DE1076768B - Behaelter fuer eine Batterie gasdicht verschlossener Kleinakkumulatoren nebst Ladeeinrichtung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die nachstehend beschriebene Erfindung betrifft einen Behälter mit eingebauter aufladbarer Stromquelle und eine im gleichen Behälter untergebrachte Ladeeinrichtung, die es ermöglicht, die aufladbaren Batterien vom Wechselstromlichtnetz aufzuladen. Als Beispiel für geeignete aufladbare Batterien seien gasdichte Nickel-Kadmium-Akkumulatoren genannt. Als Anwendungsbeispiel für die beschriebene Erfindung seien sogenannte Batteriegriffe für medizinisch-diagnostische Instrumente herangezogen. Solche Instrumente, z. B. Otoskope, benötigen eine Glühbirne für Beleuchtungiszwecke. Als Stromquelle für die Lampe werden bis jetzt meist Zink-Kohletrockenbatterien, benutzt, etwa in Form der sogenannten Stabbatterien. Um Anschlußkabel, die im Gebrauch oft lästig sind, zu vermeiden, werden die Handgriffe als Batteriebehälter ausgebildet, ähnlich den bekannten Stabtaschenlampen. Meist sind diese Batteriegriffe so ausgeführt, daß man beliebige Untersuchungsinstrumente, die es in einer großen Anzahl gibt, wahlweise aufsetzen kann.

Es liegt nun nahe, die bekannten kleinen gasdichten Stahlakkumulatoren oder andere geeignete aufladbare Zellen in die Griffe an Stelle der Batterien einzusetzen. Da diese Akkumulatoren eine häufige Wiederaufladung erlauben, erspart man sich die laufende Anschaffung von Trockenbatterien und man hat vor allem eine größere Sicherheit, das Gerät betriebsbereit vorzufinden, wenn es benötigt wird, als dies bei Verwendung von Trockenbatterien der Fall ist.

Ein erheblicher Nachteil ist dabei allerdings, daß man zum Aufladen ein Zusatzgerät benötigt, das den zum Aufladen nötigen Gleichstrom niedriger Spannung liefert. An dieses Zusatzgerät muß entweder die zu diesem Zweck aus dem Griff herauszunehmende Batterie oder auch der Griff mit Batterien angeschlossen werden. Die Unbequemlichkeit, ein gesondertes Ladegerät benutzen zu müssen, hat die Verwendung solcher Akkumulatoren bis jetzt für die geschilderten Zwecke im wesentlichen verhindert.

Es liegt nun nahe, ein kleines Ladegerät mit in den Batteriegriff einzubauen. Es sind auch Taschenlampen bekannt, bei denen eine solche Anordnung getroffen ist. Diese Taschenlampen bestehen aus einem ganz aus Isoliermaterial gefertigten Gehäuse, in dem die Akkumulatoren, die Ladeeinrichtung, die Glühlampe mit Reflektor und Sammellinse sowie die Kontaktstecker zum Anschluß an Steckdosen des Liditnetzes enthalten sind. ■

Die Anwendung des gleichen Gedankens für Batteriegriffe der oben beschriebenen Art scheitert bis jetzt an folgenden Umständen:

Die Ladegeräte in den geschilderten Taschenlampen bestehen im wesentlichen aus einem Kondensator, der

gasdicht verschlossener
Kleinakkumulatoren nebst Ladeeinrichtung

Anmelder:

Dipl.-Phys.Helmut Heine,
Herrsching, Kientalstr. 12

Dipl.-Phys. Helmut Heine, Heirsching,
ist als Erfinder genannt worden

zur leistungslosen Reduzierung der Netzspannung auf die benötigte Niederspannung dient, einem Trockengleichrichter und einigen Widerständen. In Abb. 1 ist eine solche Schaltung gezeigt. Die Netzspannung (im

^a5 allgemeinen 110 bis 220 Volt Wechselspannung) wird bei 1 angeschlossen. Durch den Kondensator 4 wird der Strom so· begrenzt, wie es der vorgesehene Ladestrom der kleinen Akkumulatorenbatterie 6 verlangt. Die Gleichrichter 5 sind dementsprechend bemessen.

Die Wiederstände 2 und 3 dienen als Lade- bzw. Entladewiderstand des Kondensators. Der Schalter 7 dient zum Ein- und Ausschalten der Glühbirne 8.

Man sieht nun sofort, daß" bei angeschlossener Netzspannung die Glühlampe 8 immer — auch bei geöffnetem Schalter 7 — Verbindung mit einem der beiden Netzpole hat, und zwar mit einem Netzpol eine niederohmige Verbindung, da der Innenwiderstand der Batterien niedriger ist, und mit dem anderen Netzpol eine Verbindung über die Gleichrichter 5, Kondensator 4 und Widerstand 3.

Wenn man also bei angeschlossener Netzleitung ■—· während des Ladens -— den Glühlampensockel, die Fassung oder ein damit verbundenes Metallteil berührt, so wird man, falls man zugleich ein geerdetes Metallteil berührt oder etwa auf feuchtem Boden steht, einen unter Umständen gefährlichen Schlag erhalten. Dies bedeutet also, daß Anordnungen, entsprechend der Schaltung Abb. 1, aus Sicherheitsgründen nicht angewendet werden können, wenn irgendeine Möglichkeit besteht, irgendeinen mit dem Lampenkreis verbundenen Punkt zu berühren.

Bei den bekannten Taschenlampen wird diese Gefahr dadurch verringert, daß das ganze Gerät aus isolierendem Kunststoff hergestellt ist und die Glüh-

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lampe nur zugänglich ist, wenn die (ebenfalls isolierende) Sammellinse abgenommen wird.

Will man solche Batteriebehälter mit eingebautem Ladegerät z. B. in Form der sogenannten Batteriegriffe für medizinische Zwecke verwenden, so ist es völlig ausgeschlossen, den Lampenstromkreis von zufälligen Berührungen zu schützen. Die Mehrzahl aller in Frage kommenden diagnostischen Instrumente sind aus Metall. Aus konstruktiven Gründen wird dabei fast ausnahmslos der Metallkörper des Instruments zur Stromleitung benutzt. Ein Anfassen des Instruments oder auch bei abgenommenem Instrument ein Berühren der Anschlußteile am Griff während der Ladung würde zur Gefährdung für den Benutzer führen.

Die einfachste Lösung wäre der Einbau eines Transformators, der den Ladestromkreis galvanisch völlig vom Netzstromkreis abtrennt. Dies ist aber gerade bei derartigen Batteriegriffen aus Raum- und Gewichtsgründen, ausgeschlossen. Es genügt auch nicht, den Schalter 7 als zweipoligen Schalter auszuführen und beide Zuleitungen zum Verbraucheranschluß abzuschalten, da damit gerechnet werden muß, daß der Benutzer das Ausschalten vergißt, aber auch in einem solchen Falle keine Gefährdung eintreten darf.

Wegen dieser Schwierigkeiten ist bisher die Verwendung von Batteriegriffen mit aufladbaren Kleinakkumulatoren und eingebautem Ladegerät nicht für derartige Zwecke möglich gewesen.

Die Erfindung beseitigt diese Schwierigkeiten.

Der Erfindungsgedanke ist folgender: Es muß dafür gesorgt werden, daß während der Ladung die nach außen führenden Batterieanschlüsse keinerlei elektrische Verbindung mehr zum Netzanschluß haben. Diese Abschaltung der Batterieanschlüsse muß uneingeschränkt zwangläufig sein, um jede Gefährdung durch Vergeßlichkeit zu vermeiden. Dazu wird die Abdeckkappe, die während der Entladung die Netzanschlußkontakte (z. B. Stecker) nicht nur in der bisher bekannten Weise abdeckt, sondern außerdem so gestaltet ist, daß die Kontakte nur bei abgenommener Kappe zugänglich sind und daß durch das Abnehmen der Abdeckung die von den Batterien zu den äußeren Anschlüssen führenden Leitungen vollständig, d. h. zweipolig, unterbrochen werden. Nach dem Aufladen muß die Abdeckvorrichtung wieder in die vorgesehene Lage gebracht werden, wodurch der äußere Batterieanschluß wieder mit den Batterien verbunden wird und die Entladung vor sich gehen kann.

Auf diese Weise ist eine Gefährdung des Benutzers vollkommen ausgeschlossen und auch eine Gefährdung durch Nachlässigkeit bei der Benutzung nicht möglich. Damit ist es möglich geworden, für den praktischen Gebrauch geeignete Batteriegriffe und ähnliche Batteriebehältnisse mit aufladbaren Akkumulatoren und eingebautem Ladegerät herzustellen.

Abb. 2 zeigt als Beispiel eine Ausführung des Erfindungsgedankens und Abb. 3 die zugehörige elektrische Schältung. Die notwendigen elektrischen Schaltelemente sind in einem Rohr 15 untergebracht. Dieses Rohr wird zweckmäßigerweise aus Metall hergestellt, da es zur Stromleitung herangezogen wird. Es kann aber auch aus Isoliermaterial bestehen, wobei dann entsprechende kontaktgebende Metalleinlagen vorgesehen werden müssen.

Zur Ladung muß die Abdeckvorrichtung 13 vom Rohr 15 abgezogen werden. Durch das Abnehmen der Kappe wird die leitende Verbindung zwischen den beiden Steckerstiften 10 und dem Rohr 15, die vom Kontaktstück 12 hergestellt wurde, unterbrochen.

Ebenso wird die Verbindung zwischen den Kontaktfedern 17 und 18 unterbrochen, die der Stift 16 hergestellt hatte. Der Stift 16 ist von der Schutzkappe 13 durch das Isolierstück 14 getrennt.
In Abb. 3 ist der Zustand während der Ladung dargestellt. Über die Netzstecker 10 wird die Netzwechselspannung zugeführt, die über den Widerstand 29, den Kondensator 30 und den Trockengleichrichter 31 die Akkumulatoren 35 auflädt. Da die Schutzkappe 13 abgenommen ist, ist die Verbindung zwischeti den Kontakten 10 und 12 sowie 17 und 18 getrennt, so daß keine Verbindung zwischen den Verbraucheranschlüssen 20 und 22 und dem Netz besteht. In Abb. 2 ist gezeigt, daß die Verbraucheranschlüsse für konzentrische Anschluß stecker so ausgeführt sind, daß ein Pol an dem Außenleiter 20, der elektrisch mit dem metallischen Außenrohr 15 verbunden ist, angeschlossen wird, während der innere Kontakt mit der Buchse 22, die durch die Isolierbuchse 21 isoliert ist, verbunden, wird. Alle äußeren Metallteile sind also während der Ladung mit Sicherheit ohne Verbindung zum Netzanschluß.

Nach der Ladung wird die Abdeckvorrichtung 13 aufgesetzt, wodurch ein Pol der Batterie über die Kontakte 10 und 12 und den Regulierwiderstand 19, der zugleich als Ausschalter ausgebildet sein kann, an die Verbraucheranschlüsse 20 und 22 angeschlossen wird. Der andere Batteriepol wird über die durch 16 geschlossenen Kontakte 17 und 18 direkt an den anderen Pol des Verbraucheranschlusses gelegt. Damit ist der Batteriegriff betriebsbereit.

Es ist bei dieser Ausführungsform vorgesehen, den Einstellring des Widerstandes 19 mit einer Raste und zusätzlich einer von außen sichtbaren Markierung auszustatten. Diese beiden Maßnahmen ermöglichen es, den Widerstand 19 auf einen vorbestimmten Widerstandswert einzustellen, und zwar wegen der vorgesehenen fühlbaren Rasteinrichtung, ohne daß es notwendig ist, die Stellung der zusätzlichen Markierung visuell zu kontrollieren.

Der voarbestimmte und wie beschrieben einstellbare Widerstandswert ist so gewählt, daß die angeschlossenen Stromverbraucher, beispielsweise eine Glühlampe, bei frisch geladenen Batterien die vorgesehene Nennbetriebsspannung erhalten. Schaltet man nun über die Raststellung hinaus, bis der. Widerstand 19 ganz ausgeschaltet ist, so· kann man unter kurzzeitiger Überbelastung der Glühlampe eine hohe Helligkeit-erzielen. Beim Zurückregeln braucht man nur bis zum Einrasten zu drehen, um wieder die normale Spannung, also die Nennspannung des Verbrauchers einzustellen. Ist andererseits die Batterie bereits zu weit entladen, so wird man beim Einschalten bis zur Raststellung bemerken, daß die Helligkeit der Glühlampe nicht mehr ausreicht. Durch Weiterdrehen über die Raste hinaus bis zum Endanschlag kann man darm trotzdem noch einige Zeit mit normaler, d. h. Nennspannung des Verbrauchers arbeiten. Der Benutzer ist aber gewarnt und weiß, daß eine Wiederaufladung notwendig ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Erfindungsgedankens wird die Schutzkappe nicht vom Batteriebehälter abgenommen, wenn das Gerat zur Ladung an das Lichtnetz angeschlossen wird, sondern weiter auf das Batteriegehäuse hinaufgeschoben, bis die Steckerstifte durch entsprechende Öffnungen im Boden der Schutzkappe so weit freigegeben sind, daß diese in die Steckdose eingeführt werden können. Beim Hinaufschieben der Abdeckvorrichtung werden durch geeignet angeordnete Kontakte wiederum die elektri-

7u sehen Verbindungen zwischen den Anschlußkontakten

für den Stromverbraucher und die Batterie getrennt. Der Vorteil dieser Ausfühirungsform ist, daß keine losen Zubehörteile vorhanden sind, die verloren werden könnten.

Weitere Ausführungsformen des Erfindtumgsgediankens sind möglich und können den speziellen Erfordernissen angepaßt werden.

Die Anwendung beschränkt sich nicht auf Batteriegriffe medizinischer Instrumente. Auch für technische und wissenschaftliche Zwecke werden Kontroll- und Prüfinstrumente mit elektrischer Beleuchtung verwendet, die auf derartige Griffe aufgesetzt werden können. In anderen Fällen können die Batteriegriffe der beschriebenen Art als Stromquelle für kleine elektrisch geheizte Geräte, wie z. B. Temperatur-Sinnesprüfer für neurologische Zwecke, verwendet werden. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist z. B. die Verwendung derartiger Batteriebehälter als Stromquelle für Meßinstrumente, wie Leitungsprüfer, Meßbrücken usw., gegeben. Hier wird der Verbraucher oft nicht direkt an den Batteriebehälter angeschlossen, sondern mittels eines Kabels, und auch hier ist aus Sicherheitsgründen eine zwangläufige Trennung des Verbraurihsstromkreises vom Netz während der Ladung notwendig.

Claims (6)

25 Patentansprüche:

1. Behälter für eine Batterie gasdicht verschlossener Kleinakkumulatoren nebst Ladevorrichtung, dessen Batterie als Stromquelle für direkt oder über ein Kabel angeschlossene Schwadhstromgeräte dient und dessen Steckerstifte nur nach Entfernung einer Abdeckvorrichtung zugänglich sind, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Entfernen der Abdeckvorrichtung zwangläufig die Verbindung zwischen Batterie (35) und den Stromverbraucheranschlüssen (20, 22) vollständig getrennt ist.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Handgriff für ein aufsetzbares, stromverbrauchendes Instrument, insbesondere Untersuchungsinstrument für medizinische, technische oder wissenschaftliche Zwecke zylindrische Form hat und sein der Abdeckvorrichitung (13) gegenüberliegendes Ende als konzentrischer Stecker (20, 21, 22) zum Aufnehmen des Instruments ausgebildet ist.

3. Behälter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Steckerstifte (10) elektrisch direkt an einem Pol der Batterie (35) angeschlossen ist und daß dieser Steckerstift durch die metallische oder mit einem metallischen Kontakt (12) versehene Abdeckkappe (13) und durch die ebenfalls metallische oder mit einer metallischen Leitung versehene Wandung (15) des Behälters mit einem Anschlußpol (20) des Stromverbrauchers verbunden ist.

4. Behälter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß. die Abdeckkappe (13) einen Kontaktstift (16) aufweist, der den nicht mit einem Stecker stift (10) verbundenen Pol der Batterie nach dem Aufsetzen der Kappe mit einem Anschlußpol (22) für den Stromverbraucher über eine Stromzuführung verbindet.

5. Behälter nach den Ansprüchen, 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckvorrichtung (13) aus einer zylindrischen Hülse besteht, die über den zylindrischen Gehäusemantel gezogen wird und dabei die Steckerstifte für den Netzanschluß freigibt, wobei zwangläufig die elektrischen Verbindungen zwischen Batterie und Stromverbraucheranschlüssen getrennt werden.

6. Behälter nach den Ansprüchen 1 mit 5, dadurch gekennzeichnet, daß er einen in den Stromverbrauchskreis eingeschalteten, von außen bedienbaren Regelwiderstand trägt, der innerhalb seines Regelbereichs eine beim Einstellen deutlich fühlbare Raste besitzt, die diejenige Stelle des Widerstandes kennzeichnet, bei der der angeschlossene Stromverbraucher mit seiner Nennspannung betrieben wird.

In Betracht (gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 896 963;
britische Patentschrift Nr. 468 022;
USA.-Patentschrift Nr. 2 628 339;
Elektro-Anzeiger, Essen, 1955, S. 480;
Unterlagen des d. Gebr. Musters Nr. 1 735 720.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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