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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System mit mindestens zwei voneinander unterschiedlichen, mit elektrischer Energie betreibbaren Gerätschaften.
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Im Stand der Technik finden viele Gerätschaften Anwendung, die mit elektrischer Energie betrieben werden. Handelt es sich um mobile Gerätschaften, z. B. Werkzeuge oder Motoren, so kommen in der Regel Batterien oder wiederaufladbare Akkumulatoren als Energiespeicher zur Anwendung. Je nach Art der Gerätschaften können die erforderlichen Energiespeicher oder Batterien sehr groß und schwer sein. Werden die Gerätschaften nur selten benutzt, so kann es überdies sein, dass sich die Energiespeicher mit der Zeit entleeren oder dass es sogar zu Zersetzungserscheinungen kommen kann (das sog. Auslaufen einer Batterie). In der Regel gestaltet sich eine Verkabelung aufwendig.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Lösung für die Energieversorgung von Gerätschaften vorzuschlagen.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein System mit mindestens zwei voneinander unterschiedlichen, mit elektrischer Energie betreibbaren Gerätschaften, und mit mindestens einer wiederaufladbaren Energiespeichervorrichtung, wobei die Energiespeichervorrichtung reversibel mit jeder Gerätschaft der mindestens zwei Gerätschaften kontaktierbar ist, um die jeweilige Gerätschaft in einem montierten Zustand mit elektrischer Energie zu versorgen.
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Beschrieben wird somit ein System, in welchem unterschiedliche Gerätschaften reversibel mit einer Energiespeichervorrichtung verbunden werden, um von der Energiespeichervorrichtung ihre elektrische Energie zu erhalten. Dabei ist die Energiespeichervorrichtung wiederaufladbar. Somit ist es möglich, mindestens zwei Gerätschaften durch eine Energiespeichervorrichtung mit Energie zu versorgen. Dabei wird jeweils die Gerätschaft mit Energie versorgt, mit welcher die Energiespeichervorrichtung kontaktiert ist, also bei welcher Gerätschaft sich die Energiespeichervorrichtung im kontaktierten Zustand befindet. Wird eine Gerätschaft benötigt, so wird die Energiespeichervorrichtung mit dieser kontaktiert. Wird die andere Gerätschaft benötigt, so wird die Energiespeichervorrichtung von der einen Gerätschaft entfernt und mit der anderen Gerätschaft verbunden. Das System umfasst in einer Ausgestaltung mehr als zwei - in Bezug auf ihren Typ - unterschiedliche Gerätschaften.
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Durch den Wechsel von der einen Gerätschaft zu der anderen kann es vorkommen, dass die Energiespeichervorrichtung nicht den jeweils passenden Energiegehalt aufweist. Es kann auch sein, dass die Gerätschaften durch ihren Betrieb die Energiespeichervorrichtung unterschiedlich belasten, was sich ggf. auf die Energieabgabe, z. B. durch einen geänderten Innenwiderstand, auswirken kann. Daher sind die beiden folgenden Ausgestaltungen vorgesehen.
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So besteht eine Ausgestaltung darin, dass mindestens eine Gerätschaft der mindestens zwei Gerätschaften eine Energieüberwachungsvorrichtung aufweist, und dass die Energieüberwachungsvorrichtung ausgehend von einer Messung eines Ladungszustands der Energiespeichervorrichtung auf diejenige Gerätschaft einwirkt, mit welcher die Energiespeichervorrichtung kontaktiert ist. Die Energieüberwachungsvorrichtung erfasst den Ladungszustand der Energiespeichervorrichtung und beeinflusst den Betrieb der Gerätschaft, mit welcher die Energiespeichervorrichtung verbunden ist. So wird beispielsweise eine maximale Laufzeit oder eine maximale Leistung angezeigt oder die aktuelle Leistung herabgeregelt.
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Alternativ ist die Energieüberwachungsvorrichtung ein Teil der Energieüberwachungsvorrichtung selbst.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens eine Gerätschaft der mindestens zwei Gerätschaften eine Energieüberwachungsvorrichtung aufweist, und dass die Energieüberwachungsvorrichtung ausgehend von einer Messung eines Ladungszustands der Energiespeichervorrichtung auf diejenige Gerätschaft einwirkt, mit welcher die Energiespeichervorrichtung nicht kontaktiert ist. In dieser Ausgestaltung wird ausgehend von dem gemessenen Ladungszustand der Betrieb der jeweils anderen Gerätschaft beeinflusst. Dies bezieht sich vorzugsweise auf den Fall, dass die zwei Gerätschaften an einem Objekt zusammenwirken. Somit lassen sich unterschiedliche Leistungen der Gerätschaften vermeiden.
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Die folgenden Ausgestaltungen beziehen sich auf die Ermöglichung der reversiblen Montage der Energiespeichervorrichtung an den Gerätschaften. Die hier beschriebene Montagevorrichtung kann dabei alternativ auch mit einer Energiespeichervorrichtung verwendet werden, die nur für einen Typ von Gerätschaft vorgesehen ist. Die Montagevorrichtung ist somit gemäß einer zweiten Lehre auch außerhalb des erfindungsgemäßen Systems mit Gerätschaften anwendbar.
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Eine Ausgestaltung besteht darin, dass mindestens eine Gerätschaft der mindestens zwei Gerätschaften eine Montagevorrichtung zur reversiblen Befestigung der Energiespeichervorrichtung an der Gerätschaft aufweist. In einer weiteren Ausgestaltung verfügt jede Gerätschaft über eine solche Montagevorrichtung. Alternativ ist die Montagevorrichtung reversibel mit einer Gerätschaft verbunden, sodass auch die Montagevorrichtung zwischen den Gerätschaften gewechselt werden kann.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Montagevorrichtung derartig ausgestaltet ist, dass die Montagevorrichtung ein Entfernen der Energiespeichervorrichtung von der Gerätschaft verhindert, wenn die Gerätschaft im Betrieb ist. In dieser Ausgestaltung lässt sich die Energiespeichervorrichtung nur dann von der Gerätschaft entfernen, wenn das Gerät nicht betätigt wird, d.h. wenn es nicht erforderlich ist, dass die Energiespeichervorrichtung Energie zur Verfügung stellt.
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Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die Montagevorrichtung über ein Schienensystem die Montage und/oder elektrische Kontaktierung der Energiespeichervorrichtung ermöglicht. In dieser Ausgestaltung wird die Verbindung zwischen Energiespeichervorrichtung und Montagevorrichtung durch eine Schiebebewegung relativ zwischen beiden hergestellt. Bei dem Schienensystem sind vorzugsweise korrespondierende Konturen vorhanden, die ein Ineinanderschieben erlauben. Durch eine Schiebebewegung ergibt sich in aller Regel auch eine automatische Fixierung in den von der Bewegungsrichtung abweichenden Richtungen. Wird somit beispielsweise die Energiespeichervorrichtung seitlich in die Montagevorrichtung eingeschoben, so ist eine Sicherung gegenüber einem Herabfallen in Richtung der Erdanziehung automatisch gegeben. Alternativ zur Schiebebewegung kann ein Rotieren oder eine Befestigung mittels Verschraubung vorgesehen sein.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Montagevorrichtung aus mindestens zwei Teilkomponenten besteht, die reversibel miteinander verbindbar sind. Besteht die Montagevorrichtung aus mehreren Teilkomponenten, so kann sie beispielsweise entsprechend der Form der Gerätschaft montiert und demontiert werden.
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In einer Ausgestaltung erlaubt die Montagevorrichtung die Befestigung von zwei Energiespeichervorrichtungen. In einer weiteren Ausgestaltung ist ein Schalter vorgesehen, über welchen für den Abgriff von Energie zwischen den zwei Energiespeichervorrichtungen gewählt werden kann. In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist eine Gerätschaft ein Außenbordmotor. Damit geht einher, dass für eine Bootsfahrt unter Anwendung des Außenbordmotors nur eine der zwei Energiespeichervorrichtungen verwendet und dass ein Abfall des Leistungszustands der verwendeten Energiespeichervorrichtung derartig signalisiert wird, dass eine Annäherung an eine maximale Reichweite stattgefunden hat und dass für eine Rückfahrt ein Umschalten zwischen den Energiespeichervorrichtungen erforderlich ist.
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Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die Energiespeichervorrichtung mindestens eine Kommunikationsvorrichtung aufweist. In dieser Ausgestaltung verfügt die Energiespeichervorrichtung über eine eigene Kommunikationsvorrichtung, z. B. in der Form einer Antenne. Damit können beispielsweise die Messdaten der Energieüberwachungsvorrichtung übertragen werden.
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Sind in einer Ausgestaltung zwei Gerätschaften - z. B. Rangierantriebe - mit einem Objekt verbunden, um dieses gemeinsam zu bewegen, so ist die Kommunikation bzw. die Steuerung der Gerätschaften so ausgestaltet, dass beide Gerätschaften auch bei unterschiedlichen Ladezuständen der Energiespeichervorrichtungen die gleiche Leistung erbringen. Dies geschieht in einer Ausgestaltung in einer direkten Kommunikation zwischen den zwei Gerätschaften und geschieht in einer alternativen Ausgestaltung über eine dritte Einheit.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Energiespeichervorrichtung mehrere Teil-Energiespeicherkomponenten aufweist. In dieser Ausgestaltung ist die Energiespeichervorrichtung modular ausgeführt und besteht aus mehreren Unter- oder Teilkomponenten. Die Teil-Energiespeicherkomponenten sind dabei vorzugsweise handelsübliche Bauteile.
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In den folgenden Ausgestaltungen werden unterschiedliche Arten von Gerätschaften beschrieben, die Teil des Systems sind und mit der gemeinsamen Energiespeichervorrichtung kontaktiert werden können.
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Eine Ausgestaltung besteht darin, dass eine Gerätschaft als Rangierantrieb ausgestaltet ist. Ein Rangierantrieb dient beispielweise dazu, einen Wohnwagen zu bewegen.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass eine Gerätschaft als Außenbordmotor ausgestaltet ist. Der Außenbordmotor wird beispielweise an ein Boot angebracht.
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In einer Ausgestaltung verfügt de Außenbordmotor über eine obere, z. B. der Lenkung dienenden und z. B. einen Motor beinhaltende Komponente, über eine untere, z. B. einen Propeller aufweisende Komponente und über einen Schaft zwischen der oberen und der unteren Komponente. In einer damit einhergehenden Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine Montagevorrichtung zur reversiblen Befestigung der Energiespeichervorrichtung an einem Schaft des Außenbordmotors vorgesehen ist, dass die Montagevorrichtung aus mindestens zwei Teilkomponenten besteht, die reversibel miteinander verbindbar sind, und dass die zwei Teilkomponenten im verbundenen Zustand eine Aussparung für den Schaft bilden.
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Eine Ausgestaltung besteht darin, dass eine Gerätschaft als Werkzeug - insbesondere als Bohrschrauber, Schlagbohrschrauber, Schlagschrauber, Bohrhammer, Stichsäge, Kreissäge, Winkelschleifer, Fräse, Staubsauger, Kompressor, Baustrahler oder Baustellenradio - ausgestaltet ist. Ist in einer Ausgestaltung eine Gerätschaft ein Rangierantrieb oder ein Außenbordmotor, so ist hier beispielsweise die andere Gerätschaft ein Werkzeug. Daher ist es also möglich, einen Rangierantrieb und ein Werkzeug bzw. einen Außenbordmotor und ein Werkzeug mit der gleichen Energiespeichervorrichtung zu verbinden und zu betreiben.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass eine Gerätschaft als Fortbewegungsmittel - insbesondere als Elektrofahrrad, Elektroroller, Elektroskateboard oder Elektromotorboot - ausgestaltet ist.
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Eine Ausgestaltung besteht darin, dass eine Gerätschaft als Elektronikeinheit - insbesondere als Handy, Smartphone, Laptop, Tablet, Kamera - ausgestaltet ist.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass eine Gerätschaft als Starterhilfe für einen Verbrennungsmotor ausgestaltet ist.
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Die Erfindung bezieht sich zusätzlich zu dem System noch auf Gerätschaften und Komponenten, die in dem System aufgenommen und verwendet werden können.
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Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße System und die darin eingebundenen Komponenten auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Systems,
- 2 a) und b) räumliche Darstellungen von zwei Varianten der Montagevorrichtung mit Energiespeichervorrichtung und
- 3 eine schematische Darstellung eines Außenbordmotors mit einer Energiespeichervorrichtung.
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Die 1 zeigt schematisch zwei Gerätschaften 1, 2, die jeweils mit elektrischer Energie betrieben werden können. Dabei handelt es sich beispielsweise bei der einen Gerätschaft um einen Rangierantrieb, wie er beispielsweise für das Verfahren von Wohnwagen verwendet wird, und bei der anderen Gerätschaft um ein Werkzeug, z. B. einen Bohrschrauber, oder um einen Laptop. In einem weiteren Anwendungsbeispiel ist eine Gerätschaft ein Außenbordmotor eines Boots.
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Für die Energieversorgung der unterschiedlichen Gerätschaften 1, 2 ist eine Energiespeichervorrichtung 3 vorgesehen, die wiederaufladbar, also z. B. in Form eines Akkus ausgestaltet ist. Diese Energiespeichervorrichtung 3 wird reversibel entweder mit der einen oder der anderen Gerätschaft 1, 2 verbunden und erlaubt damit deren Betrieb. In einer - hier nicht dargestellten - Ausführung sind die zwei Gerätschaften 1, 2 für die Energieübertragung miteinander verbunden. Für die reversible Kontaktierung ist eine Montagevorrichtung 5 vorgesehen (vgl. 2 a) und b) für beispielhafte Ausführungen).
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In der hier dargestellten Ausgestaltung verfügt eine Gerätschaft 1 über eine Energieüberwachungsvorrichtung 4, welche den Ladungszustand der Energiespeichervorrichtung 3 überwacht und davon ausgehend auf den Betrieb der Gerätschaft 1 einwirkt. Ergänzend wird beispielsweise der Innenwiderstand ermittelt. Die Energiespeichervorrichtung 3 verfügt hier über eine eigene Kommunikationsvorrichtung 30, bei welcher es sich beispielsweise über eine Funk- oder Bluetooth-Einheit handelt. Damit lassen sich Daten z. B. in Bezug auf Kenndaten der Energiespeichervorrichtung 3 kabellos an andere Einheiten übertragen.
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In einer Ausgestaltung handelt es sich bei beiden Gerätschaften 1, 2 um Rangierantriebe, die mit einem Wohnwagen verbunden sind. Dabei sind beide Gerätschaften 1, 2 mit einer eigenen Energiespeichervorrichtung 3 kontaktiert. Um unterschiedliche Ladungszustände der Energiespeichervorrichtung 3 auszugleichen, wird jeweils der Ladungszustand erfasst und es wird ausgehend von den erfassten Ladungszuständen die Steuerung der Gerätschaften 1, 2 beeinflusst. So wird beispielsweise die maximale Bewegungsgeschwindigkeit eines Rangierantriebs reduziert, falls der Ladungszustand der Energiespeichervorrichtung 3 des anderen Rangierantriebs zu gering für eine höhere Geschwindigkeit ist.
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Die 2 zeigt zwei Varianten einer Montagevorrichtung 5.
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In der Variante a) ist mit der Montagevorrichtung 5 eine Energiespeichervorrichtung 3 verbunden. Zu erkennen sind dabei an der Seite der Montagevorrichtung 5 die Konturen, die aus abwechselnden Erhöhungen und Vertiefungen und zwei begrenzenden Endflächen bestehen. In dieser Struktur ist ein Gegenstück der Montagevorrichtung 5 durch Schieben eingebracht. Die Montagevorrichtung 5 besteht dabei aus zwei Teilkomponenten, die eine - Aussparung umschließen. In der Anwendung befindet sich in der Aussparung beispielsweise ein Schaft der Gerätschaft, mit der die Energiespeichervorrichtung 3 zu verbinden ist. Dies ist beispielsweise der Fall bei einem Außenbordmotor als Gerätschaft. Die beiden Teilkomponenten 50 werden durch Schrauben miteinander verbunden. Dabei sind z. B. auch - hier nicht dargestellte - Gummi- oder Kunststoffeinlagen vorhanden, die als Adapter für unterschiedliche Durchmesser dienen können.
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In der Variante b) sind die beiden Teilkomponenten 50 jeweils gleich und beide klammerförmig ausgeführt. Damit lassen sich zwei Energiespeichervorrichtungen 3 kontaktieren. In einer Ausgestaltung kann zwischen beiden umgeschaltet werden. Dargestellt ist hier, wie eine Energiespeichervorrichtung 3 in das Schienensystem eingebracht wird. In den Tälern der Schienen befinden sich dabei Kontaktstellen für die elektrische Verbindung. Dies bewirkt, dass die mechanische Verbindung auch zugleich die elektrische Kontaktierung bewirkt.
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In der 3 ist schematisch angedeutet, wie die Montagevorrichtung 5 an einem Schaft 10 eines Außenbordmotors als Gerätschaft 1 befestigt ist. Eine elektrische Verbindung zu der oberen, den Motor beinhaltende Komponente ist ebenfalls angedeutet. Zu erkennen ist, dass die beiden Teilkomponenten den Schaft umgreifen.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 2
- Gerätschaft
- 3
- Energiespeichervorrichtung
- 4
- Energieüberwachungsvorrichtung
- 5
- Montagevorrichtung
- 10
- Schaft
- 30
- Kommunikationsvorrichtung der Energiespeichervorrichtung
- 31
- Teil-Energiespeicherkomponente der Energiespeichervorrichtung
- 50
- Teilkomponente der Montagevorrichtung
