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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Elektronische und andere batteriebetriebene Geräte sind weit verbreitet. Allgemein erhältliche Geräte umfassen, beispielsweise, Funkgeräte, Zellulartelefone, GPS-Navigationssysteme (GPS = global positioning satellite/globales Positionsbestimmungssystem), Tablet-Computer, Laptop-Computer und drahtlose Headsets. Die durch batteriebetriebene Geräte gebotene Beweglichkeit ist in vielerlei Hinsicht vorteilhaft. Ein Nachteil von batteriebetriebenen Geräten ist jedoch das Erfordernis, die Batterie wieder aufzuladen, weil jede Batterie oder jeder Batteriepack eine begrenzte Speicherfähigkeit aufweist.
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Es wurden Mehrgeräte-Ladegeräte entwickelt, um mehrere Batteriepacks gleichzeitig zu laden, wodurch die zur Ladung einer Mehrzahl von Batteriepacks erforderliche Gesamtzeit verkürzt wurde. Einige herkömmliche Mehrgeräte-Ladegeräte umfassen elektromechanische Verbindungen zwischen dem Ladegerät und jedem zu ladenden Batteriepack. Einige Mehrgeräte-Ladegeräte wurden entwickelt, um jeden Batteriepack drahtlos zu laden, beispielsweise drahtlose Ladematten. Wenn jedoch ein drahtloses Mehrgeräte-Ladegerät verwendet wird, ist es häufig schwierig den Ladestatus der Mehrzahl von Batteriepacks festzustellen, die geladen werden. Häufig besteht die einzige Möglichkeit zur Feststellung der Batterieladung einer bestimmten Batterie darin, einen Batteriepack mit einem bestimmten Gerät zu verbinden oder darin zu installieren, weil Geräte häufig einen Ladungsanzeiger umfassen.
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Demgemäß besteht ein Bedarf an einem verbesserten Batterieladungsanzeiger.
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Figurenliste
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Die begleitenden Figuren, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf identische oder funktional ähnliche oder gleiche Elemente durch die verschiedenen Ansichten hindurch beziehen, werden zusammen mit der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in die Spezifizierung aufgenommen, und sie bilden einen Teil davon, und sie dienen zur weiteren Veranschaulichung von Ausführungsformen von Konzepten, die die beanspruchte Erfindung enthalten, und sie erläutern verschiedene Prinzipien und Vorteile dieser Ausführungsformen.
- 1 veranschaulicht ein drahtloses Batterieladesystem gemäß einigen Ausführungsformen.
- 2 veranschaulicht ein Blockdiagramm des drahtlosen Ladesystems von 1.
- 3A ist eine Seitenansicht eines drahtlosen Ladesystems gemäß einigen Ausführungsformen.
- 3B ist eine Draufsicht auf ein drahtloses Ladesystem gemäß einigen Ausführungsformen.
- Die 4A und 4B veranschaulichen eine drahtlose Ladematte beziehungsweise eine drahtlose Ladeunterlage gemäß einigen Ausführungsformen.
- Die 5 bis 7 sind Flussdiagramme von einem Verfahren zur Anzeige von Batteriepackinformationen über Batteriepacks, die auf der drahtlosen Ladematte gemäß den 4A und 4B geladen werden.
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Fachleute werden erkennen, dass Elemente in den Figuren zum Zwecke der Einfachheit und Klarheit nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt sind. Zum Beispiel können die Abmessungen einiger der Elemente in den Figuren relativ zu anderen Elementen übertrieben sein, um dabei zu helfen, das Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu verbessern.
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Die Vorrichtungs- und Verfahrenskomponenten, wurden dort, wo es geeignet erscheint, durch konventionelle Symbole in den Zeichnungen dargestellt, wobei nur jene spezifischen Einzelheiten gezeigt werden, die für ein Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wesentlich sind, um so die Offenbarung nicht mit Einzelheiten zu verschleiern, die für Durchschnittsfachleute ohne weiteres erkennbar sind, wobei diese den Vorteil dieser Beschreibung genießen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ausführungsformen der Erfindung umfassen ein Verfahren zur visuellen Anzeige von Batteriepackinformationen, die mit einem drahtlosen Laden eines Batteriepacks über eine drahtlose Ladematte beziehungsweise eine drahtlose Ladeunterlage in Verbindung stehen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren ein eindeutiges Zuordnen, mit einem Controller der drahtlosen Ladematte, von jeder visuellen Anzeige einer ersten Mehrzahl von visuellen Anzeigen auf der drahtlosen Ladematte zu einem einer ersten Mehrzahl von Sensoren auf der drahtlosen Ladematte. Das Verfahren umfasst weiterhin ein Empfangen der Batteriepackinformationen von dem Batteriepack mit einem oder mehreren der ersten Mehrzahl von Sensoren. Das Verfahren umfasst weiterhin ein drahtloses Laden des Batteriepacks unter Verwendung der drahtlosen Ladematte, und ein Zum-Leuchten-Bringen der ersten Mehrzahl von visuellen Anzeigen, basierend auf den Batteriepackinformationen.
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Einige Ausführungsformen umfassen ein System zum visuellen Anzeigen von Batteriepackinformationen, die mit einem drahtlosen Laden eines Batteriepacks in Verbindung stehen. Bei einer Ausführungsform umfasst das System eine drahtlose Ladematte mit einer Stromversorgung und einer Mehrzahl von Ladespulen. Jede der Mehrzahl von Ladespulen ist an die Stromversorgung gekoppelt und dazu konfiguriert, den Batteriepack drahtlos zu laden, unter Verwendung von Leistung, die über die Stromversorgung erhalten wird. Die drahtlose Ladematte umfasst weiterhin eine erste Mehrzahl von Sensoren, eine erste Mehrzahl von visuellen Anzeigen und einen Controller. Jeder der ersten Mehrzahl von Sensoren ist dazu konfiguriert, die Batteriepackinformationen von dem Batteriepack zu empfangen. Jede der ersten Mehrzahl von visuellen Anzeigen ist eindeutig einem der ersten Mehrzahl von Sensoren zugeordnet. Der Controller bringt die erste Mehrzahl von visuellen Anzeigen basierend auf den Batteriepackinformationen zum Leuchten.
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1 zeigt ein drahtloses Ladesystem 100. Bei dem dargestellten Beispiel umfasst das System 100 eine drahtlose Ladematte 102, einen ersten Batteriepack 104-1, einen zweiten Batteriepack 104-2 und einen dritten Batteriepack 104-3. Der erste Batteriepack 104-1, der zweite Batteriepack 104-2 und der dritte Batteriepack 104-3 können allgemein als Batteriepacks 104 bezeichnet werden. Es sollte klar sein, dass eine andere Anzahl von Batteriepacks bei anderen Ausführungsformen vorhanden sein könnte. Die drahtlose Ladematte 102 ist ein Ladegerät, das einen oder mehrere der Batteriepacks 104 über Induktion lädt, ohne eine elektromechanische Verbindung zwischen den Batteriepacks 104 und der drahtlosen Ladematte 102. Die Batteriepacks 104 können von verschiedenen Arten sein und einen oder mehrere unterschiedliche Leistungsausgabepegel, Kapazitäten, physikalische und elektrische Schnittstellen und Gehäusekonfigurationen aufweisen, unter anderen Unterschieden. Demzufolge kann die drahtlose Ladematte 102 als ein „Universal“-Ladegerät bezeichnet werden. Alternativ könnten, bei einigen Ausführungsformen, einige oder alle der Batteriepacks 104 vom gleichen Typ sein.
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Jeder Batteriepack 104 ist dazu in der Lage, an ein batteriebetriebenes Gerät (nicht dargestellt) gekoppelt zu werden und dieses mit Leistung zu versorgen. Das batteriebetriebene Gerät kann, beispielsweise, ein Zwei-Wege-Funkgerät sein. Bei anderen Ausführungsformen ist das batteriebetriebene Gerät ein Smartphone, ein Tablet-Computer, ein Laptop-Computer oder ein anderes batteriebetriebenes Gerät, das wieder aufladbare Batteriepacks aufweist. Die drahtlose Ladematte 102 ist weiterhin dazu konfiguriert, den Batteriepack 104 drahtlos zu laden, während der Batteriepack 104 in dem batteriebetriebenen Gerät installiert ist. Mit anderen Worten kann der Batteriepack 104 zum Laden durch die drahtlose Ladematte 102 von dem batteriebetriebenen Gerät entfernt werden, er muss es aber nicht.
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Die drahtlose Ladematte 102 umfasst eine Stromversorgung 120, einen Ladecontroller 122, Spulentreiber 124, Ladespulen 126 und eine drahtlose Kommunikationsschaltung 128. Die Stromversorgung 120 umfasst, beispielsweise, geeignete Umwandlungs- und Konditionierungsschaltungen und einen (nicht dargestellten) Eingang zum Verbinden der drahtlosen Ladematte 102 mit einer externe Energiequelle, beispielsweise einer Standard-Wandsteckdose (beispielsweise mit 120 Volt, 60 Hertz), mit einer Fotovoltaikzelle, mit einem durch einen Verbrennungsmotor angetriebenen elektrischen Leistungsgenerator, mit einer Zwölf- (12-) Volt (Fahrzeug-) Batterie, oder mit einer anderen Quelle. Die Konditionierungsschaltung kann, beispielsweise, empfangene Leistung von der externen Quelle zu Pegeln konditionieren, die zur Verwendung durch andere Komponenten der drahtlosen Ladematte 102 geeignet sind. Bei einigen Ausführungsformen kann die Stromversorgung 120 beispielsweise einen Gleichrichter umfassen, um Wechselstrom (AC) der von einer Standard-Wandsteckdose empfangen wurde, zu Gleichstrom (DC) umzuwandeln, um diesen den verschiedenen Komponenten der drahtlosen Ladematte 102 zuzuführen, einschließlich dem Ladecontroller 122, den Spulentreibern 124, den Ladespulen 126 und der drahtlosen Kommunikationsschaltung 128.
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Der erste Batteriepack 104-1 umfasst eine erste Empfangsspule 130-1 und eine oder mehrere Batteriezellen 132-1. Der zweite Batteriepack 104-2 umfasst eine zweite Empfangsspule 130-2 und eine oder mehrere zweite Batteriezellen 132-2. Der dritte Batteriepack 104-3 umfasst eine dritte Empfangsspule 130-3 und eine oder mehrere dritte Batteriezellen 132-3. Die Empfangsspulen 130-1, 130-2 und 130-3 werden allgemein als die Empfangsspulen 130 bezeichnet, und die Batteriezellen 132-1, 132-2 und 132-3 werden allgemein als die Batteriezellen 132 bezeichnet.
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Der Ladecontroller 122 steuert Komponenten der drahtlosen Ladematte 102, um die Batteriepacks 104 zu laden. Um die Batteriepacks 104 zu laden, steuert der Ladecontroller 122, genauer gesagt, die Spulentreiber 124, um die Ladespulen 126 anzusteuern, unter Verwendung von Leistung, die von der Stromversorgung 120 empfangen wird. Die Spulentreiber 124 können Leistungstransistoren, beispielsweise Feldeffekttransistoren, umfassen, die von dem Ladecontroller 122 selektiv ein- und ausgeschaltet werden, um einen wechselnden oder sich mit der Zeit ändernden Strom zur Verfügung zu stellen. Das Ansteuern der Ladespulen 126 umfasst das Zur-Verfügung-Stellen des von den Spulentreibern 124 erzeugten sich mit der Zeit ändernden Stroms zu den Ladespulen 126. Der sich mit der Zeit ändernde elektrische Strom in jeder der Ladespulen 126 erzeugt ein sich änderndes Magnetfeld.
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Das sich ändernde Magnetfeld von jeder Ladespule 126 wird durch die Empfangsspule 130 von jedem der Batteriepacks 104 empfangen, wodurch ein sich mit der Zeit ändernder elektrischer Strom in die Empfangsspulen 130 induziert wird. Dieser sich mit der Zeit ändernde elektrische Strom, der in die Empfangsspulen 130 induziert wird, kann als Ladestrom bezeichnet werden. Der Ladestrom wird empfangen, konditioniert und einer oder mehreren der Batteriezellen 132 in den Batteriepacks 104 zugeführt, um die Batteriepacks 104 zu laden. Demgemäß wird Leistung drahtlos von den Ladespulen 126 zu den Empfangsspulen 130 übertragen. Diese Übertragung ergibt das drahtlose Laden der Batteriepacks 104.
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Bei der dargestellten Ausführungsform umfasst die drahtlose Ladematte 102 eine Ladespule 126 für jeden Batteriepack 104. Eine derartige Konfiguration ermöglicht es der drahtlosen Ladematte 102, die Batteriepacks 104 gleichzeitig zu laden. Wie dies in 1 dargestellt ist, ist die drahtlose Ladematte 102 demgemäß dazu konfiguriert, drei Batteriepacks 104 gleichzeitig zu laden. Bei anderen Ausführungsformen können mehr oder weniger Ladespulen 126 in der drahtlosen Ladematte 102 vorgesehen sein, so dass mehr oder weniger Batteriepacks 104 gleichzeitig von der drahtlosen Ladematte 102 geladen werden können. Wie dies unten noch genauer beschrieben wird, können die Ladespulen 126 selektiv so angesteuert werden, dass keine, eine, einige oder alle der Ladespulen 126 zu einem gegebenen Zeitpunkt angesteuert werden.
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2 ist ein Blockdiagramm des drahtlosen Ladesystems 100 und veranschaulicht bestimmte Aspekte des drahtlosen Ladesystems 100 genauer. In 2 umfasst der Batteriepack 104 einen Batterietransceiver 155, einen Batteriecontroller 160 und einen Ladesensor 162. Die drahtlose Kommunikationsschaltung 128 (die später genauer erläutert wird) der drahtlosen Ladematte 102 stellt eine Kommunikationsverbindung mit dem Batterietransceiver 155 des Batteriepacks 104 her. Die Kommunikationsverbindung ermöglicht Kommunikationen zwischen dem Ladecontroller 122 und dem Batteriecontroller 160. Die Kommunikationen zwischen dem Ladecontroller 122 und dem Batteriecontroller 160 können bidirektional oder unidirektional sein.
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Der Batterietransceiver 155 des Batteriepacks 104 wird mit Leistung versorgt, die über die Empfangsspule 130 empfangen wird. Folglich zieht der Batterietransceiver 155 keine Leistung von den Batteriezellen 132. Bei anderen Ausführungsformen wird der Batterietransceiver 155 jedoch ganz oder teilweise von den Batteriezellen 132 versorgt. Der Batteriecontroller 160 ist an die Batteriezellen 132 gekoppelt und wird von diesen mit Leistung versorgt. Die Batteriezellen 132 können eine oder mehrere Batteriezellen umfassen, beispielsweise Lithium-Ionen-Zellen oder Zellen eines anderen chemischen Zelltyps. Der Batteriecontroller 160 ist weiterhin an den Ladesensor 162 gekoppelt und kommuniziert mit diesem. Der Ladesensor 132 liefert einen Hinweis über einen Ladezustand (das heißt Ladepegel) der Batteriezellen 132 an den Batteriecontroller 160. Beispielsweise kann der Ladesensor 162 einen Spannungssensor umfassen, der den Spannungspegel der Batteriezellen 132 angibt, über den der Batteriecontroller 160 auf den Ladezustand der Batteriezellen 132 schließen kann.
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Die 3A und 3B veranschaulichen eine Ausführungsform des drahtlosen Ladesystems 100. Wie dies in den 3A und 3B gezeigt ist, umfasst das drahtlose Ladesystem 100 eine drahtlose Ladematte 102 mit einer Mattenoberfläche 180, die im Wesentlichen plan ist und auf sich Batteriepacks 104 trägt. Bei der drahtlosen Ladematte 102 sind die Ladespulen 126 an verschiedenen Orten unterhalb der Mattenoberfläche 180 verteilt. Die Ladespulen 126 können einander überlappen oder sie können so angeordnet sein, dass sich die Ladespulen 126 nicht überlappen. Die Ladespulen 126 sind im Allgemeinen flache Spulen, obwohl bei anderen Ausführungsformen auch andere Spulenformen zum Einsatz kommen können. Jede einzelne Ladespule 126 ist dazu in der Lage, einen separaten Batteriepack 104 zu laden. Bei einigen Ausführungsformen kann die drahtlose Ladematte 102 allgemein nicht-plan sein, beispielsweise kann die drahtlose Ladematte 102 muldenförmig sein. Alternativ kann sich die Mattenoberfläche 180 der drahtlosen Ladematte 102 verändern (das heißt, eine wellenartige Oberfläche aufweisen).
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Bei einigen Ausführungsformen umfasst das drahtlose Ladesystem 100 mehrere drahtlose Ladematten 102 (nicht dargestellt). Beispielsweise können mehrere drahtlose Ladematten 102 benachbart zueinander und parallel zueinander (das heißt Seite an Seite) angeordnet werden. Die Batteriepacks 104 können zwischen den drahtlosen Ladematten 102 angeordnet werden. Die drahtlosen Ladematten 102 können ähnliche Eigenschaften bezüglich dem drahtlosen Laden der Batteriepacks 104 aufweisen und Batteriepackinformationen visuell anzeigen, wie die unten erläuterte drahtlose Ladematte 102. Bei einigen Ausführungsformen, die mehrere drahtlose Ladematten 102 umfassen, kann das drahtlose Ladesystem 100 eine erste drahtlose Ladematte 102 mit einer Mattenoberfläche 180 aufweisen, die im allgemeinen plan ist und auf sich Batteriepacks 104 trägt, wie dies in den 3A und 3B dargestellt ist. Das drahtlose Ladesystem 100 kann auch eine zweite drahtlose Ladematte (nicht dargestellt) umfassen, die oberhalb von, und im Wesentlichen parallel zu der ersten drahtlosen Ladematte 102 angeordnet ist. Die ersten und zweiten drahtlosen Ladematten können ähnliche Eigenschaften bezüglich dem drahtlosen Laden der Batteriepacks 104 haben und Batteriepackinformationen visuell anzeigen. Eine oder beide der ersten drahtlosen Ladematte 102 und der zweiten drahtlosen Ladematte können zumindest eine reflektierende Oberfläche aufweisen, so dass die Batteriepacks 104, die zwischen der ersten drahtlosen Ladematte 102 und der zweiten drahtlosen Ladematte angeordnet sind, beobachtet werden können.
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Die 4A und 4B veranschaulichen die drahtlose Kommunikationsschaltung 128 der drahtlosen Ladematte 102 detaillierter. In 4A umfasst die drahtlose Ladematte 102 drahtlose Sensoren 405 und visuelle Anzeigen 410, die paarweise angeordnet sind, um ein Array zu bilden. Die visuellen Anzeigen 410 können, beispielsweise, LEDs (LED = light emitting diode/lichtemittierende Diode) sein. Jede visuelle Anzeige 410 ist nahe bei einem drahtlosen Sensor 405 angeordnet und diesem eindeutig zugeordnet. Gemäß 4B ist beispielsweise die in Reihe A, Spalte 1 angeordnete visuelle Anzeige 410 nahe bei dem in Reihe A, Spalte 1 angeordneten drahtlosen Sensor 405 angeordnet und diesem eindeutig zugeordnet. Folglich kann die in Reihe A, Spalte 1 angeordnete visuelle Anzeige 410 basierend auf Batteriepackinformationen zum Leuchten gebracht werden, die von dem in Reihe A, Spalte 1 angeordneten drahtlosen Sensor 405 erfasst werden.
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Die visuellen Anzeigen 410 können den zugehörigen drahtlosen Sensoren 405 auf mehrere Arten eindeutig zugeordnet sein. Bei einigen Ausführungsformen können die visuellen Anzeigen 410 den zugehörigen drahtlosen Sensoren 405 beispielsweise auf der Grundlage von Hardwareverbindungen in der drahtlosen Ladematte 102 eindeutig zugeordnet sein. Bei anderen Ausführungsformen kann der Ladecontroller 122 die visuellen Anzeigen 410 den zugehörigen drahtlosen Sensoren 405 eindeutig zuordnen. Wenn die visuellen Anzeigen 410 den drahtlosen Sensoren 405 eindeutig zugeordnet sind, bringt der Ladecontroller 122 jede visuelle Anzeige 410 auf der Grundlage des von dem zugehörigen eindeutig zugeordneten drahtlosen Sensor 405 empfangenen Inputs zum Leuchten. Die drahtlosen Sensoren 405 können Bluetooth®-Kommunikationsschaltungen umfassen, die gemäß dem Bluetooth®-Protokoll kommunizieren. In anderen Fällen können die Kommunikationsschaltung 128 und der Batterietransceiver 155 NFC-Schaltungen (NFC = near field communication/Nahbereichskommunikation), Wi-Fi-Kommunikationsschaltun-gen (zum Beispiel IEEE 802.11x) oder Kommunikationsschaltungen zur Verwirklichung einer anderen Form von drahtlosen Nahbereichskommunikationen umfassen.
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Bei einigen Ausführungsformen können die visuellen Anzeigen 410 weiterhin Drei-Farben-LEDs sein, oder andere Typen von visuellen Anzeigen, oder Gruppen von visuellen Anzeigen (das heißt, mehrere visuelle Anzeigen 410 können sich in der Nähe von jedem drahtlosen Sensor 405 befinden und ein Element des Arrays bilden). Weiterhin ist das spezielle Array von 4A exemplarisch. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die drahtlose Ladematte 102 mehr oder weniger Elemente in dem Array.
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4B veranschaulicht ein Ladeszenario mit einem auf der drahtlosen Ladematte 102 angeordneten Batteriepack 104. In 4B sind die Reihen und Spalten des Arrays aus drahtlosen Sensoren 405 und visuellen Anzeigen 410 beschriftet, so dass jedes Paar der Elemente in dem Array einfach identifiziert werden kann. Ein Umriss des Batteriepacks 104 ist so dargestellt, dass man das gesamte Array sieht. Wie dies in 4B gezeigt ist, ist eine Mehrzahl von visuellen Anzeigen auf der Grundlage von Batteriepackinformationen zum Leuchten gebracht, die von den zugehörigen drahtlosen Sensoren 405 von dem Batteriepack 104 empfangen wurden. Insbesondere umfasst die Mehrzahl der zum Leuchten gebrachten visuellen Anzeigen 410 A3, A4, B3, B4, B5, C2, C3, C4, D2, D3 und D4. Der Ladecontroller 122 bringt jede einzelne visuelle Anzeige 410 auf der Grundlage von Batteriepackinformationen zum Leuchten, die von dem drahtlosen Sensor 405 empfangen werden, wobei jede visuelle Anzeige 410 eindeutig zugeordnet ist.
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Die Batteriepackinformationen können einen Ladepegel des Batteriepacks 104, einen Batterietyp, einen Besitzer- beziehungsweise Eigentümeridentifizierer, eine Ladestatistik (das heißt Anzahl von Ladezyklen) oder andere Informationen umfassen, die die Batterieleistung oder den Status betreffen. Bei einigen Ausführungsformen kann der Ladecontroller 122 die visuellen Anzeigen 410 so steuern, dass sie mit einer bestimmten Farbe leuchten, die vom Ladestatus abhängt (das heißt Grün zur Anzeige einer vollständig geladenen Batterie und Rot zur Anzeige einer Batterie mit weniger als 50 Prozent Ladung). Bei anderen Ausführungsformen kann der Ladecontroller 122 die visuellen Anzeigen 410 so steuern, dass sie mit Unterbrechungen bei verschiedenen Frequenzen zum Leuchten gebracht werden, in Abhängigkeit vom Ladestatus. Bei einigen Ausführungsformen kann der Ladecontroller 122 die visuellen Anzeigen 410 so steuern, dass sie mit einer bestimmten Farbe leuchten, die von dem Eigentümeridentifizierer abhängt (das heißt der Bereich um das Gerät des Benutzers A wird mit einer Farbe zum Leuchten gebracht, während der Bereich um das Gerät des Benutzers B mit einer anderen Farbe zum Leuchten gebracht wird).
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Demgemäß kann die drahtlose Ladematte 102 die visuellen Anzeigen 410 in einem Muster zum Leuchten bringen oder aktivieren, das im Wesentlichen eine vorherbestimmte Form des Batteriepacks 104 auf der drahtlosen Ladematte 102 wiedergibt. Wenn der Batteriepack 104 an ein batteriebetriebenes Gerät (nicht dargestellt) gekoppelt ist und auf der drahtlosen Ladematte 102 angeordnet wird, kann die drahtlose Ladematte 102 die visuellen Anzeigen 410 alternativ in einem Muster zum Leuchten bringen, dass eine vorherbestimmte Form des batteriebetriebenen Gerätes im Wesentlichen wiedergibt.
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Bei anderen Ausführungsformen kann der Ladecontroller 122 eine zweite Mehrzahl von visuellen Anzeigen 410 zum Leuchten bringen, die in einem vorherbestimmten Abstand von der ersten Mehrzahl von visuellen Anzeigen 410 angeordnet sind. Die zweite Mehrzahl von visuellen Anzeigen 410 kann unter Verwendung der gleichen Batteriepackinformationen zum Leuchten gebracht werden, die dazu verwendet wurde, die erste Mehrzahl von visuellen Anzeigen 410 zum Leuchten zu bringen. In FIG. 4B können beispielsweise visuelle Anzeigen A5, B2, C1, C5 und D1 in der gleichen Weise zum Leuchten gebracht werden wie die visuellen Anzeigen A3, A4, B3, B4, B5, C2, C3, C4, D2, D3 und D4. Bei einigen Ausführungsformen können beide Gruppen von visuellen Anzeigen 410 so gesteuert werden, dass sie die gleiche Ausgabe erzeugen, obwohl die zugehörigen drahtlosen Sensoren 405 der einen Gruppe keine Batteriepackinformationen von dem Batteriepack 104 empfangen haben.
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5 veranschaulicht ein Verfahren 500 zum Anzeigen von Batteriepackinformationen über eine Mehrzahl von Batteriepacks 104, die auf der drahtlosen Ladematte 102 geladen werden. Beim Block 505 erfasst die drahtlose Ladematte 102 und, spezieller, der Ladecontroller 122, wenn ein Batteriepack 104 auf der drahtlosen Ladematte 102 angeordnet wird. Beispielsweise kann der Ladecontroller 122 das Vorhandensein (und das Fehlen) von Batteriepacks 104 basierend darauf erfassen, dass Rundsendenachrichten oder andere Kommunikationen von den Batteriepacks 104 erfasst (oder nicht erfasst) werden, die über die drahtlosen Sensoren 405 empfangen werden. Wenn sich keine Batteriepacks 104 auf der drahtlosen Ladematte 102 befinden, bleibt das Verfahren 500 beim Block 505 und wartet darauf, dass ein Batteriepack 104 auf der drahtlosen Ladematte 102 angeordnet wird. Wenn der Batteriepack 104 auf der drahtlosen Ladematte 102 angeordnet wird, erhält der Ladecontroller 122 beim Block 510 Batteriepackinformationen von jedem drahtlosen Sensor 405, der sich in Reichweite des Batteriepacks 104 befindet.
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Die Batteriepackinformationen können einen Ladepegel des Batteriepacks 104, einen Batterietyp, einen Eigentümeridentifizierer, eine Ladestatistik (das heißt die Anzahl von Ladezyklen) oder andere Informationen umfassen, die mit der Batterieleistung oder dem Batteriestatus zusammenhängen. Beispielsweise empfängt der Ladecontroller 122 aktualisierte Ladestatusinformationen für jeden Batteriepack 104 auf der drahtlosen Ladematte 102, basierend auf Daten, die dem Ladecontroller 122 von dem Batteriepack 104 periodisch zugeführt werden, oder als Antwort auf periodische Anfragen des Ladecontrollers 122. Die Ladestatusinformationen zeigen an, ob der zugehörige Batteriepack 104 vollständig geladen ist, den aktuellen Ladepegel des Batteriepacks 104, oder beides. Der Ladepegel kann in Form eines relativen Ladewertes für den Batteriepack 104 vorliegen (beispielsweise als ein Prozentsatz der Ladekapazität des Batteriepacks 104) oder als ein absoluter Ladepegel (beispielsweise ausgedrückt als eine Coulomb-Zählung).
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Beim Block 515 gruppiert der Ladecontroller 122 alle drahtlosen Sensoren 405, die Batteriepackinformationen von dem Batteriepack 104 empfangen haben, in eine erste Gruppe. Die erste Gruppe umfasst eine Mehrzahl von visuellen Anzeigen 410 von denen jede einem der Mehrzahl von drahtlosen Sensoren 405 entspricht. Beim Block 520 steuert der Ladecontroller 122 die visuellen Anzeigen 410, die der ersten Gruppe entsprechen, in gleicher Weise zu leuchten, basierend auf den Batteriepackinformationen, die von dem Batteriepack 104 empfangen wurden, wodurch Batteriepackinformationen über den Batteriepack 104 unter Verwendung der drahtlosen Ladematte 102 visuell angezeigt werden. Beim Block 525 ermöglicht es der Ladecontroller 122 den zugehörigen Spulentreibern 124 die Ladespulen 126 so anzusteuern, dass der Batteriepack 104 drahtlos geladen wird. Nachdem die Spulentreiber 124 freigegeben sind, fährt das Verfahren 500 beim Block 605 (siehe 6) fort, um die drahtlose Ladematte 102 zu überwachen. Wenn einer oder mehrere Batteriepacks 104 auf der drahtlosen Ladematte 102 vorhanden sind, kann die drahtlose Ladematte 102 neue Batteriepacks 104, die auf der Ladematte 102 angeordnet werden, erfassen, wie dies nachfolgend anhand von 7 ausführlicher erläutert wird.
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6 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren 600 zur Anzeige von Batteriepackinformationen, das auf der drahtlosen Ladematte 102 ausgeführt wird, während eine Mehrzahl von Batteriepacks 104 geladen wird. Beim Block 605 stellt die drahtlose Ladematte 102 fest, ob sich ein oder mehrere Batteriepacks 104 noch auf der drahtlosen Ladematte 102 befinden. Wenn keine Batteriepacks 104 vorhanden sind, fährt die drahtlose Ladematte 102 beim Block 610 fort, wo der Ladecontroller 122 die Spulentreiber 124 abschaltet, um die Ansteuerung der Ladespulen 126 zu beenden. Beim Block 615 schaltet der Ladecontroller 122 die visuellen Anzeigen 410 ab, und das Verfahren 600 fährt beim Block 505 fort, um darauf zu warten, dass ein Batteriepack 104 auf der drahtlosen Ladematte 102 angeordnet wird.
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Wenn sich ein oder mehrere Batteriepacks 104 auf der drahtlosen Ladematte 102 befinden, erfasst der Ladecontroller 122 beim Block 620, ob irgendwelche Batteriepacks 104 von einer ersten Position zu einer zweiten Position auf der drahtlosen Ladematte 102 bewegt wurden. Bei einigen Ausführungsformen führt der Ladecontroller 122 den Block 620 aus, indem er Batteriepackinformationen liest, die von allen drahtlosen Sensoren 405 empfangen wurden, und indem er sie mit vorher gelesenen Batteriepackinformationen vergleicht. Wenn zumindest ein drahtloser Sensor 405 Batteriepackinformationen von einem anderen Batteriepack 104 als dem, von dem er vorher Batteriepackinformationen empfangen hat, empfängt, stellt der Ladecontroller 122 fest, dass zumindest ein Batteriepack 104 von einer ersten Position zu einer zweiten Position auf der drahtlosen Ladematte 102 bewegt wurde. Wenn ein Batteriepack 104 seine Position auf der drahtlosen Ladematte 102 verändert hat, führt der Ladecontroller 122 beim Block 625 eine Regruppierung der drahtlosen Sensoren 405 durch, die zusammen Batteriepackinformationen von dem gleichen Batteriepack 104 empfangen haben. Jede Gruppe umfasst eine Mehrzahl von visuellen Anzeigen 410, von denen jede einem der Mehrzahl von drahtlosen Sensoren 405 entspricht. Bei anderen Ausführungsformen braucht das Verfahren 600 den Block 620 nicht zu umfassen. Bei solchen Ausführungsformen kann der Ladecontroller 122 die drahtlosen Sensoren 405 wiederholt auslesen und die drahtlosen Sensoren 405, die Batteriepackinformationen von dem gleichen Batteriepack 104 zusammen empfangen, regruppieren, wodurch die Position und der Status der Batteriepacks 104 in Echtzeit aktualisiert werden. Der Ladecontroller 122 kann die drahtlosen Sensoren 405 wiederholt auslesen und die drahtlosen Sensoren 405, die Batteriepackinformationen von dem gleichen Batteriepack 104 empfangen haben, regruppieren, für alle Batteriepacks 104 auf der drahtlosen Ladematte 102. Folglich werden die Position und der Status von allen Batteriepacks 104 auf der drahtlosen Ladematte 102 in Echtzeit aktualisiert.
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Beim Block 630 steuert der Ladecontroller 122 die visuellen Anzeigen 410, die der jeweiligen Gruppe entsprechen, in derselben Weise zu leuchten, basierend auf den Batteriepackinformationen, die von dem Batteriepack 104 empfangen werden, wodurch Batteriepackinformationen über die Batteriepacks 104 unter Verwendung der drahtlosen Ladematte 102 visuell angezeigt werden. Demgemäß kann der Ladecontroller 122 eine Bewegung eines Batteriepacks 104 von einer ersten Position zu einer zweiten Position auf der drahtlosen Ladematte 102 in Echtzeit erfassen. Der Ladecontroller 122 kann auch die Ausgabe des Arrays von visuellen Anzeigen 410 an der zweiten Position in Echtzeit aktualisieren, um Batteriepackinformationen des Batteriepacks 104, der bewegt wurde in Echtzeit visuell anzuzeigen.
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Beim Block 635 beendet die drahtlose Ladematte 102 das Laden von denjenigen Batteriepacks 104, von denen auf der Grundlage der durch die drahtlosen Sensoren 405 empfangenen Batteriepackinformationen festgestellt wurde, dass sie vollständig geladen sind. Beispielsweise steuert der Ladecontroller 122 jeden Spulentreiber 124, der einem vollständig geladenen Batteriepack 104 zugeordnet ist, das Ansteuern der zugehörigen Ladespule 126 zu beenden. Beim Block 640 fährt die drahtlose Ladematte 102 damit fort, die Batteriepacks 104 zu laden, die nicht vollständig geladen sind, was über die Batteriepackinformationen festgestellt wurde, die von den drahtlosen Sensoren 405 empfangen wurden. Das Verfahren 600 fährt dann bei Block 705 fort (siehe 7), wenn beim Schritt 620 keine Batteriepacks 104 zu einer anderen Position auf der drahtlosen Ladematte 102 bewegt wurden, fährt das Verfahren 600 beim Block 705 fort (siehe 7).
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7 veranschaulicht ein Verfahren 700 zum Anzeigen von Batteriepackinformationen auf der drahtlosen Ladematte 102, wenn ein zusätzlicher Batteriepack 104 neu auf der drahtlosen Ladematte 102 angeordnet wird. Beim Block 705 stellt der Ladecontroller 122 fest, ob ein zusätzlicher Batteriepack 104 neu auf der drahtlosen Ladematte 102 vorhanden ist. Wenn ein zusätzlicher Batteriepack 104 nicht neu vorhanden ist, fährt das Verfahren 700 beim Block 730 fort. Wenn zumindest ein drahtloser Sensor 405 den zusätzlichen Batteriepack 104 beim Block 710 feststellt, erhält der Ladecontroller 122 Batteriepackinformationen von jedem drahtlosen Sensor 405 in der Reichweite des zusätzlichen Batteriepacks 104. Beim Block 715 erzeugt der Ladecontroller 122 eine neue Gruppe von drahtlosen Sensoren 405 und visuellen Anzeigen 410, die den drahtlosen Sensoren 405 innerhalb der Reichweite des Batteriepacks 104 entsprechen. Beim Block 720 steuert der Ladecontroller 122 die Ausgabe der visuellen Anzeigen 410 der neuen Gruppe, auf dieselbe Weise zu leuchten, basierend auf den Batteriepackinformationen, die von dem zusätzlichen Batteriepack 104 empfangen wurden.
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Beim Block 725 stellt die drahtlose Ladematte 102 fest, ob der zusätzliche Batteriepack 104 vollständig geladen ist. Wenn der zusätzliche Batteriepack 104 vollständig geladen ist, beginnt die drahtlose Ladematte 102 nicht mit dem Laden des zusätzlichen Batteriepacks 104, und sie fährt beim Block 730 fort. Wenn der zusätzliche Batteriepack 104 nicht vollständig geladen ist, beginnt die drahtlose Ladematte 102, den zusätzlichen Batteriepack 104 beim Block 735 zu laden, und sie fährt dann beim Block 730 fort.
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Beim Block 730 beendet die drahtlose Ladematte 102 das Laden von denjenigen Batteriepacks 104, bei denen auf der Grundlage der über die drahtlosen Sensoren 405 empfangenen Batteriepackinformationen festgestellt wurde, dass sie vollständig geladen sind. Beim Block 740 fährt die drahtlose Ladematte 102 damit fort, die Batteriepacks 104 zu laden, die nicht vollständig geladen sind, was anhand der über die drahtlosen Sensoren 405 empfangenen Batteriepackinformationen festgestellt wurde. Das Verfahren 700 fährt dann beim Block 605 (siehe 6) fort, um das Verfahren 600 zu wiederholen. Die Wiederholung des in den Flussdiagrammen der 5 bis 7 dargestellten Verfahrens ermöglicht es dem Ladecontroller 122 die Batteriepacks 104 zu überwachen, die auf der drahtlosen Ladematte 102 angeordnet sind, und Batteriepackinformationen in Echtzeit mit den visuellen Anzeigen 410 anzuzeigen, die in der Nähe von jedem Batteriepack 104 angeordnet sind.
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In der vorangehenden Spezifikation sind spezifische Ausführungsformen beschrieben worden. Dem Fachmann auf dem Gebiet ist jedoch klar, dass verschiedene Modifizierungen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Geist der Erfindung abzuweichen, wie in den Ansprüchen unten dargelegt. Dementsprechend sind die Spezifikation und die Abbildungen in einem eher illustrativen als einem restriktiven Sinne zu verstehen und alle solche Modifikationen sollen in dem Geist der vorliegenden Lehren enthalten sein.
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Die Nutzen, Vorteile, Problemlösungen und jedes denkbare Element, das dazu führt, dass irgendein Nutzen, Vorteil oder irgendeine Lösung eintritt oder ausgeprägter wird, sollen nicht als kritische, erforderliche oder essentielle Merkmale oder Elemente eines beliebigen Anspruchs oder aller Ansprüche ausgelegt werden. Die Erfindung wird ausschließlich durch die angehängten Ansprüche definiert, einschließlich jeder beliebigen Änderung, die während der Rechtshängigkeit der vorliegenden Anmeldung vorgenommen wird, und aller Äquivalente solcher Ansprüche, wie veröffentlicht.
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Darüber hinaus sollen in diesem Dokument relationale Ausdrücke, wie zum Beispiel, erste und zweite, oben und unten, und dergleichen ausschließlich verwendet werden, um eine Entität oder Aktion von einer anderen Entität oder Aktion zu unterscheiden, ohne notwendigerweise irgend eine tatsächliche solche Beziehung oder Reihenfolge zwischen solchen Entitäten oder Aktionen zu erfordern oder zu implizieren. Die Ausdrücke „umfasst“, „umfassend“, „hat“, „habend“, „beinhalten“, „beinhaltend“, „enthalten“, „enthaltend“ oder eine beliebige Variation davon sollen eine nicht-exklusive Einbeziehung abdecken, so dass ein Prozess, Verfahren, Artikel oder eine Vorrichtung, die eine Liste von Elementen umfassen, haben, beinhalten, enthalten, nicht nur solche Elemente beinhalten, sondern andere Elemente beinhalten können, die nicht ausdrücklich aufgeführt werden, oder solchen Prozessen, Verfahren, Artikeln oder Vorrichtungen inhärent sind. Ein Element, das fortfährt mit „umfasst... ein“, „hat... ein“, „beinhaltet... ein“, „enthält... ein“, schließt nicht, ohne weitere Auflagen, die Existenz zusätzlicher identischer Elemente in dem Prozess, Verfahren, Artikel oder der Vorrichtung aus, die das Element umfassen, haben, beinhalten, enthalten. Die Ausdrücke „eine“ und „ein“ werden als eins oder mehr definiert, sofern hierin nichts anderes explizit festgelegt ist. Die Ausdrücke „im Wesentlichen“, „essentiell“, „ungefähr“, „etwa“ oder eine beliebige andere Version davon wurden als „nahe bei sein“ definiert, wie dem Fachmann auf dem Gebiet klar ist, und in einer nicht begrenzenden Ausführungsform wird der Ausdruck definiert, innerhalb von 10 %, in einer anderen Ausführungsform innerhalb von 5 % in einer anderen Ausführungsform innerhalb von 1 % und in einer anderen Ausführungsform innerhalb von 0,5 % zu sein. Der Ausdruck „gekoppelt“, wie er hierin verwendet wird, wird als „verbunden“ definiert, obwohl nicht notwendigerweise direkt und nicht notwendigerweise mechanisch. Eine Vorrichtung oder Struktur, die in einer bestimmten Art und Weise „konfiguriert“ ist, ist mindestens auf diese Art und Weise konfiguriert, kann aber auch auf mindestens eine Art und Weise konfiguriert sein, die nicht aufgeführt ist.
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Es ist gewünscht, dass einige Ausführungsformen einen oder mehrere generische oder spezialisierte Prozessoren (oder „Verarbeitungsvorrichtungen“) umfassen, wie zum Beispiel, Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren, kundenspezifische Prozessoren und freiprogrammierbare Feld-Gate-Arrays (FPGAs) und eindeutige gespeicherte Programmanweisungen (die sowohl Software als auch Firmware umfassen), die den einen oder mehrere Prozessoren steuern, um in Verbindung mit bestimmten Nicht-Prozessor-Schaltungen, einige, die meisten oder alle der Funktionen des Verfahrens und/oder der Vorrichtung, die hierin beschrieben werden, zu implementieren. Alternativ können einige oder alle Funktionen durch eine Zustandsmaschine implementiert werden, die über keine gespeicherten Programmanweisungen verfügt, oder in einer oder mehreren anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), in denen jede Funktion oder einige Kombinationen von bestimmten der Funktionen, als kundenspezifische Logik implementiert sind. Selbstverständlich kann eine Kombination der zwei Ansätze verwendet werden.
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Darüber hinaus kann eine Ausführungsform als ein computerlesbares Speichermedium implementiert sein, das über einen darauf gespeicherten computerlesbaren Code zum Programmieren eines Computers (der zum Beispiel einen Prozessor umfasst) verfügt, um ein hierin beschriebenes und beanspruchtes Verfahren durchzuführen. Beispiele solcher computerlesbaren Speichermedien umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein: eine Festplatte, eine CD-ROM, eine optische Speichervorrichtung, eine magnetische Speichervorrichtung, einen ROM (Nur-Lese-Speicher), einen PROM (Programmierbarer Lesespeicher), einen EPROM (Löschbarer Programmierbarer Lesespeicher), einen EEPROM (Elektrisch Löschbarer Programmierbarer Lesespeicher) und einen Flash-Speicher. Weiterhin ist zu erwarten, dass ein Fachmann auf dem Gebiet, ungeachtet möglicher erheblicher Anstrengungen und einer großen Designauswahl, die zum Beispiel durch eine zur Verfügung stehende Zeit, der aktuellen Technologie und ökonomische Überlegungen begründet ist, geleitet durch die hierin offenbarten Konzepte und Prinzipien, ohne Weiteres in der Lage ist solche Softwareanweisungen und Programme und ICs mit minimalem Versuchsaufwand zu erzeugen.
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Die Zusammenfassung der Offenbarung wird zur Verfügung gestellt, um dem Leser zu erlauben, die Natur der technischen Offenbarung schnell zu erkennen. Es wird mit dem Verständnis eingereicht, dass es nicht verwendet wird, um den Geist oder die Bedeutung der Ansprüche zu interpretieren oder zu begrenzen. Zusätzlich ist der vorangehenden ausführlichen Beschreibung zu entnehmen, dass verschiedene Merkmale in verschiedenen Ausführungsformen zusammengruppiert werden, um die Offenbarung zu straffen. Dieses Offenbarungsverfahren soll nicht als ein Reflektieren einer Intention interpretiert werden, dass die beanspruchten Ausführungsformen mehr Merkmale erfordern, als ausdrücklich in jedem Anspruch vorgetragen werden. Vielmehr liegt, wie aus den folgenden Ansprüchen hervorgeht, ein erfinderischer Gegenstand in weniger als allen Merkmalen einer einzelnen offenbarten Ausführungsform vor. Somit werden die folgenden Ansprüche hierdurch in die ausführliche Beschreibung integriert, wobei jeder Anspruch für sich alleine als ein getrennt beanspruchter Gegenstand steht.
