DE10150941A1

DE10150941A1 - Mobile Beleuchtungseinrichtung und Akkueinheit hierfür

Info

Publication number: DE10150941A1
Application number: DE10150941A
Authority: DE
Inventors: Rainer Nackenhorst; Thomas Dauner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-10-16
Filing date: 2001-10-16
Publication date: 2003-04-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mobile Beleuchtungseinrichtung (50), insbesondere eine Taschenlampe, mit einer Lichtquelle (52) einer internen Stromquelle (58) und zumindest drei Kontaktelementen (40B, 41B, 42B) zum Verbinden mit einer externen Stromquelle (20). Erfindungsgemäß weist die Beleuchtungseinrichtung (50) eine Umschalteinrichtung (56, 60) auf, durch die beim Anlegen einer Spannung von der externen Stromquelle (20) eine erste Verbindung (59, 53) zwischen der internen Stromquelle (58) und der Lichtquelle (52) trennbar ist. Ebenso wird eine Ladeeinrichtung (20) mit drei konzentrisch angeordneten Kontaktelementen (40A, 41A, 42A) bzw. eine Beleuchtungseinrichtung (50) mit drei konzentrisch angeordneten Kontaktelementen (40A, 41A, 42A) zur Bereitstellung einer ersten und einer zweiten Spannung vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine mobile Beleuchtungseinrichtung, insbesondere eine Taschenlampe, mit einer Lichtquelle und einer internen Stromquelle, eine Akkueinheit sowie eine Ladeeinrichtung hierfür.

Bei einer bekannten Taschenlampe (EP 0 313 285 P1) werden in der Taschenlampe wiederaufladbare Akkus anstelle von Einwegbatterien eingesetzt. Zum Aufladen der Akkus verbleiben diese in der Taschenlampe, wobei über elektrische Kontakte am Außenumfang der Taschenlampe ein konstanter Ladestrom aus einem Ladegerät den Akkus zugeführt wird. Die Ladestation hat Kontaktklammern, welche die Kontaktstellen am Außenumfang der Taschenlampe umklammern und somit den Kontakt herstellen. Zum Laden der Akkus muß die Taschenlampe angeschaltet werden. Einer der Ladekontakte sitzt am Hauptkörper der Taschenlampe, während der zweite Ladekontakt in einer aufschraubbaren Verschlußkappe der Taschenlampe angeordnet ist. Zum Wechseln der Akkus wird die aufschraubbare Verschlußkappe gelöst und die Akkus herausgenommen. Im Ladegerät ist eine LED integriert, die anzeigt, daß ein Ladestrom fließt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Taschenlampe mit einer internen Energiequelle und eine Ladeeinheit bzw. eine Akkueinheit hierfür vorzusehen, die eine Schonung der internen Energiequelle bei Anlegen einer äußeren Spannung ermöglichen, sowie eine sichere Kontaktierung zwischen den Kontakten der Taschenlampe und denen des Ladegerätes.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1, 11, 19, 21 bzw. 30 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 weist eine mobile Beleuchtungseinrichtung eine Lichtquelle und eine interne Strom- bzw. Energiequelle auf. Die mobile Beleuchtungseinrichtung ist eine Taschenlampe, eine Signallampe oder dergleichen. Die interne Stromquelle kann integriert oder austauschbar sein, wie z. B. eine Einwegbatterie, ein Akku oder dergleichen, und eine einzelne oder mehrere Zellen umfassen. Die Bezeichnung Stromquelle, bzw. Spannungsquelle ist hier gleichwertig und bezeichnet das Verbinden mit einer internen bzw. externen Stromquelle. Eine Lichtquelle ist dabei regelmäßig eine Wolfram-Glühlampe, eine Halogen-Glühlampe, eine Leuchtstoff-Lampe mit entsprechender Startereinrichtung, eine Leuchtdiode, ein Leuchtdiodenfeld oder dergleichen.

Durch eine Umschalteinrichtung der Beleuchtungseinrichtung wird beim Anlegen einer externen Strom- bzw. Spannungsquelle eine Verbindung zwischen der internen Stromquelle und der Lichtquelle getrennt. Die Umschalteinrichtung kann dabei ein elektromechanisches Element sein, wie z. B. ein Relais, eine elektronische Schaltung, die z. B. Transistoren umfaßt, oder dergleichen. Durch das Trennen der internen Stromquelle von der Lichtquelle beim Anlegen einer externen Stromquelle wird aus der internen Stromquelle kein weiterer Strom mehr entnommen, was die interne Stromquelle gegen eine weitere Entladung schützt. Vorzugsweise weist die mobile Beleuchtungseinrichtung weiterhin eine Schalt- bzw. Tasteinrichtung auf, z. B. einen Schalter, mit der eine Verbindung zwischen der internen Stromquelle und der Lichtquelle getrennt oder hergestellt werden kann. Damit kann z. B. die Taschenlampe bei Bedarf ein- und ausgeschaltet werden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung stellt die externe Stromquelle eine erste Spannung zum Betrieb der Lichtquelle der mobilen Beleuchtungseinrichtung bereit. Vorzugsweise wird dabei durch die Umschalteinrichtung beim Anlegen der externen Stromquelle an die mobile Beleuchtungseinrichtung eine Verbindung zwischen der Lichtquelle und der ersten Spannung hergestellt. Dadurch ist der Betrieb der Lichtquelle mit der ersten Spannung möglich. Bei Anlegen der externen Stromquelle wird somit die Lichtquelle ohne Verbrauch der internen Stromquelle betrieben. Das Anlegen der ersten Spannung an die Lichtquelle kann unter Umgehung der Schalt- bzw. Tasteinrichtung erfolgen. Vorzugsweise ist die erste Spannung jedoch über die Schalt- bzw. Tasteinrichtung mit der Lichtquelle verbunden, so daß die Lichtquelle nur dann durch die externe Stromquelle versorgt wird, wenn die mobile Beleuchtungseinrichtung ohnehin in den eingeschalteten Zustand versetzt wurde. Damit ist die Beleuchtungseinrichtung auch nach dem Anlegen der externen Stromquelle durch die Schalt- bzw. Tasteinrichtung der Beleuchtungseinrichtung ein- und ausschaltbar.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Spannung, die zum Betrieb der Lichtquelle verwendet wird, niedriger als die nominelle Betriebsspannung der Lichtquelle. Nominelle Betriebsspannung der Lichtquelle bedeutet hier die Spannung der internen Stromquelle. Besonders bei Halogenglühbirnen ist zur Optimierung der Licht- bzw. Energieausbeute die Betriebsspannung so hoch, daß die Lebensdauer der Halogen-Glühbirne nur wenige Stunden beträgt. Dies gilt entsprechend für andere Leuchtkörper, deren Lebensdauer durch Stromabsenkung verlängerbar ist, z. B. bei Leuchtdioden. Bei normalem Taschenlampenbetrieb ist diese Lebensdauer vollkommen ausreichend. Soll jedoch die mobile Beleuchtungseinrichtung häufiger im Dauerbetrieb eingesetzt werden, z. B. während sie in eine Ladeeinrichtung eingesetzt ist, so wird durch den Betrieb mit geringerer Spannung die Lebensdauer der Halogen- Glühbirne verlängert.

Durch Verwendung eines Akkuelements als interne Stromquelle wird der Verbrauch an Einwegbatterien erheblich reduziert.

Das Akkuelement kann ein Block-Element sein, aus mehreren einzelnen Zellen bestehend oder dergleichen.

Durch zumindest drei Kontaktelemente der Beleuchtungseinrichtung, die vorzugsweise an der Außenfläche angeordnet sind, kann neben der ersten Spannung noch eine zweite Spannung zum Laden des Akkuelements bereit gestellt werden. Damit stehen zwei voneinander unabhängige Spannungen zur Verfügung, wobei die eine zum Laden des Akkuelements optimiert ist und die andere zum Betrieb der Lichtquelle.

Dadurch, daß die Umschalteinrichtung erst bei Anliegen einer externen Spannung eine Verbindung zwischen der externen Stromquelle und dem Akkuelement herstellt, ist umgekehrt bei Wegnahme der externen Spannung die dritte Verbindung unterbrochen. Damit liegt an keinem der Kontaktelemente die Spannung des Akkuelements an, wenn die externe Spannung nicht anliegt. Spannungsimpulse durch Berühren der Kontakte oder eine Entladung über Feuchtigkeit an den Kontakten werden dadurch verhindert.

Bei einem ganz besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Umschalteinrichtung zusammen mit dem Akkuelement in eine Akkueinheit integriert. Die Akkueinheit ist dabei ein Akkublock oder eine Halterung zur Aufnahme mehrerer Akkuzellen, wobei in letzterem Beispiel die Umschalteinrichtung in die Halterung integriert ist. Oder die Akkueinheit ist in die Beleuchtungseinrichtung zusammen mit der Umschalteinrichtung integriert. Dabei muß lediglich die Akkueinheit mit der Umschalteinrichtung ausgerüstet werden, während die mobile Beleuchtungseinrichtung ansonsten unverändert bleibt. Beispielsweise kann dabei eine herkömmliche Taschenlampe verwendet werden. Dies trifft besonders dann zu, wenn die Akkueinheit austauschbar ist oder für die Beleuchtungseinrichtung die Akkueinheit als nachrüstbarer Satz bereitgestellt wird.

Vorzugsweise hat die nachrüstbare Akkueinheit Standardabmessungen, wie sie für eine oder mehrere herkömmliche Akkuzellen üblich sind (Typ A, AA, Mono, Baby etc.).

Das Umschalten der Umschalteinrichtung beim Verbinden der Beleuchtungseinrichtung mit einer externen Stromquelle erfolgt durch die erste und/oder zweite Spannung.

Bei der mobilen Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 11 sind die zumindest zwei Kontaktelemente zur Verbindung mit einer externen Stromquelle als konzentrische Flächen und/oder Kreise ausgebildet. Damit liegen die Kontaktelemente auf einer ebenen Fläche, auf einer ungefähr ebenen Fläche oder sind in radiale Richtung beabstandet voneinander angeordnet. Dadurch können die Kontaktelemente besonders dicht nebeneinander liegend auf kleinstem Raum angeordnet werden, während die volle Drehbarkeit der Beleuchtungseinrichtung in einer Ladeeinrichtung um 360° gegeben ist.

Durch zumindest drei Kontaktelemente können wie oben beschrieben, zumindest zwei externe Spannungen an die mobile Beleuchtungseinrichtung angelegt werden.

Werden die Kontaktelemente ebenfalls in die Akkueinheit integriert, so muß eine herkömmliche Beleuchtungseinrichtung nur bezüglich der Akkueinheit verändert werden. Damit ist z. B. ein einfaches Nachrüsten mit Kontaktelementen für eine herkömmliche Beleuchtungseinrichtung möglich. Vorteilhaft ist zusätzlich oder alternativ eine interne Ladeeinheit in die Beleuchtungseinrichtung integriert, die aus einer externen angelegten Spannung eine Ladespannung für das Akkuelement generiert. Dabei ist es nicht notwendig, eine separate Ladespannung von einer externen Stromquelle zuzuführen. Diese intern erzeugte Ladespannung oder eine von außen angelegte, externe Ladespannung ist vorzugsweise zeitlich veränderbar.

Durch die zeitliche Veränderung der Ladespannung wird die Lebensdauer des Akkuelements verlängert. Beispielsweise wird nach dem Volladen des Akkuelements von einer Ladespannung auf eine Ladeerhaltungsspannung umgestellt. Dadurch wird ein Überladen des Akkuelements vermieden. Alternativ oder zusätzlich ist die Ladespannung gepulst, so daß beispielsweise bei Nickel-Metallhydrid-Akkuelementen kein Memory-Effekt auftritt und die Ladekapazität des Akkuelements vollständig erhalten bleibt.

Vorzugsweise ist ein Spannungswandler in die Beleuchtungseinrichtung integriert. Der Spannungswandler erzeugt aus der extern angelegten Spannung eine Spannung, die unterhalb der nominellen Betriebsspannung der Lichtquelle liegt. Wie oben beschrieben, wird dadurch die Lebensdauer der Lichtquelle z. B. im Falle einer Halogen-Glühbirne erhöht. Vorteilhaft ist hierbei, wenn als extern angelegte Spannung diese so hoch ist, daß sie zur Erzeugung der Ladespannung ausreicht, wobei z. B. die Ladeeinheit die zeitliche Änderung der Ladespannung bewirkt, während der Spannungswandler die Spannungsverminderung bewirkt.

Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ladeeinrichtung und/oder der Spannungswandler in die Akkueinheit integriert. In diesem Fall ist es ebenfalls nicht notwendig, die herkömmliche Beleuchtungseinrichtung zu modifizieren. Lediglich die vorzugsweise austauschbare Akkueinheit muß für die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung modifiziert sein.

Bei einer weiteren, ganz besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird eine Ausnehmung der Beleuchtungseinrichtung durch ein Abdeck- oder Verschlußelement verschlossen. In die Ausnehmung sind beispielsweise Einwegbatterien oder eine oder mehrere Akkuzellen oder eine Akkueinheit einsetzbar. Durch das Integrieren der Kontaktelemente im Abdeck- oder Verschlußelement ist es nicht notwendig, Veränderungen am Hauptkörper der Beleuchtungseinrichtung vorzunehmen. Lediglich ein ohnehin abnehmbares Teil der Beleuchtungseinrichtung muß dabei modifiziert werden. Dies verringert die Kosten der Umrüstung einer herkömmlichen Beleuchtungseinrichtung. Ist das Abdeck- oder Verschlußelement zusätzlich in die Akkueinheit integriert, so ergibt sich hier eine kompakte, austauschbare Einheit, mit der eine herkömmliche Beleuchtungseinrichtung schnell und ohne großen Aufwand umrüstbar ist.

Es ist ersichtlich, daß das Abdeck- und Verschlußelement und die Akkueinheit als eine Einheit oder als zwei separate Bauteile ausgebildet sein können. Die Umschalteinrichtung, die interne Ladeeinheit und der Spannungswandler können entweder im Abdeck- und Verschlußelement oder in der Akkueinheit integriert sein oder je nach Erfordernissen auf die beiden getrennten Einheiten aufgeteilt sein. Die Integration aller Elemente in einem Bauteil ist jedoch besonders vorteilhaft.

Durch einen aufsteckbaren Lampenschirm, Diffusor, Reflektor oder dergleichen kann das Licht der Beleuchtungseinrichtung gleichmäßig verteilt und/oder in eine gewünschte Richtung umgelenkt werden. Besonders bei Einsatz der Beleuchtungseinrichtung als stationäre Einrichtung, z. B. wenn diese in eine Ladeeinrichtung eingesetzt ist, kann die mobile Beleuchtungseinrichtung durch den Lampenschirm, Reflektor, oder Diffusor als Stehlampe, Tischlampe, Spotlight oder dergleichen eingesetzt werden. Dieser Dauereinsatz ist besonders in Verbindung mit der reduzierten Betriebsspannung für eine Halogen- Glühbirne vorteilhaft, da dies einen Dauerbetrieb ermöglicht.

Bei der Ladeeinrichtung gemäß Anspruch 19 sind Kontaktelemente zur Herstellung einer Verbindung zu einer mobilen Beleuchtungseinrichtung als konzentrische Flächen und/oder Kreise ausgebildet. Wie oben bei der Beleuchtungseinrichtung beschrieben, können dabei die konzentrischen Flächen und/oder Kreise entsprechend auf besonders kleinem Raum ausgebildet sein. In diesem Falle sind sie hier an der Ladeeinrichtung angeordnet und gewährleisten, daß die Beleuchtungseinrichtung in jeden Winkel unter 360° in die Ladeeinrichtung zum Laden eingesetzt werden kann. Die entsprechenden Gegenkontaktelemente an der Beleuchtungseinrichtung müssen dabei nicht als konzentrische Flächen und/oder Kreise ausgebildet sein. Es genügt, wenn in diesem Fall lediglich Kontaktstifte, Kontaktnasen, Schleifkontakte oder dergleichen verwendet werden. Dies trifft ebenfalls im umgekehrten Fall zu, wenn die konzentrischen Flächen und/oder Kreise an der Beleuchtungseinrichtung ausgebildet sind.

Durch Vorsehen von zumindest drei Kontaktelementen gemäß Anspruch 21 lassen sich für eine Beleuchtungseinrichtung zwei unterschiedliche Spannungen bereitstellen.

Vorzugsweise stellt die Ladeeinrichtung eine erste Spannung zum Betrieb einer Lichtquelle der Beleuchtungseinrichtung bereit. Damit wird ein Dauerbetrieb unter Schonung einer internen Stromquelle der Beleuchtungseinrichtung gewährleistet. Wie oben erwähnt, ist diese vorzugsweise gegenüber der nominellen Betriebsspannung reduziert. Zum Laden von Akkuelementen in der Beleuchtungseinrichtung stellt die Ladeeinrichtung eine Ladespannung zur Verfügung. Wie oben erwähnt, ist diese vorzugsweise zeitlich variierbar, um die Lebensdauer bzw. Kapazität eines Akkuelements zu verlängern bzw. zu erhöhen. In die Ladeeinrichtung kann zusätzlich eine stationäre Beleuchtungseinrichtung integriert sein. Vorzugsweise weist die Ladeeinrichtung ein Gestell zum Halten eines Reflektors, eines Diffusors, eines Lampenschirms oder dergleichen auf, mit der das Licht aus der mobilen Beleuchtungseinrichtung entsprechend zerstreut oder in eine andere Richtung umgelenkt wird.

Damit übernimmt die Ladeeinrichtung dekorative und/oder funktionelle Eigenschaften zum Betrieb der Beleuchtungseinrichtung als stationärer Beleuchtungskörper.

Durch ein Anzeigeelement des Ladezustandes eines Akkuelements der Beleuchtungseinrichtung wird der Nutzer über den Ladezustand des Akkus informiert. Beispielsweise wird durch eine rote Leuchtdiode angezeigt, wenn das Akkuelement beladen wird und durch eine grüne Beleuchtungseinrichtung, wenn der Akku geladen ist (z. B. Ladeerhaltungsspannung). Besonders vorteilhaft zeigt das Anzeigeelement drei Zustände an, beispielsweise mit einer orangen Farbe, wenn die mobile Beleuchtungseinrichtung nicht in der Ladeeinrichtung eingesetzt ist bzw. der Kontakt zwischen den Kontaktelementen der Ladeeinrichtung und der Beleuchtungseinrichtung nicht vollständig hergestellt ist. Die dritte Farbe ist dabei vorzugsweise eine Mischfarbe aus zwei anderen Anzeigezuständen, so daß z. B. lediglich zwei Lichtelemente (z. B. LED rot/grün) genügen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des internen Schaltungsaufbaus einer Ladestation und einer Taschenlampe,

Fig. 2 Details der internen Beschaltung der Taschenlampe,

Fig. 3 der Steuerablauf zum Laden eines Akkus der Taschenlampe,

Fig. 4A eine schematische Seitenansicht der Verschlußkappe einer Taschenlampe in auseinander gezogener Darstellung,

Fig. 4B die Verschlußkappe von Fig. 4A in Rückansicht,

Fig. 4C eine schematische, perspektivische Ansicht der Verschlußkappe von Fig. 4A und

Fig. 5A bis 5F verschiedene Ausgestaltungen der Kombination von Ladestation und Taschenlampe als stationäre Beleuchtungseinrichtung.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Ladestation 20 und einer Taschenlampe 50. Die Ladestation 20 wird über zwei Anschlüsse 6, 7 mit zwei Wechselspannungen im Kleinspannungsbereich aus einem Transformator 10 gespeist. Der Transformator 10 ist mit dem Netzanschluß 8 verbunden, beispielsweise einem Hausnetz von 110 V oder 230 V. Der Anschluß 6 führt einem Spannungsregler 21 Wechselspannung zu und erzeugt daraus eine konstante Gleichspannung von beispielsweise 6 V, die über eine Verbindungsleitung 22 zu den Kontakten 40A und 41A der Ladestation 20 geführt ist. Der Anschluß 7 führt eine Wechselspannung im Kleinspannungsbereich der Ladeelektronik 30 zu, die daraus eine zeitlich änderbare Ladespannung für ein Akkuelement (z. B. 58) erzeugt.

Statt der Verbindung mit dem Transformator 10 kann die Ladestation auch mit einem Solarstromgenerator verbunden werden (nicht dargestellt). Vorzugsweise ist die Ladestation 20 derart modifiziert, daß sie die Spannung aus einer Solarzelle in die Ladespannung wandelt und bei Vorhandensein von Sonnenlicht die Taschenlampe 50 lädt. Damit wird die Taschenlampe mit dieser Ladestation besonders im Freizeitbereich z. B. in einem Gartenhaus ohne Netzanschluß oder in einem Fahrzeug (Boot, Off-Road, Campingmobil etc.) einsetzbar.

Bei leerem oder teilentleertem Akku liefert die Ladeelektronik 30 eine Ladespannung bzw. einen Ladestrom für den Akku. Ist der Akku bereits vollgeladen oder wird die vollständige Ladung erreicht, so wird vom Ladestrom auf einen Ladeerhaltungsstrom umgeschaltet, bei dem ein Überladen des Akkus vermieden wird. Zusätzlich kann vorgesehen werden, daß die Ladespannung, welche die Ladeelektronik 30 liefert, gepulst ist, so daß der Memory-Effekt bei Akkus vermieden wird. Dadurch bleibt die vollständige Ladekapazität erhalten.

Eine Anzeigeeinrichtung 25 ist über Leitungen 26 mit der Ladeelektronik 30 verbunden. In die Anzeigeeinrichtung 25 ist eine rote und grüne Leuchtdiode (LED) 27, 28 integriert. Die rote LED 27 leuchtet, wenn das Akkuelement 58 geladen wird und die grüne LED 28 leuchtet, wenn die Ladestation 20 mit Netzspannung (8) bzw. Wechselspannung versorgt wird. Beide LEDs 27, 28 leuchten und ergeben eine gelbe Mischfarbe, wenn das Akkuelement 58 geladen ist. Dadurch kann durch einen Wechsel von rot auf grün oder von gelb auf grün erkannt werden, wenn die Taschenlampe 20 zwar in die Ladestation 20 eingesetzt wurde, aber kein Kontakt hergestellt werden konnte.

Die Ladespannung wird über die Verbindungsleitungen 31 den Kontakten 42A und 40A zugeführt. Die zwei Kontakte 40A sind hier getrennt dargestellt. Diese sind jedoch über eine Verbindung zwischen jeweils einem Zweig der Leitungen 22, 31 miteinander verbunden. Tatsächlich sind an der Ladestation 20 jedoch nur drei Kontakte ausgeführt, wie dies z. B. aus Fig. 4B indirekt ersichtlich ist.

Den Kontakten 40A, 41A, 42A stehen entsprechende Kontakte 40B, 41B, 42B an der Außenseite der Taschenlampe 50 gegenüber. Vom Kontakt 40B verläuft eine erste Verbindungsleitung 51 zu einem ersten Kontaktanschluß einer Halogen-Glühbirne 52. Eine zweite Verbindungsleitung 53 verbindet einen zweiten Kontaktanschluß der Halogen-Glühbirne 52 mit dem Kontakt 41B. Als Verpolschutz ist in der zweiten Verbindungsleitung 53 eine Diode 54 angeordnet. Die Diode 54 verhindert ein Anlegen einer Spannung mit falscher Polarität. Weiterhin ist in der zweiten Verbindungsleitung 53 ein Schalter 55 angeordnet. Der Schalter 55 ist von der Außenseite der Taschenlampe 50 zu bedienen, so daß ein Nutzer die Taschenlampe an- und ausschalten kann. Zwischen der ersten und zweiten Verbindungsleitung 51, 53 sitzt die Erregerspule eines Relais 56. Eine dritte Verbindungsleitung 57 verbindet den Kontakt 40B mit einer Seite eines Akkuelements 58, das hier vereinfacht als Gleichstromquelle dargestellt ist. Die andere Seite des Akkuelements 58 ist über eine vierte Verbindungsleitung 59 und einen Umschalter 60 des Relais 56 mit der zweiten Verbindungsleitung 53 zwischen der Diode 54 und dem Schalter 55 verbunden. Eine fünfte Verbindungsleitung 61 stellt über den Wechsel- bzw. Umschalter 60 eine Verbindung zwischen dem Kontakt 42B und der zweiten Verbindungsleitung 53 her. Im nichterregten Zustand des Relais 56, d. h. ohne Spannung zwischen den Kontakten 40B, 41B, ist ein Kontakt zwischen der vierten Verbindung 59 und der zweiten Verbindung 53 hergestellt. Erst bei Anlegen einer Spannung an das Relais 56 schaltet der Umschalter 60 um, so daß ein Kontakt zwischen der fünften Verbindung 61 und der vierten Verbindung 59 hergestellt ist.

Liegt keine Spannung an den Kontakten 40B, 41B an, so wird die Halogen-Glühbirne 52 aus dem Akkuelement 58 gespeist, wenn der Nutzer den Schalter 55 geschlossen hat. Liegt eine externe Spannung an den Kontakten 40B, 41B an, so wird die Glühbirne 52 aus dieser anliegenden Spannung über die Kontakte 40B, 41B und die Verbindungsleitungen 51, 53 gespeist, wenn der Schalter 55 geschlossen ist. Gleichzeitig wird in diesem Fall über die Kontakte 40B, 42B die Ladespannung von der Ladeelektronik 30 an das Akkuelement 58 angelegt. Der Betrieb der Glühbirne 52 erfolgt mit angelegter externer Spannung unabhängig vom Laden des Akkuelements 58. Liegt dagegen keine externe Spannung an, so verhindert die Diode 54, daß die interne Spannung vom Akkuelement 58 an einem der Kontakte 40B, 41B, 42B an der Außenseite der Taschenlampe 50 anliegt. D. h. ohne externe Spannung sind die Kontakte potentialfrei.

In Fig. 1 stellt 70 einen Akkublock innerhalb der Taschenlampe 50 dar, in dem wie dargestellt ein Teil der Verbindungsleitungen integriert ist sowie das Relais 56, die Diode 54, das Akkuelement 58 und die Kontakte 40B, 41B, 42B. Der Akkublock 70 wird als austauschbares Element zum Nachrüsten z. B. in eine herkömmliche Taschenlampe 50 eingesetzt. Im dargestellten Beispiel von Fig. 4A bis 4C ist hierzu lediglich die Verschlußkappe 80 modifiziert, die die Kontakte 40B, 41B, 42B aufweist und mit dem Akkublock 70 verbunden ist.

Der Spannungsregler 21 und/oder die Ladeelektronik 30 können bei einer weiteren Ausführungsform ebenfalls in den Akkublock 70 integriert werden. Sind beide in den Akkublock 70 integriert, so muß von Außen über lediglich zwei Kontakte eine Spannung zugeführt werden, die gleich oder oberhalb der maximalen Ladespannung einer Ladeelektronik ist.

Fig. 2 zeigt eine leicht modifizierte Ausführungsform gegenüber der inneren Verschaltung von Fig. 1 der Taschenlampe 50. Gegenüber Fig. 1 ist lediglich ein Teil der ersten Verbindung 51 über die Gehäusemasse der Taschenlampe 50 geführt, ohne dabei wesentlich von der Schaltungsstruktur der Fig. 1 abzuweichen. Es werden daher die gleichen Elemente oder gleichwirkenden Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet. Aus der Detailansicht des Akkuelements 58 ergibt sich, daß dieses aus fünf Akkuzellen B1 bis B5 zusammen gesetzt ist. Die einzelnen Akkuzellen B1 bis B5 sind in Reihe geschaltet. Das Relais 56 mit dem Umschalter 60 des Relais und die Diode 54 sind auf einer Leiterplatte 71 z. B. in SMD-Bauweise integriert.

Die Verbindung 53 wird über einen Außenkontakt 73B des Akkublocks 70 und einen Innenkontakt 73C im Innern der Taschenlampe 50 hergestellt. Vorzugsweise ist dabei der Außenkontakt entsprechend der Position und Abmessungen der vorderen Kontaktplatte einer Standardbatterie oder einer Standardakkuzelle ausgebildet und kontaktiert eine Kontaktplatte der Taschenlampe 50 im unteren Boden einer Ausnahme zur Aufnahme von Batterien herkömmlicher Abmessungen (Typ A, AA, Mono etc.). Die Verbindung zwischen dem Außenkontakt 72B des Akkublocks 70 und einem Kontakt 72C der Taschenlampe wird vorzugsweise über eine Verschlußkappe 80 (s. u.) des Akkublocks 70 und einer Aufnahme der Taschenlampe 50 hergestellt.

Fig. 3 zeigt beispielhaft den Ablauf des Ladebetriebs für die Taschenlampe 50. Wird die Taschenlampe 50 in die Ladestation 20 eingesetzt (Start), so wird die Akkuspannung von der Glühlampe weggenommen und der Akku mit der Ladespannung verbunden, wenn Netzspannung vorhanden ist. Dadurch beginnt die Schnelladung des Akkuelements 58. Solange die Netzspannung, d. h. die Ladespannung und die Versorgungsspannung für das Relais 56 anliegt, wird der Akku geladen bis er voll ist. Sobald der Akku voll ist, wird von Ladespannung auf Erhaltungsladung umgeschaltet. Fällt zwischenzeitlich die Netzspannung aus oder wird die Taschenlampe 50 aus der Ladestation 20 entnommen, so wird der Akku von der Ladespannung getrennt und die Akkuspannung an die Glühlampe angelegt, falls der Schalter 55 eingeschalten ist.

Fig. 4A zeigt eine auseinander gezogene Draufsicht auf eine Verschlußkappe 80. Die Verschlußkappe 80 weist ein Griffteil 81, ein Verbindungsteil 82 und ein Einsatzteil 84 auf. Der Griffteil 81 dient dem Auf- und Abschrauben der Verschlußkappe auf das hintere Ende einer Taschenlampe. Am Außenumfang des Verbindungsteils 82 ist ein Außengewinde 83 angeordnet, das beim Verschrauben in ein Innengewinde der Taschenlampe eingreift. Das Griffteil 81 und das Verbindungsteil 82 weisen koaxiale Bohrungen auf, in die das Einsatzteil 84 eingesetzt werden. In das hintere Ende des Einsatzteils 84 (linke Seite in Fig. 4A) werden ein äußerer Kontaktring 40B, ein Mittelkontakt 41B und ein innerer Kontaktring 42B in entsprechende Ausnehmungen des Einsatzteiles 84 eingesetzt. Die Kontaktringe entsprechen den Kontakten 40B, 41B, 42B von Fig. 1 und 2. Die Kontaktringe 40B, 42B und der Mittelkontakt 41B sind aus einem leitenden Material hergestellt, vorzugsweise aus Edelstahl.

Fig. 4B zeigt eine Draufsicht auf die Verschlußkappe 80 (Draufsicht von links in Fig. 4A). Die Ladestation 20 weist eine noch oben hin geöffnete, runde Aufnahme auf, in die die Taschenlampe stehend eingesetzt wird (siehe Fig. 5A). Innerhalb der runden Aufnahme der Ladestation 20 stehen Kontaktdorne nach oben hervor, die einen entsprechenden Kontakt zu den Kontakten 40B, 41B, 42B der Verschlußkappe 80 herstellen. Die Kontaktdorne 40A, 41A, 42A der Ladestation 20 sind federnd gelagert, so daß vertikale Toleranzen oder Winkeltoleranzen beim Einsetzen der Taschenlampe 50 in die Ladestation 20 ausgeglichen werden. Durch die drehsymmetrische Anordnung der Kontakte 40B, 41B, 42B läßt sich die Taschenlampe 50 in jeder Winkelstellung in die Ladestation 20 einsetzen.

Fig. 4C zeigt eine perspektivische, auseinandergezogene Darstellung der Verschlußkappe 80 von Fig. 4A in teilweise Querschnittsansicht.

Die Fig. 5A bis 5F zeigen verschiedene Ausführungsformen bzw. Designformen der Kombination von Taschenlampe 50 und Ladeeinheit 20. In Fig. 5A und 5B sind Lampenschirme 101 und 102 jeweils auf die Taschenlampe 50 aufgesetzt. Auch nach Entnahme der Taschenlampe 50 aus der Ladestation 20 können die Lampenschirme 101, 102 auf der Taschenlampe 50 verwendet werden.

Die kegelige Form des Lampenschirms 102, dessen Kegelachse koaxial zu der Leuchtachse der Taschenlampe ausgerichtet ist, führt zu einer räumlich gleichmäßigen Lichtintensitätsverteilung auf dem Lampenschirm 102. Bei Verwendung eines milchglasartigen Lampenschirms erfolgt die Streuung auch nach oben. Die Lampenschirme 101, 102 sind vorzugsweise als Milchglas zur gleichmäßigen Streuung des Lichts ausgebildet und wirken als Diffusor.

Der Lampenschirm 103 der Fig. 5C ist ebenfalls als Diffusor ausgebildet und wird hier durch ein Gestell 110C getragen. Das Gestell 110C ist an der Ladestation 20 befestigt, so daß die Einheit z. B. als Nachttischleuchte einsetzbar ist. Der Lampenschirm 104 der Fig. 5D wird durch ein Gestell 110D getragen, das an der Ladeeinheit 20 befestigt ist. Der lichtundurchlässige Lampenschirm 104 ist an seiner Unterseite mit einer Streuschicht beschichtet, so daß das Licht von der Taschenlampe 50 diffus nach unten gestreut wird.

In Fig. 5E wird ein Reflektor, beispielsweise ein Spiegel 105 auf einem Standbein 110E getragen. Das Standbein 110E ist an der Ladestation 20 befestigt. Über ein Gelenk 106 läßt sich der Reflektor 105 in jede Richtung um das Kugelgelenk 106 schwenken. Damit kann der Lichtstrahl von der Taschenlampe 50 effektvoll in die gewünschte Richtung umgelenkt werden. In Fig. 5F ist der Reflektor 107 um die Gelenke 108 des Gestells 110f schwenkbar. Damit läßt sich der Lichtstrahl von der Taschenlampe in einer Ebene verschwenken. Die Gestelle 110C, 110D, 110F bzw. das Standbein 110E lassen sich vorzugsweise in ihrer Länge verändern, um beispielsweise Taschenlampen 50 verschiedener Länge aufzunehmen oder die Lichtverteilung in der gewünschten Höhe vorzunehmen. Beispielsweise sind die Gestelle bzw. das Standbein als teleskopierbarer Auszug ausgebildet. Bezugszeichenliste 6, 7 Anschluß
8 Netzanschluß
10 Transformator
20 Ladestation
21 Spannungsregler
22 Verbindungsleitung
25 Anzeigeelement
26 Leitungen
27, 28 LED rot/grün
30 Ladeelektronik
31 Verbindungsleitung
40A, 40A Kontakt (äußerer Kontaktring)
41A, 41B Kontakt (Mittelkontakt)
42A, 42B Kontakt (innerer Kontaktring)
50 Taschenlampe
51 erste Verbindung
52 Halogen-Glühbirne
53 zweite Verbindung
54 Diode
55 Schalter
56 Relais
57 dritte Verbindung
58 Akkuelement
59 vierte Verbindung
60 Umschalter
61 fünfte Verbindung
B1 bis B5 Akkuzelle
70 Akkublock
71 Leiterplatte (PCB)
72B, 72C Kontakte
73B, 73C Kontakte
80 Verschlußkappe
81 Griffteil
82 Verbindungsteil
83 Außengewinde
84 Einsatzteil
101, 102, 103, 104 Lampenschirm
105, 107 Reflektor
106 Kugelgelenk
108 Gelenk
110C, 110D, 110F Gestell
110E Standfuß

Claims

1. Mobile Beleuchtungseinrichtung, insbesondere Taschenlampe, mit einer Lichtquelle (52), einer internen Stromquelle (58) und zumindest zwei Kontaktelementen (40B, 41B, 42B) zum Verbinden mit einer externen Stromquelle (20), gekennzeichnet durch eine Umschalteinrichtung (56), durch die beim Anlegen einer Spannung von der externen Stromquelle (20) eine erste Verbindung (59, 53) zwischen der internen Stromquelle (58) und der Lichtquelle (52) trennbar ist.

2. Mobile Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über die Kontaktelemente (40B, 41B, 42B) von der externen Stromquelle (20) eine erste Spannung zum Betrieb der Lichtquelle (52) bereitstellbar ist.

3. Mobile Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Umschalteinrichtung (56) eine zweite Verbindung (53) zum Anlegen der ersten Spannung an die Lichtquelle (52) herstellbar ist.

4. Mobile Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spannung niedriger als die nominelle Betriebsspannung der Lichtquelle (52) ist.

5. Mobile Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die interne Stromquelle (58) ein Akkuelement ist.

6. Mobile Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch zumindest drei Kontaktelemente (40B, 41B, 42B), so daß beim Verbinden mit der externen Stromquelle (20) eine zweite Spannung zum Laden des Akkuelements (58) bereitstellbar ist.

7. Mobile Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Umschalteinrichtung (56) bei Anliegen einer externen Spannung eine dritte Verbindung (61, 59) zwischen der externen Stromquelle (20) und dem Akkuelement (58) herstellbar ist.

8. Mobile Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung (56) in eine Akkueinheit (70) integriert ist, wobei die Akkueinheit das Akkuelement (58) aufweist.

9. Mobile Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Akkueinheit (70) austauschbar oder nachrüstbar ist.

10. Mobile Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung (56) durch die erste und/oder zweite Spannung umschaltbar ist.

11. Mobile Beleuchtungseinrichtung mit einer Lichtquelle (52), einer internen Stromquelle (58) und zumindest zwei Kontaktelementen (40B, 41B, 42B) zur Verbindung mit einer externen Stromquelle (20), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (40B, 41B, 42B) als konzentrische Flächen und/oder Kreise ausgebildet sind.

12. Mobile Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch zumindest drei Kontaktelemente (40B, 41B, 42B) zur Verbindung mit der externen Stromquelle (20).

13. Mobile Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (40B, 41B, 42B) in der Akkueinheit (70) integriert sind.

14. Mobile Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, gekennzeichnet durch eine interne Ladeeinheit, die aus einer extern angelegten Spannung eine Ladespannung für das Akkuelement (58) erzeugt.

15. Mobile Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, gekennzeichnet durch einen Spannungswandler, der aus einer extern angelegten Spannung eine Spannung erzeugt, die unterhalb der nominellen Betriebsspannung der Lichtquelle (52) liegt.

16. Mobile Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeeinrichtung und/oder der Spannungswandler in die Akkueinheit (70) integriert ist.

17. Mobile Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 16, gekennzeichnet durch ein Abdeck- oder Verschlußelement (80) zum Verschließen einer Ausnehmung der Beleuchtungseinrichtung (50), wobei an dem Abdeck- oder Verschlußelement (80) die Kontaktelemente (40B, 41B, 42B) angeordnet sind und/oder das Abdeck- oder Verschlußelement (80) in die Akkueinheit (70) integriert ist.

18. Mobile Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen aufsteckbaren Lampenschirm (101), Reflektor oder Diffusor (102).

19. Ladeeinrichtung für eine mobile Beleuchtungseinrichtung, insbesondere Ladestation für eine Taschenlampe, mit Kontaktelementen (40A, 41A, 42A) zur Verbindung mit der mobilen Beleuchtungseinrichtung (50), dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (40A, 41A, 42A) als konzentrische Flächen und/oder Kreise ausgebildet sind.

20. Ladeeinrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch zumindest drei Kontaktelemente (40A, 41A, 42A) zur Bereitstellung einer ersten und zumindest zweiten Spannung.

21. Ladeeinrichtung für eine mobile Beleuchtungseinrichtung, insbesondere Ladestation für eine Taschenlampe, mit Kontaktelementen (40A, 41A, 42A) zur Verbindung mit der mobilen Beleuchtungseinrichtung (50), gekennzeichnet durch zumindest drei Kontaktelemente (40A, 41A, 42A) zur Bereitstellung einer ersten und zumindest zweiten Spannung.

22. Ladeeinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (40A, 41A, 42A) als konzentrische Flächen und/oder Kreise ausgebildet sind.

23. Ladeeinrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, gekennzeichnet durch eine Stromversorgungsschaltung (21) zum Bereitstellen der ersten Spannung zum Betrieb einer Lichtquelle (52) der Beleuchtungseinrichtung (50).

24. Ladeeinrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spannung unterhalb der nominellen Betriebsspannung der Lichtquelle (52) liegt.

25. Ladeeinrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, gekennzeichnet durch eine Ladeschaltung (30) zum Bereitstellen der zweiten Spannung zum Laden eines Akkuelements (58) der Beleuchtungseinrichtung (50).

26. Ladeeinrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Ladeschaltung (30) die zweite Spannung in Abhängigkeit des Ladezustands des Akkuelements (58) zeitlich variierbar ist.

27. Ladeeinrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 26, gekennzeichnet durch eine stationäre Lichtquelle.

28. Ladeeinrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 27, gekennzeichnet durch zumindest eine Anzeigeeinrichtung (25) zum Anzeigen des Ladezustands des Akkuelements (58) der Beleuchtungseinrichtung (50).

29. Ladeeinrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (25) das Laden des Akkuelements (58) und den aufgeladenen Zustand des Akkuelements (58) anzeigt, insbesondere durch zwei verschiedene Leuchtfarben (27, 28).

30. Akkueinheit für eine mobile Beleuchtungseinrichtung (50), gekennzeichnet durch eine Umschalteinrichtung (56, 60), durch die bei Anlegen einer äußeren Spannung eine erste Verbindung (59, 53) zwischen einem Akkuelement (58) und einem ersten Kontaktelement (73B) trennbar ist.

31. Akkueinheit nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Umschalteinrichtung (56, 60) eine zweite Verbindung (59, 61) zwischen dem Akkuelement (58) und einem zweiten Kontaktelement (42B) herstellbar ist.

32. Akkueinheit, insbesondere nach Anspruch 30 oder 31, gekennzeichnet durch zumindest zwei Kontaktelemente (40B, 41B, 42B) zur Verbindung mit einer externen Stromquelle (20), wobei die Kontaktelemente (40B, 41B, 42B) als konzentrische Flächen und/oder Kreise ausgebildet sind.

33. Set bestehend aus einer mobilen Beleuchtungseinrichtung (50) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18 oder einer Akkueinheit (70) gemäß einem der Ansprüche 30 bis 32 und einer Ladeeinrichtung (20) gemäß einem der Ansprüche 19 bis 29.

34. Set nach Anspruch 33, gekennzeichnet durch eine Halteeinrichtung zum Halten der mobilen Beleuchtungseinrichtung (50) an der Ladeeinrichtung (20), so daß die mobile Beleuchtungseinrichtung (50) als stationäre Beleuchtungseinrichtung betreibbar ist, insbesondere als Tisch- oder Stehlampe.