Gerät zum Laden elektrischer Sammler aus dem Stromnetz Die Erfindung
betrifft ein Gerät zum Laden elektrischer Sammler aus dem Stromnetz unter Beachtung
der zulässigen Höhe des Ladestroms. Geräte der Unterhaltungsindustrie und der kommerziellen
Technik, die mit Transistoren bestückt sind, werden überwiegend von Batterien oder
Jammlern versorgt, um netzunabhängig zu sein. Während Batterien im allgemeinen nach
der Entladung gegen neue ausgetauscht werden müssen, können Sammler wieder aufgeladen
werden,-wozu je nach Sammlertyp eine bestimmte Höhe des Ladegleichstroms vorgeschrieben
ist. Um das Nachladen einfach und sicher vonstatten gehen zu lassen, gibt es Ladegeräte,
die unmittelbar ans Wechselstromnetz angeschlossen werden können. Sie enthalten
in einer Baueinheit eine Aufnahmevorrichtung für den Sammler, den sog. Sammlerkasten,
der mit Kontaktfedern ausgerüstet ist, und eine daran angeschlossene elektrische
Schaltung, die im wesentlichen aus einem Gleichrichter zur Umwandlung des Wechselstroms
in Gleichstrom und einem Widerstand, der den Strom auf die zulässige Höhe begrenzt,
besteht. In Reihe zum Widerstand kann eine Kontrollampe vorgesehen sein, die anzeigt,
daß geladen wird. Nun sind aber verschiedene Sammlertypen im Handel und werden je
nach Strom- und Spannungsbedarf unterschiedlich in den Geräten eingesetzt. Während
für ein kleines Gerät ein Sammler mit vielleicht vier Zellen von je 1,5 V angemessen
ist, erfordert ein größeres Gerät beispielsweise eine Betriebsspannung
von
9 V und dementsprechend Sammler reit sechs Zellen. flach dem Stand der Technik braucht
man für jeden Sammlertyp ein eigenes Ladegerät, da sich die einzelnen Typen sowohl
in den Abmessungen als auch im Wert des optimalen Ladestroms unterscheiden. Die
Erfindung bietet eine Lösung an, die diesen Nachteil bekannter Ladegeräte überwindet,
und zwar durch ein Gerät, bei dem der Sammlerkasten für die Aufnahme verschiedener
Sammlertypen eingerichtet ist und für jeden vorn Grundtyp abweichenden Sammlertyp
eine zusätzliche Kontaktfeder enthält, die bei Einbringen des entsprechenden Sammlers
wirksam gemacht wird und über eine Gleichrichterschaltung den Ladestrom dem jeweiligen
Sammlertyp anpaßt. Eine Ausführung dieses Geräts ist konstruktiv so ausgebildet,
daß jede zusätzliche Kontaktfeder von einer Klappe getragen wird, die um eine senkrecit
zur Verbindungslinie zwischen den festen Kontaktfedern auf dem Boden ues Sammlerkastens
angeordnete Achse schwenkbar ist und zwei stabile Lagen einnehmen kann, wobei sie
in der einen, unwirksamen LaE;e aus dem Weg der beiden festen Kontaktfedern entfernt
ist, während sie in der anderen, wirksamen Lage in den Weg zwischen den festen Kontaktfedern
hineinragt und den Sammlerkasten unterteilt. Beim Hin- und Herklappen wird die auf
der Klappe befestigte Feder in ihrer Biegefestigkeit stark beansprucht, da das mit
dem elektrischen Teil verbundene Ende seine Lage nur wenig ändern darf. Eine vorteilhafte
;leiterbildung der Erfindung sieht deshalb vor, daß die zusätzliche Kontaktfeder
aus zwei Teilen besteht, von denen der eine mit der Klappe fest verbunden ist und
sich mit ihr bewegen läßt, während der andere direkt unter der Klappe fest angebracht
ist und mit dt- Beweglichen Teil in Berührung steht.
Mit der beweglichen
Klappe ist eine mechanische Anpassung des Geräts an die verschiedenen Sammlergrößen
erzielt. Die Unterschiede in den elektrischen Eigenschaften werden in einer Ausgestaltung,
der Erfindung dadurch berücksichtigt, daß zur Anpassung des Ladestroms an den eingebrachten
Sammlertyp pro zusätzlicher Kontaktfeder ein Gleichrichter und ein zusätzlicher
Widerstand in der elektrischen Schaltung vorgesehen sind, wobei der Widerstand die
betreffende Kontaktfeder mit einem Pol des Idetzanschlußsteckers verbindet, während
der Gleichrichter zwischen dieser Kontaktfeder und der entsprechenden, dem Sammlertyp
mit dem nächsthöheren Ladestrom zu-eordneten Kontaktfeder liegt und so gepclt ist,
daß ein Strom über diesen ;leg nur in Richtung zu der dem Sammlertyp höheren Ladestroms
zugeordneten Kontaktfeder fließen kann. Auf die oben beschriebene Weise werden zum
Laden eines Sammlers mit höherem Ladestrom die Ladewiderstände der Sammlertypen
kleineren Ladestroms dein Ladewiderstand des betreffenden Sammlers parallelgeschaltet.
Damit in jedem Fall die Ladekontrollampe Strom erhält, ist nach einer zweckmäßigen
Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Ladekontrollampe dem Widerstand,
der direkt zur Kontaktfeder für den Sammler mit dem kleinsten Ladestrom führt, in
Serie geschaltet
ist. Durch diese Anordnung der Lampe im Ladekreis für den
Sammler mit dem niedrigsten Ladestrom wird erreicht, daß die Lampe immer vom gleichen
Strom durchflossen wird, gleichgültig, ob ein Sammler mit wenigen Zellen und kleinem
Strombedarf oder einer mit vielen Zellen und hohem Strombedarf geladen wird. Im
folgenden wird der Gegenstand der Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels beschrieben und in seiner Wirkungsweiser erläutert.
Fig.
1 zeigt eine Ansicht des Ladegeräts mit teilweise entfernter Seitenwand, Fig. 2
einen Schnitt durch den unteren Geräteteil in einer Ebene parallel zur Grundfläche
des Geräts nach Fig. 1. In Fig. 3 ist eine bekannte Schaltung eines Ladegeräts gezeigt
und in Fig. 4 die Schaltung des Ladegeräts der Erfindung in einer Ausführung für
vier Sammlertypen, von denen aber zwei den gleichen Ladestrom benötigen. Nach Fig.
1 besteht das Ladegerät aus einem Gehäuse, vorzugsweise aus Prellstoff, durch dessen
Vorderfront die Ladekontrolllampe 6 geführt ist und an dessen Rückseite ein Netzstecker
7, c für den Anschluß an das Wechselstromnetz angebracht ist. Unterhalb des Steckers
ist eine Klappe 9 vorgesehen, bei deren Öffnen der Sammlerkasten 10 von außen zugänglich
wird. Da sich die Klappe 9 auf derselben Seite befindet wie der Netzstecker, ist
es praktisch nicht möglich, einen Sammler einzulegen oder zu entfernen, während
das Gerät an das Netz angeschlossen ist. Oberhalb des Sammlerkastens 10 sind die
elektrischen Teile, wie auch die Fassung der Lampe 6 untergebracht. Fig. 2 zeigt
einen Schnitt durch ein Ladegerät nach Fig. 1, das für zwei Arten von Sammlern geeignet
ist. Der Schnitt ist parallel zur Grundfläche etwa in halber Höhe des Sammlerkastens
10 geführt. Gemäß Fig. 2 ist der Boden des Sammlerkastens durchbrochen, um Kontakte
herausführen oder anbringen zu können. Der Boden besteht aus den mit den ringsum
laufenden Wänden fest verbundenen Ansätzen 10a und 10b, von denen der Ansatz 10b
zweimal durchbohrt ist, und einem Steg 10c. Links und rechts befinden sich die festen
Kontaktfedern 2 und 3, die dem größten Sammlertyp zugeordnet sind. Die Kontaktfeder
2 weist einen federnden Ansatz auf, der für gute Kontaktgabe mit dem glatten Pol
des Sammlers sorgt. Im Weg zwischen den beiden festen Kontaktfedern 2 und 3 ist
etwa in Bodenhöhe
H
eine Achse 10e senkrecht zur Zeichenebene
zwischen den Seitenwänden befestigt. Diese Achse. trägt eine Klappe 10d aus Isoliermaterial,
an der der eine Teil 13a einer-weiteren Kontaktfeder 13 angebracht ist. Der andere
Teil 13b der zusätzlichen Kontaktfeder ist am Ansatz 10b des Kastenbodens befestigt
und erstreckt sich bis unter die Achse 10e. Wenn ein Sammler großen Typs geladen
werden soll, wird die Klappe 10d in die gezeichnete Lage heruntergeklappt. Der Sammler
liegt dann auf dieser Klappe auf, und seine beiden Pole stehen in Kontakt mit den
Federn 2 und 3. Soll hingegen ein Sammler des kleinen Typs geladen werden, bringt
man die Klappe 10d in die gestrichelt angedeutete aufgestellte Lage. Der Sammler
liegt jetzt auf dem Steg 10c auf. Für den elektrischen Anschluß sorgen in diesem
Fall die Kontaktfedern 2 und 13a, 13b, welche letztere in leitender Verbindung miteinander
stehen. Die Anschlußfahnen der Kontaktfedern 2, 3 und 13 führen zur elektrischen
Schaltung nach Fig. 4, die weiter unten besprochen wird. Der Sammlerkasten läßt
sich auch für drei und mehr verschiedene Sammlergrößen einrichten. Für den dritten
und jeden weiteren Typ ist je eine weitere Klappe entsprechend der Klappe 10d mit
einer Kontaktfeder im richtigen Abstand von der Kontaktfeder 2 vorzusehen. Die Kontaktfeder
2 bildet den gemeinsamen Anschluß für alle Sammlergrößen. Fig. 3 zeigt eine Ladeschaltung
für einen Sammlertyp. Der negative Pol des Sammlers 1 ist über die Kontaktfeder
2 mit einem Gleichrichter 5 verbunden, der zum Netzanschluß 7 führt. Der positive
Pol des Sammlers 1 liegt über die Kontaktfeder 3@ die Ladekontrollampe 6 und den
Begrenzungswiderstand 4 am anderen Netzansehluß B. Der Begrenzungswiderstand 4 ist
so gewählt, daß der höchstzulässige Ladestrom nicht überschritten wird. Die Kontrollampe
6 ist für den Ladevorgang selbst nicht vonnöten. Sie läßt aber unerwünschte Unterbrechungen
des
Ladens, z. B. durch Netzausfall, erkennen und bestattet daher
eine leichte Überwachung des Geräts. Natürlich können die einzelnen Bauelemente
auch anders angeordnet werden. Da Gleichrichter 5, Sammler 1, Lampe ö und Widerstand
4 sämtlich in Reihe liegen, läßt sich die Reihenfolge ihrer Anordnung beliebig vertauschen.
In Flg. 4 ist die Schaltung eines Ladegeräts zu sehen, das im Sinn der Erfindung
für vier Sammlertypen verschiedener Größe ausgelegt ist. Der äaramler 1 mit den
größten Abmessungen liegt mit dem Minuspol an der festen Kontaktfeder 2, mit dem
Pluspol berührt er die gegenüberliegende, gleichfalls feste Kontaktfeder 3. Für
den nächstkleineren Sammler 11 wird eine Klappe mit der zusätzlichen Kontaktfeder
13 hochgestellt. Er ist dann zwischen den Federn 2 und 13 angeschlossen. Dem noch
kleineren Sammler 21 ist eine zweite Klappe mit der Kontaktfeder 23 zugeordnet,
und dem kleinsten Typ 31 entspricht eine dritte Klappe mit der Kontaktfeder 33.
Der Pluspol liegt auch bei den beiden letztgenannten Sammlern an der gemeinsamen
Feder 2. Eine Gleichrichterschaltung 5 zwischen der Kontaktfeder 2 und dem Netzanschluß
7 wandelt den Netzwechselstrom in einen Gleichstrom um, der - wenn man die konventionelle
Stromrichtung von Plus nach Minus zugrundelegt - vom Anschluß ö zum Anschluß 7 fließt.
Befindet sich ein Sammler 31 des kleinsten Typs im Sammlerkasten, führt der Stromweg
über den Widerstand 34, die Kontrollampe n und die Klappenfeder 33. Die Stromstärke
wird in diesem Fall durch die Serienschaltung von Widerstand 34 und Lampenwiderstand
ci bestimmt. Über die Widerstände 4 und 14 kann kein Strom fließen, da die Gleichrichter
15 und 25 in Sperrichtung liegen.
| Ein jarmnler :nit größeren Abmessungen benötigt im allgemeinen |
| auch einen höheren Ladestrom. Der öammler 21 erhält seinen |
| Ladestrom de;ngemäß über den Widerstand 14 und die Serien- |
| schaltung von Vriderstand 34, Lampe ü und Gleichricater
25, |
| da der Gleichrichter 25 jetzt in Durchlaßrichtung liegt. |
| 'renn schließlich ein jwnrnler 1 des größten Typs eingele;-,t |
| ist, fließt ein noch höherer Ladestrom über die Parallel- |
| schaltung von Widerstand 4, Widerstand 14 und ;Uderstand 34 |
| mit Lampe 6, da jetzt beide Gleichrichter 15 und 25 in Durch- |
| laßrichtung liegen. Auf diese ;leise wird eine optimale An- |
| passung an, die verschiedenen Sammlertypen erzielt. Die Lade- |
| kontrollampe 6 erhält durch ihre Anordnung im-Ladekreis des |
| kleinsten Sammlers und durch die Parallelschaltung dieses |
| Kreises zu den Ladekreisen der größeren Sammler in allen |
| Fällen Strom und zwar immer in gleicher Stärke, so daß sie |
| nicht überlastet werden kann. |
Es ist durchaus denkbar, daß Sammler verschiedenen Fabrikats unterschiedliche Abmessungen
aufweisen, aber die gleichen elektrischen Eigenschaften in bezug auf den Ladestromhaben.
In Fig. 4 ist dieses für die Sammler 11 und 21 angedeutet. Der Sammler 11 ist größer
als der Sammler 21, doch brauchen beide den gleichen Ladestrom. Zur mechanischen
Anpassung sind in diesem Fall für jeden der beiden Typen getrennte Kontaktfedern
13, 23 vorgesehen, die in unterschiedlicher Entfernung von der Kontaktfeder 2 angeordnet
sind. Elektrisch sind diese Kontaktfedern jedoch verbunden und führen zum gleichen
Punkt der Ladeschaltung. Nach dem aufgezeigten Beispiel sind viele Abwandlungen
der Schaltung von Fig. 4 möglich, die jeweils nach Bedarf vorgenommen werden können.;,