillating oscillator (15).

2nd

PATENT CLAIMS

3. Device according to claim 2, characterized by a rectifier circuit (10, 12, 13) which can be connected to the AC voltage source (U) for supplying the oscillator (15).

4. Device according to claim 2 or 3, characterized by an LC oscillator (15) with a series resonant circuit (21).

5. Device according to claim 4, characterized in that the inductance (19) of the series resonant circuit (21) forms the primary winding of a preferably ironless transformer (24), the secondary winding (25) of which is arranged in a rectifier (26) having a secondary circuit (3) .

6. Device according to claim 4 or 5, characterized in that the oscillator (15) has a transistor (16) whose emitter (E) or its collector (K), preferably its emitter (E), via an RC element ( 22, 23) is coupled to a pole (-) of the rectifier circuit (10, 12, 13).

7. Device according to claim 6, characterized in that the collector (K) or the emitter (E), preferably the collector (K), of the transistor (16) directly to the connection point (P) between inductance (19) and capacitance ( 20) of the series resonant circuit (21) is connected.

8. Device according to claim 7, characterized in that the collector-emitter path of the transistor (16) is connected in series to a resonant circuit element, preferably to the inductance (19), and in parallel to the other resonant circuit element, preferably to the capacitance (20) .

9. Device according to one of claims 6-8, characterized in that the base (B) of the transistor (16) is connected to a voltage divider (17, 18).

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that after reaching the target value of the charging voltage of the battery cell (31), the charging process can be interrupted or the charging current can be reduced, preferably by means of a zener diode (27).

11. The device according to claim 5, characterized in that the transformer (24) has a further, preferably in the primary circuit (2) arranged winding (32).

12. Electrically operated dental care device, in particular a toothbrush, with at least one accumulator cell as the feed source, characterized by a device according to one of claims 1 to 11 for charging the accumulator cell (31).

13. The device according to claim 12, characterized in that the secondary circuit (3) of the charging device (1) in the device (35) and the primary circuit (2) in a holder (37) for the device (35) is housed, preferably at in the holder (37) inserted device (35) the secondary winding (25) of the transformer (24) accommodated in the latter is arranged inside the primary winding (19) connected in the primary circuit (2).