DE10336298A1 - Ladbare Stromquelle und Zusatzstromquelle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisch betreibbares, tragbares Gerät, insbesondere Taschenleuchte, mit einem Aufnahmebereich für Energieträger in Form von Batteriezellen oder Akkuzellen. Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass Umschaltmittel zur Umschaltung zwischen Akkubetrieb und Batteriebetrieb vorgesehen sind, und dass eine Schaltung vorgesehen ist, die im Akkubetrieb bei Erreichen einer Schwellentladespannung die Entladespannung auf einem Niveau einer Grundspannung wenigstens weitgehend konstant hält, wobei im Batteriebetrieb eine unter der Schwellentladespannung liegende Tiefentladung der Energieträger stattfindet. DOLLAR A Die Erfindung betrifft außerdem eine Schaltung und ein Verfahren für ein derartiges Gerät sowie einen Akkupack. DOLLAR A Die Erfindung betrifft außerdem eine Zusatzstromquelle für eine ladbare Stromquelle sowie eine Stromquelleneinheit, umfassend eine ladbare Stromquelle und wenigstens eine Zusatzstromquelle.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine ladbare Stromquelle für ein elektrisch betreibbares Gerät, mit längs- und durchmessermäßigen Abmessungen, die Abmessungen von Monozellenbatterien entsprechen. Die Stromquelle weist dabei ein Grundgehäuse auf, in dem eine ladbare Batterie und eine Ladeelektronik für die Batterie untergebracht ist. Am Grundgehäuse ist dabei ein Netzstecker angeordnet, der mit einem Deckelteil abdeckbar ist. An der freien Stirnseite des Grundgehäuses und an der freien Stirnseite des Deckelteils ist jeweils ein Polkontakt angeordnet.
  • Eine ladbare Stromquelle mit längs- und durchmessermäßigen Abmessungen einer zweizelligen Monozellenbatterie ist aus der DE 93 00 889 U1 bekannt geworden.
  • Nachteil der vorbekannten ladbaren Stromquelle ist, dass sie lediglich in elektrisch betreibbaren Geräten Verwendung finden kann, die mit zwei Monozellen betrieben werden. Die vorbekannte ladbare Stromzelle ist folglich sehr unflexibel handhabbar. Für elektrische Geräte, die mit drei Monozellenbatterien betrieben werden, kann die vorbekannte Stromquelle nicht verwendet werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Stromquelle der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, die vergleichsweise flexibel handhabbar ist und nicht nur für elektrische Geräte, die mit zwei Monozellen betrieben werden, Verwendung finden kann, sondern auch in elektrischen Geräten, die mehr als zwei Monozellen benötigen.
  • Diese Aufgabe wird mit einer ladbaren Stromquelle gelöst, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass an dem dem Deckelteil abgewandten Bereich des Grundgehäuses ein Anschlussabschnitt zur Befestigung einer eine weitere ladbare Batterie aufweisenden Zusatzstromquelle mit den Abmessungen einer Monozelle vorgesehen ist. Durch Vorsehen eines derartigen Anschlussabschnitts kann die ladbare Stromquelle erweitert werden, auf eine ladbare Stromquelle mit einer Zusatzstromquelle, wobei die ladbare Stromquelle und die Zusatzstromquelle dann um die Abmessungen einer Monozelle größer ist als die eigentliche ladbare Stromquelle. Die ladbare Stromquelle kann folglich sehr flexibel Verwendung finden. Bei Bedarf kann sie vergrößert werden, um elektrische Geräte betreiben zu können, die weitere Monozellen benötigen.
  • Die Befestigung der Zusatzstromquelle kann dabei lösbar oder unlösbar erfolgen. Bei einer unlösbaren Befestigung der Zusatzstromquelle kann die ladbare Stromquelle als Grundeinheit verwendet werden, an die die Zusatzstromquelle angebracht wird. Die Befestigung kann dabei mittels einer Ver- und/oder einer Hinterrastung, einer Verschraubung, eines Bajonettverschlusses, einer Verschweißung oder dergleichen erfolgen. Denkbar ist außerdem eine kraftschlüssige, formschlüssige und/oder stoffschlüssige Befestigung. Eine lösbare Verbindung kann insbesondere über Rastausbuchtungen realisiert sein, die mit zugehörigen Rastzungen korrespondieren. Ein lösbares Anordnen der Zusatzstromquelle hat den Vorteil, dass die ladbare Stromquelle mit der Zusatzstromquelle besonders flexibel verwendet werden kann. Der Betreiber von elektrischen Geräten kann je nach Gerät dann die Zusatzstromquelle an der eigentlichen Stromquelle anordnen, bzw. die Zusatzstromquelle von der ladbaren Stromquelle entfernen.
  • Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Anschlussabschnitt als umlaufende Rille ausgebildet ist. Die umlaufende Rille dient dabei zur Zusammenwirkung mit entsprechenden an der Zusatzstromquelle vorgesehenen Befestigungsmitteln. Die Befestigungsmittel können beispielsweise in die Rille eingreifende Befestigungsabschnitte sein. Insbesondere können sie als ein sich nach radial innen erstreckender Bund vorgesehen sein, der umlaufend in die Rille eingreift. Hierdurch kann eine geeignete Befestigung auf vergleichsweise einfache Art und Weise erreicht werden.
  • Vorteilhafterweise ist die umlaufende Rille auf einem gegenüber der Mantelfläche des Grundgehäuses nach radial innen zurückversetzten Gehäuseabschnitt angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass bei an der Stromquelle befestigter Zusatzstromquelle die Mantelfläche der Stromquelle bündig in die Mantelfläche der Zusatzstromquelle übergehen kann. Die Stärke der Befestigungsmittel an der Zusatzstromquelle entspricht dabei dem Abstand, den die Rille gegenüber der Mantelfläche des Grundgehäuses zurückversetzt ist.
  • Dabei kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Anschlussabschnitt als separates, ring- oder kreisscheibenartiges Anschlusselement ausgebildet ist, welches an der Stirnseite des Grundgehäuses befestigt ist. Der Anschlussabschnitt kann lösbar oder unlösbar an dem Grundgehäuse angeordnet sein. Ein unlösbares Anordnen kann beispielsweise durch Ultraschallschweißen, Kleben, Rasten oder dergleichen realisiert sein.
  • Um eine positionsgenaue Anordnung des Anschlusselements an dem Grundgehäuse zu ermöglichen, kann das Anschlusselement in einer an der Oberfläche der Innenseite des Grundgehäuses vorgesehenen Zylindersenke angeordnet sein. Das Grundgehäuse kann dabei beispielsweise aus zwei Halbschalen gebildet sein, wobei das Anschlusselement bei der Montage in die Zylindersenke einer Halbschale eingelegt wird. Die zweite Halbschale wird dann auf die erste Halbschale derart aufgesetzt, dass das Anschlusselement positionsgenau in beiden Halbschalen in den jeweiligen Zylindersenkenabschnitten sitzt.
  • Vorteilhafterweise ist an dem Anschlusselement auf der dem Inneren des Grundgehäuses abgewandten Außenseite ein nach radial innen zurückversetzter Ansatz vorgesehen, der den Anschlussabschnitt bildet und gegebenenfalls die umlaufende Rille aufweist.
  • Das Anschlusselement weist im Bereich der Längsachse des Grundgehäuses den gehäuseseitigen Polkontakt auf. Der Polkontakt kann dabei eine der Innenseite des Grundgehäuses zugewandte Bodenplatte, einen sich durch das Anschlusselement erstreckenden Zapfen und einen der Innenseite des Grundgehäuses abgewandten Kontaktpils aufweisen. Ein derartiger Polkontakt gewährleistet eine sichere elektrische Verbindung von der Innenseite zur Außenseite des Grundgehäuses. Aufgrund seiner Geometrie kann er positionsgenau im Grundgehäuse verankert sein. Zwischen der Bodenplatte und dem Grundgehäuse bzw. zwischen dem Kontaktpils und dem Grundgehäuse können auf einfache Art und Weise Dichtmittel untergebracht werden, die ein Abdichten des Grundgehäuses gegen Umwelteinflüsse realisieren.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass grundgehäuseseitige Kontaktmittel vorgesehen sind, die bei an dem Grundgehäuse befestigter Zusatzstromquelle mit zusatzstromquellenseitigen Kontaktmitteln derart zusammenwirken, dass bei einer Entladung der Stromquelle die beiden Batterien in Reihe oder Serie geschaltet sind. Über die Kontaktmittel kann folglich eine elektrische Verbindung zwischen der Batterie der Stromquelle und der Batterie der Zusatzstromquelle geschaffen werden.
  • Vorteilhafterweise umfassen die grundgehäuseseitigen Kontaktmittel den gehäuseseitigen Polkontakt. Hierdurch können Verbindungsmittel oder Leitungen durch das Grundgehäuse von der Stromquelle zur Zusatzstromquelle reduziert werden.
  • Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass grundgehäuseseitige Kontaktmittel vorgesehen sind, die mit zusatzstromquellenseitigen Kontaktmitteln derart zusammenwirken, dass bei einer Ladung der grundgehäuseseitigen Batterie auch die zusatzstromquellenseitige Batterie geladen wird. Diese Ausführungsform hat den besonderen Vorteil, dass die Zusatzstromquelle nicht über einen eigenen Netzstecker und eine eigene Ladeelektronik verfügt, sondern über den Netzstecker der Stromquelle mitgeladen wird.
  • Dabei ist die Ladeelektronik der Stromquelle vorteilhafterweise derart ausgelegt, dass eine Ladung der grundgehäuseseitigen Batterie oder eine gemeinsame Ladung der grundgehäuseseitigen und zusatzstromquellenseitigen Batterie möglich ist. Die Ladeelektronik kann dabei ein, zwei oder insbesondere drei parallel geschaltete Kondensatoren umfassen, je nach Art der zu ladenden Batterie.
  • Die Ladeelektronik ist vorteilhafterweise so ausgelegt, dass der Ladestrom etwa 0,1 % bis 10 % der Kapazität der Batterien beträgt. Die vollständige Ladung der Batterien erfolgt vorteilhafterweise innerhalb eines Zeitraums von 16 Stunden. Eine Überladung ist für einen Ladezeitraum von bis zu 6 Monaten ausgeschlossen.
  • Die ladbare Stromquelle kann außerdem Umschaltmittel vorsehen, mit denen die Ladeelektronik an die zu ladenden Batterien angepasst werden kann. Wird lediglich die Batterie der Stromquelle geladen, so kann dies aufgrund der Umschaltmittel berücksichtigt werden. Wird zusätzlich die Batterie der Zusatzstromquelle geladen, so kann die Ladeelektronik umgeschaltet werden, um einen optimalen Ladestrom für beide Batterien bereitzustellen.
  • Eine weitere, ebenfalls bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Deckelteil Trennmittel umfasst oder mit Trennmitteln zusammenwirkt, die beim Abnehmen des Deckelteils den dem Deckelteil abgewandten, grundgehäuseseitigen Polkontakt galvanisch von der Ladeelektronik trennen. Hierdurch wird vermieden, dass beim Laden der Batterie eine Spannung an dem Polkontakt des Grundgehäuses anliegen kann. Der frei zugängliche Polkontakt des Grundgehäuses weist folglich kein Potential auf und stellt damit keine Gefahr beim Berühren dar.
  • Die Trennmittel zwischen dem Polkontakt und der Ladeelektronik können eine Kontaktschleife umfassen, die beim Abnehmen des Deckelteils unterbrochen wird. Dadurch wird gewährleistet, dass der Polkontakt von der Ladeelektronik getrennt ist.
  • Die Kontaktschleife kann dabei durch das Deckelteil verlaufen. Andererseits ist denkbar, dass die Kontaktschleife im Grundgehäuse verläuft und über entsprechende, am Deckel angeordnete Mittel beim Abnehmen des Deckels getrennt wird.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die ladbare Batterie der Stromquelle und/oder der Zusatzstromquelle von je drei in Reihe geschalteten Akkuzellen vom Typ AA gebildet werden. Als besonders vorteilhafte Akkuzellen haben sich Nickel/Cadmium-Akkuzellen oder Nickel/Metallhydroxid-Zellen erwiesen. Bei Verwendung derartiger Akkuzellen weist die Stromquelle eine Gesamtspannung von 3,6 V (3 × 1,2 V) auf. Die Stromquelle zusammen mit der Zusatzstromquelle weist eine Gesamtspannung von 7,2 V auf (6 × 1,2 V).
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem durch eine Zusatzstromquelle für eine erfindungsgemäße ladbare Stromquelle gelöst.
  • Eine derartige Zusatzstromquelle kann sich dadurch auszeichnen, dass sie neben dem Befestigungsabschnitt zur Befestigung an der Stromquelle einen Anschlussabschnitt zur Befestigung einer weiteren Zusatzstromquelle aufweist. Der Anschlussabschnitt ist dabei auf der dem Befestigungsabschnitt abgewandten Stirnseite vorgesehen.
  • Die Zusatzstromquelle sowie die weitere Zusatzstromquelle weisen dabei die Abmessungen einer weiteren Monozelle auf.
  • Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die erste Zusatzstromquelle Kontaktmittel aufweist, die bei an der Zusatzstromquelle befestigter weiterer Zusatzstromquelle mit Kontaktmitteln der weiteren Zusatzstromquelle derart zusammenwirken, dass bei einer Entladung der Zusatzstromquelle die beiden Batterien der Zusatzstromquellen in Reihe oder Serie geschaltet sind. Entsprechend können die Kontaktmittel derart ausgebildet sein, dass über die Stromquelle nicht nur die Zusatzstromquelle, sondern auch die weitere Zusatzstromquelle geladen wird. Sämtliche Batterien sind dabei vorteilhafterweise in Reihe geschaltet.
  • Die einzelnen Zusatzstromquellen können dabei identisch sein, so dass ein bausatzartiges System vorliegt.
  • Die Erfindung betrifft deshalb auch eine Stromquelleneinheit, umfassend eine erfindungsgemäße Stromquelle und wenigstens eine Zusatzstromquelle.
  • Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert ist.
  • Es zeigen:
  • 1 eine erfindungsgemäße ladbare Stromquelle mit abgenommenem Deckelteil,
  • 2 die ladbare Stromquelle gemäß 1 mit aufgestecktem Deckelteil,
  • 3 eine Stromquelleneinheit umfassend die ladbare Stromquelle gemäß 1 und eine Zusatzstromquelle,
  • 4 die ladbare Stromquelle gemäß 1 im demontierten Zustand,
  • 5 die Stromquelle gemäß 4 in teilmontiertem Zustand,
  • 6 die ladbare Stromquelle mit Zusatzstromquelle gemäß 3 in demontiertem Zustand,
  • 7 und 8 zwei verschiedene teilmontierte Zustände der Stromquelleneinheit gemäß 6 und 7,
  • 9 eine schematische Darstellung einer Schaltung der Stromquelle gemäß 1,
  • 10 eine schematische Darstellung einer Schaltung der Stromquelleneinheit gemäß 3,
  • 11 eine schematische Darstellung einer anderen Schaltung der Stromquelle gemäß 1 und
  • 12 eine schematische Darstellung einer anderen Schaltung der Stromquelleneinheit gemäß 3.
  • In der 1 ist eine erfindungsgemäße ladbare Stromquelle 10 dargestellt, die ein Grundgehäuse 12, einen an dem Grundgehäuse angeordneten Netzstecker 14 und ein auf den Netzstecker 14 aufsteckbares Deckelteil 16 umfasst. In der 2 ist die Stromquelle 10 mit aufgestecktem Deckelteil 16 gezeigt. Die ladbare Stromquelle 10 weist längs- und durchmessermäßige Abmessungen von 2 D-Monozellen auf. An der freien Stirnseite 18 des Grundgehäuses 12 und an der freien Stirnseite 20 des Deckelteils 16 ist jeweils ein Polkontakt 22, 24 angeordnet. Die Polkontakte 22, 24 liefern die Ausgangsspannung der ladbaren Stromquelle 10.
  • Der Netzstecker 14 ist als bekannter Eurostecker ausgebildet. Der Netzsteckergrundabschnitt 26 erstreckt sich über die gesamte Breite, bzw. den gesamten Durchmesser des Grundgehäuses 12. Das Deckelteil 16 weist zwei gegenüberliegende, nutartige Aufnahmeaussparungen 28 auf, die die beiden gegenüberliegenden Seiten 30 des Netzsteckergrundabschnitts 26, wie in der 2 dargestellt, aufnehmen. Die Deckelteilinnenseite weist zwei zylindrische Vertiefungen 32 auf, in die die Kontaktstifte 34 des Netzsteckers 14 bei aufgestecktem Deckel 16 eintauchen. An der Innenseite des Deckelteils 16 sind außerdem verschiedene stiftartige Kontaktmittel 36 vorgesehen, die im Folgenden noch beschrieben werden.
  • Die Stromquelle 10 weist auf der dem Deckelteil 16 abgewandten Seite am Grundgehäuse 12 einen Anschlussabschnitt 38 auf. Der Anschlussabschnitt dient zur Befestigung einer Zusatzstromquelle 40, die in 3 an dem Grundgehäuse angeordnet dargestellt ist. Die ladbare Stromquelle 10 und die Zusatzstromquelle 14 bilden gemeinsam eine Stromquelleneinheit 42. Die Stromquelleneinheit weist die Abmessungen von drei hintereinander angeordneten D-Monozellen auf. Auf der dem Polkontakt 24 abgewandten Stirnseite sieht die Zusatzstromquelle 40 einen Polkontakt 44 vor, zwischen dem und dem Polkontakt 24 die Spannung der Stromquelleneinheit 42 anliegt.
  • Wie insbesondere aus den 4 und 5 deutlich wird, ist der Anschlussabschnitt 48 auf einem am Grundgehäuse 12 nach radial innen zurückversetzten Gehäuseabschnitt 46 vorgesehen. Der Anschlussabschnitt 38 ist als umlaufende Rille 48 ausgebildet. Der Gehäuseabschnitt 46 und die Rille 48 werden von einem separat ausgebildeten, kreisscheibenartigen Anschlusselement 50 gebildet, das an der Stirnseite 38 des Grundgehäuses 12 befestigt ist. Zur Befestigung sieht das Grundgehäuse an der Oberfläche der Innenseite eine Zylindersenke 52 vor, in die das Anschlusselement 50 eingelegt ist. Zur dauerhaften Befestigung des Anschlusselements am Grundgehäuse 12 ist das Anschlusselement 50 vorteilhafterweise unlösbar, beispielsweise durch Ultraschallschweißen oder Verkleben, am Grundgehäuse 12 angeordnet. Durch Vorsehen der Zylindersenke 52 kann das Anschlusselement 50 am Grundgehäuse 12 genau positioniert werden.
  • Wie aus den 4 und 5 deutlich wird, besteht das Grundgehäuse 12 aus zwei Halbschalen 12.1 und 12.2, die zur Montage aufeinander gesetzt werden. Die beiden Halbschalen 12.1 und 12.2 werden vorteilhafterweise unlösbar miteinander verbunden, insbesondere durch Ultraschallschweißen oder durch Kleben. Andere Verbindungsmethoden sind erfindungsgemäß ebenfalls denkbar.
  • Die beiden Halbschalen 12.1 und 12.2 nehmen eine Batterie 54 auf. Die Batterie 54 umfasst insbesondere drei Akkuzellen vom Typ AA, die in Reihe geschaltet miteinander verbunden sind. Die Batterie 54 ist mit einer in den 4 und 5 deutlich zu erkennenden Ladeelektronik 56 über Kabel 58 verbunden. Die Ladeelektronik 46 umfasst eine Platine 57, auf der verschiedene elektrische und elektronische Bauteile angeordnet sind. Die Ladeelektronik 56 ihrerseits ist über entsprechende Kabel mit den Kontaktstiften 34 des Netzsteckers 14 verbunden. Zwischen den beiden Kontaktstiften 34 weist der Netzstecker 38 Kontaktbuchsen 60 auf, die von einem dafür vorgesehenen Gehäuse abgedeckt sind. Die Funktion der Kontaktbuchsen 60 im Zusammenhang mit den Kontaktmitteln 36 des Deckelteils 16 wird zu den 9 und 10 näher beschrieben.
  • Wie insbesondere aus der 4 deutlich wird, sind die Halbschalen 12.1 und 12.2 im Bereich des Netzsteckers 36 derart ausgebildet, dass sie die Kontaktstifte 34 optimal aufnehmen.
  • In den 6 und 7 ist die Stromquelleneinheit 42 in unterschiedlichen Montagestufen gezeigt. Im Unterschied zu den 4 und 5 ist die Zusatzstromquelle 40 neben der Stromquelle 10 dargestellt. Die Zusatzstromquelle 4G umfasst ein Gehäuse 62, das aus zwei Gehäuseschalen 62.1 und 62.2 besteht. An der dem Anschlussabschnitt 38 zugewandten Stirnseite sieht das Gehäuse 62 einen Befestigungsabschnitt 64 in Form eines sich nach radial innen erstreckenden Bundes 66 vor. Der Bund 66 ist so ausgebildet, dass er in die Rille 48 des Anschlussabschnitts 38 des Grundgehäuses 12 formschlüssig passt. Zur Befestigung der Zusatzstromquelle 40 werden folglich die Halbschalen 62.1 und 62.2 derart aufeinandergelegt, dass der Bund 66 in die Rille 48 gelangt. Dabei werden die Halbschalen 62.1 und 62.2 in radialer Richtung aufeinandergesetzt. Erfindungsgemäß kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die Halbschalen 62.1 und 62.2 miteinander gefügt werden und dann in axialer Richtung auf das Grundgehäuse 12 derart aufgesetzt werden, dass der Bund 62 in die Rille 38 einschnappt. Der Bund 66 bzw. die Rille 48 kann dabei bedingt elastisch ausgebildet sein.
  • Andere denkbare Befestigungsarten werden von der Erfindung ebenfalls umfasst, wie z.B. Verrastungen mit Rastmitteln.
  • Aus den 6 bis 8 wird deutlich, dass der Polkontakt 44 doppel-T-artig ausgebildet ist, und eine Bodenplatte 68, einen Zapfen 70 und einen Kontaktpils 72 umfasst. Zur positionsgenauen Anordnung wird der Polkontakt 44 in eine Ausnehmung 74 an der Stirnseite der Zusatzstromquelle 40 eingelegt.
  • In dem von den beiden Halbschalen 62.1 und 62.2 gebildeten Aufnahmeraum ist eine Batterie 76 in Form von drei in Reihe geschalteten AA-Akkuzellen untergebracht. Die Batterie 76 der Zusatzstromquelle 40 ist über Kontaktmittel mit der Batterie 54 der Stromquelle 10 derart verbunden, dass die Batterien 54, 76 gleichzeitig entladen und gleichzeitig beladen werden. Die Ladung der Batterien 76 erfolgt dabei ebenfalls über die Ladeelektronik 56 der Stromquelle 10. Die Zusatzstromquelle 40 weist keine eigene Ladeelektronik auf.
  • Um einen feuchtigkeitsdichten Gehäuseverbund zu erlangen, sind die einzelnen Halbschalen 12.1 und 12.2 bzw. 62.1 und 62.2 endmontiert miteinander dicht verbunden, insbesondere durch eine Verklebung oder durch eine Ultraschallschweißung. Der Bund 66 kann dabei in die Rille 48 eingeklebt bzw. mit der Rille 48 ultraschallverschweißt sein. Die Zusatzstromquelle 40 ist dann unlösbar mit der Stromquelle 10 verbunden. Erfindungsgemäß ist allerdings auch denkbar, dass die Zusatzstromquelle über eine lösbare Verbindung, insbesondere über eine Rastverbindung, Schnappverbindung, einen Bajonettverschluss oder dergleichen, an der Stromquelle 10 angeordnet sein kann.
  • Gemäß der schematischen Darstellung nach 9 ist der Polkontakt 24 der Stromquelle 10 über in Kontaktmittel 36.1 mit dem Minuspol der Batterie 54 verbunden. Der Pluspol der Batterie 54 ist über eine Kontaktschleife 78 mit dem Polkontakt 22 des Grundgehäuses 12 verbunden. Die Kontaktschleife 78 verläuft über die beiden Trennkontaktmittel 36.2 und 36.3 in das Deckelteil 16. Bei aufgesetztem Deckelteil ist die Kontaktschleife 78 geschlossen. Außerdem ist das Kontaktmittel 36.1 geschlossen. An den Polkontakten 22, 24 liegt die gewünschte Spannung an.
  • Wird das Deckelteil 16 abgenommen, so werden die Kontaktmittel 36.1, 36.2 und 36.3 unterbrochen. Beim Einstecken der Kontaktstifte 34 in eine Netzsteckdose wird die Ladeelektronik mit Netzspannung versorgt. Die Ladeelektronik 56 weist zwei Ausgangskontakte 80 und 82 auf. Der Ausgangskontakt 82 ist über die Leitung 84 mit dem Pluspol der Batterie 54 verbunden. An dem Polkontakt 22 kann deshalb keine Spannung anliegen, weil die Kontaktschleife 78, die zum Polkontakt führt, durch den abgenommenen Deckel an den Kontaktmitteln 36.2 und 36.3 unterbrochen ist.
  • Der Ausgangskontakt 80 der Ladeelektronik 56 ist mit dem Minuspol der Batterie 54 verbunden.
  • In der 10 ist an der Stromquelle 10 die Zusatzstromquelle 40 mit der Batterie 76 angeordnet. Der Pluspol der Batterie 54 ist über ein Kontaktmittel in Form eines Kabel 86 mit dem Minuspol der Batterie 76 verbunden. Der Polkontakt 22 kontaktiert ebenfalls als Kontaktmittel einen Polkontakt 88 der Zusatzstromquelle 40. Der Polkontakt 88 ist über eine Leitung 90 mit dem Polkontakt 44 verbunden. Der Pluspol der Batterie 76 ist über ein weiteres Kontaktmittel in Form einer Leitung 92 mit der Kontaktschleife 78 verbunden. Vom Pluspol der Batterie 76 zieht sich folglich die Leitung 92 bzw. die Kontaktschleife 78 durch das Grundgehäuse 12 zum Deckelteil 16 und vom Deckelteil 16 zurück durch das Grundgehäuse 12 über die Polkontakte 22 und 88 zum Polkontakt 44. Bei abgenommenem Deckelteil 16 erfolgt also eine galvanische Trennung des Polkontakts 44 vor der Ladeelektronik 56. Die beiden Batterien 54 und 76 sind dennoch in Reihe derart angeordnet, dass sie beim Laden von der Ladeelektronik 56 versorgt werden. Die Ladeelektronik 56 ist dabei so ausgelegt, dass sie entweder nur die Batterie 54 oder die Batterie 54 und die Batterie 76 gemeinsam lädt. Gegebenenfalls können Umschaltmittel vorgesehen sein, um eine optimale Ladung der Batterie 54 oder der Batterie 54 zusammen mit der Batterie 56 zu erreichen. Die Ladeelektronik ist dabei so ausgelegt, dass sie die Batterien 54 und 76 mit einem Ladestrom von etwa 0,1 % bis 10 % der Kapazität der Batterien lädt. Die Ladeelektronik zur Ladung von 3AA-Akkuzellen bzw. von 6AA-Akkuzellen kann vorteilhafterweise drei Kondensatoren aufweisen.
  • Die in 11 dargestellte Stromquelle 100 unterscheidet sich von der in 9 dargestellten Stromquelle 10 dadurch, dass im Bereich des Anschlussabschnitts 38 bzw. an der freien Stirnseite 18 des Grundgehäuses 12 durch die Zusatzstromquelle 40 schaltbare Kontaktmittel 102 vorgesehen sind. Die Kontaktmittel 102 umfassen zwei Kontaktstellen 104 und 106 und einen Unterbrecher 108. Im Betrieb der Stromquelle 10 ohne die Zusatzstromquelle 40 ist der Unterbrecher 108 geschlossen; die Kontaktschleife 78 ist geschlossen und der Pluspol der Batterie 54 mit dem Polkontakt 22 verbunden.
  • In der 12 ist die Stromquelle 100 dargestellt, zusammen mit einer Zusatzstromquelle 110. Die Zusatzstromquelle 110 ist mit ihrem Befestigungsabschnitt 64 am Anschlussabschnitt 38 der Stromquelle 100 befestigt. Die Zusatzstromquelle 110 weist neben dem Polkontakt 88 zwei Kontakte 112 und 114 auf. Der Kontakt 112 kontaktiert die Kontaktstelle 106; der Kontakt 114 kontaktiert die Kontaktstelle 104. Die Zusatzstromquelle 110 weist außerdem ein Unterbrechermittel 116 in Form eines Unterbrecherpins auf, der den Unterbrecher 108 auslenkt, wodurch der Pluspol der Batterie 54 von der Kontaktschleife 78 abgetrennt wird. Der Pluspol der Batterie 54 wird über das Kontaktmittel 106 und den Kontakt 112 mit dem Minuspol der Batterie 76 der Zusatzstromquelle 110 verbunden. Der Pluspol der Batterie 76 wird über Kontaktmittel 118, die an der freien Stirnseite der Zusatzstromquelle 110 vorgesehen sind, über eine Leitung 120 und über den Kontakt 114 mit der Kontaktstelle 104, und damit mit der Kontaktschleife 78 verbunden.
  • Die Kontaktmittel 118 der Zusatzstromquelle 110 entsprechen den Kontaktmitteln 102 der Stromquelle 100. Ebenso entspricht der Anschlussabschnitt 38 der Zusatzstromquelle 110 dem Anschlussabschnitt 38 der Stromquelle 100. An die Zusatzstromquelle 110 kann folglich eine weitere, zu der Zusatzstromquelle 110 identische Stromquelle, angeordnet werden.
  • Die in den 11 und 12 dargestellte Schaltung der Stromquelle 100 und der Zusatzstromquelle 110 hat den Vorteil, dass die Zusatzstromquelle 110 lösbar an die Stromquelle 100 angeordnet werden kann. Beim Abnehmen der Steckerkappe 15 wird der jeweils freie, dem Gehäuseteil 16 abgewandte Polkontakt 22 bzw. 44 von der Ladeelektronik 56 galvanisch getrennt. Bei aufgestecktem Deckelteil sind die beiden Batterien 54 und 76 in Reihe zueinander geschaltet.
  • Bei den Darstellungen gemäß den 9, 10, 11, und 12 ist der jeweilige Anschlussabschnitt 38 als Rastausbuchtung für den jeweiligen zusatzstromquellenseitige Befestigungsabschnitt 64 ausgebildet. Die Befestigungsabschnitte 64 sind dabei als Rastzungen ausgeführt, die in die Anschlussabschnitte 38 eingreifen.
  • Sämtliche in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln, als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (28)

  1. Ladbare Stromquelle (10, 100) für ein elektrisch betreibbares Gerät (10), mit längs- und durchmessermäßigen Abmessungen, die den Abmessungen einer ein- oder mehrzelligen Monozellenbatterie entsprechen, mit einem Grundgehäuse (12), in dem eine ladbaren Batterie (54) und eine Ladeelektronik (56) für die Batterie (54) untergebacht ist, mit einem am Grundgehäuse (12) angeordneten Netzstecker (36) und mit einem den Netzstecker (36) abdeckbaren Deckelteil (16), mit je einem Polkontakt (22, 24) an der freien Stirnseite (18) des Grundgehäuses (12) und an der freien Stirnseite (20) des Deckelteils (16), wobei an dem dem Deckelteil (16) abgewandten Bereich des Grundgehäuses (12) ein Anschlussabschnitt (38) zur Befestigung einer eine weitere ladbare Batterie (76) aufweisenden Zusatzstromquelle (40, 110) mit den Abmessungen einer Monozelle vorgesehen ist.
  2. Stromquelle (10, 100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussabschnitt (38) des Grundgehäuses (12) und der mit diesem Anschlussabschnitt (38) korrespondierende Befestigungsabschnitt (64) der Zusatzstromquelle (40, 120) derart ausgebildet sind, dass die Zusatzstromquelle (40, 120) am Grundgehäuse lösbar oder unlösbar befestigt werden kann.
  3. Stromquelle (10, 100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussabschnitt (38) und/oder der Befestigungsabschnitt (64) für eine formschlüssige, kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige Befestigung ausgebildet ist.
  4. Stromquelle (10, 100) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussabschnitt (38) und/oder der Befestigungsabschnitt (64) zur gegenseitigen Befestigung eine Ver- und/oder einer Hinterrastung, eine Verschraubung und/oder einen Bajonettverschluss umfasst.
  5. Stromquelle (10, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussabschnitt (38) eine umlaufende Rille (48) umfasst.
  6. Stromquelle (10, 100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Rille (48) und/oder die Rastabschnitte auf einem gegenüber der Mantelfläche des Grundgehäuses (12) nach radial innen zurückversetzten Gehäuseabschnitt (46) angeordnet ist.
  7. Stromquelle (10, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussabschnitt (38) als separates, ring- oder kreisscheibenartiges Anschlusselement (50) ausgebildet ist, welches an der Stirnseite (18) des Grundgehäuses (12) befestigt ist.
  8. Stromquelle (10, 100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (50) in einer an der Oberfläche der Innenseite des Grundgehäuses (12) vorgesehenen Zylindersenke (52) angeordnet ist.
  9. Stromquelle (10, 100) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (50) auf der dem Inneren des Grundgehäuses abgewandten Außenseite einen nach radial innen zurückversetzten, eine den Anschlussabschnitt (38) bildenden Ansatz aufweist.
  10. Stromquelle (10, 100) nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (50) im Bereich der Längsachse den grundgehäuseseitigen Polkontakt (22) aufweist.
  11. Stromquelle (10, 100) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Polkontakt (22, 24, 44, 48) eine der Innenseite des Grundgehäuses (12) zugewandte Bodenplatte (48), einen sich durch das Anschlusselement (50) erstreckenden Zapfen (70) und einen der Innenseite des Grundgehäuses (12) abgewandten Kontaktpils (72) aufweist.
  12. Stromquelle (10, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass grundgehäuseseitige Kontaktmittel (86, 92, 102, 22) vorgesehen sind, die bei an dem Grundgehäuse befestigter Zusatzstromquelle (40, 120) mit zusatzstromquellenseitigen Kontaktmitteln (86, 92, 112, 114, 116, 88) derart zusammenwirken, dass bei einer Entladung der Stromquellen (10, 100, 40, 120) die beiden Batterien (54, 76) in Reihe oder Serie geschalten sind.
  13. Stromquelle (10, 100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die grundgehäuseseitigen Kontaktmittel den grundgehäuseseitigen Polkontakt (22) umfassen.
  14. Stromquelle (10, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass grundgehäuseseitige Kontaktmittel (86, 92, 102, 88) vorgesehen sind, die mit zusatzstromquellenseitigen Kontaktmitteln (86, 92, 112, 114, 116, 88) derart zusammenwirken, dass bei einer Ladung der grundgehäuseseitigen Batterie (54) auch die zusatzstromquellenseitige Batterie (76) geladen wird.
  15. Stromquelle (10, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeelektronik (56) derart ausgelegt ist, dass eine Ladung der grundgehäuseseitigen Batterie (54) oder eine gemeinsame Ladung der grundgehäuseseitigen und der zusatzstromquellenseitigen Batterien (54, 76) möglich ist.
  16. Stromquelle (10, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dass die Ladeelektronik (56) derart ausgelegt ist, dass der Ladestrom etwa 0,1 % bis 10 % der Kapazität der Batterien (54, 76) beträgt.
  17. Stromquelle (10, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Umschaltmittel vorgesehen sind, mit den die Ladeelektronik an die zuladenden Batterien angepasst werden kann.
  18. Stromquelle (10, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelteil (16) Trennkontaktmittel (36.2, 36.3) umfasst oder mit Trennmitteln zusammenwirkt, die beim Abnehmen des Deckelteils (16) den dem Deckelteil abgewandten, grundgehäuseseitigen Polkontakt (22, 44) galvanisch von der Ladeelektronik (56) trennen.
  19. Stromquelle (10, 100) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkontaktmittel (36.2, 36.3) eine zwischen dem Polkontakt und der Ladeelektronik (56) verlaufende Kontaktschleife (78) umfassen, die beim Abnehmen des Deckelteils (16) getrennt wird.
  20. Stromquelle (10, 100) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktschleife (78) durch das Deckelteil verläuft.
  21. Stromquelle (10, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ladbare Batterie (56) der Stromquelle und/oder der Zusatzstromquelle (76) von je drei in Reihe geschalteten Akkuzellen vom Typ AA gebildet werden.
  22. Zusatzstromquelle (40, 120) für eine ladbare Stromquelle (10, 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 21.
  23. Zusatzstromquelle (40, 120) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzstromquelle einen Anschlussabschnitt (38) zur Befestigung einer weiteren Zusatzstromquelle (40, 120) aufweist.
  24. Zusatzstromquelle (40, 120) nach Anspruch 22 oder 23, wobei die weitere Zusatzstromquelle (40, 120) die Abmessungen einer Monozelle aufweist.
  25. Zusatzstromquelle (20) nach Anspruch 22, 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zusatzstromquelle (120) Kontaktmittel (118, 44) aufweist, die bei an der Zusatzstromquelle (120) befestigter weiterer Zusatzstromquelle mit Kontaktmitteln der weiteren Zusatzstromquelle derart zusammenwirken, dass bei einer Entladung der Zusatzstromquellen die beiden Batterien (76) der Zusatzstromquellen in Reihe oder Serie geschalten sind.
  26. Zusatzstromquelle (120) nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zusatzstromquelle (40, 120) Kontaktmittel (118, 44) aufweist, die bei an der Zusatzstromquelle befestigter weiterer Zusatzstromquelle mit Kontaktmitteln der weiteren Zusatzstromquelle derart zusammenwirken, dass bei einer Ladung der grundgehäuseseitigen Batterie auch die zusatzstromquellenseitigen Batterien geladen werden.
  27. Zusatzstromquelle (40, 120) nach einem der 22 bis 26 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Zusatzstromquelle identisch der ersten Zusatzstromquelle (40, 120) ausgebildet ist.
  28. Stromquelleneinheit (42), umfassend eine Stromquelle (10, 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 21 und wenigstens eine Zusatzstromquelle (40, 120) nach einem der Ansprüche 22 bis 27.
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