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Als Handgriff für elektrisch beleuchtete und/oder beheizte Instrumente
verwendbarer Behälter für aufladbare elektrische Batterien und Ladegerät zum Aufladen
am Wechselstrom-Lichtnetz.
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Die nachstehend beschriebene neue Anordnung betrifft einen Behälter
mit eingebauter aufladbarer Stromquelle und eine im gleichen Behälter untergebrachte
Ladeeinrichtung, die es ermöglicht, die aufladbaren Batterien vom Wechselstrom-Lichtnetz
aufzuladen. Als Beispiel für geeignete aufladbar Batterien seien gasdichte Nickel-Stahl-Akkumulatoren
genannt.
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Als Anwendungsbeispiel für die beschriebene Erfindung seien sogenannte
Batteriegriffe für medizinisch-diagnostische Instrumente herangezogen. Solche Instrumente,
z. B. Otoskope, benötigen eine Glühbirne für Beleuchtungzwecke. Als Stromquelle
für diese 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 bekonnten Stabtaschenlampen.
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Meist sind diese Batteriegriffe so ausgeführt, daß man beliebige Untersuchungsinstrumente,
die es in einer grossen Anzahl gibt, wahlweise aufsetzen kann.
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Es liegt nanmahe, die seit einiger Zeit bekannten kleinen gasdichten
Steblaltkumulatoren oder andere geeignete aufladbar Zellen in die Griffe anstelle
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 die bei Verwendung von Trockenbatterien der Fall ist.
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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 benützen zu müssen, hat
die Verwendung solcher Akkumulatoren bis jetzt für die geschilderten Zwecke im Wesentlichen
verhindert.
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Es liegt nun nahe, ein kleines Ladegerät mit in den Batteriegriff
einzubauen. Es sind auch Taschenlampe 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 Lichtnetzes
enthalten sind.
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Die Anwendung des gleichen Gedankens für Batteriegriffe der oben beschriebenen
Art scheitert bis jetzt an folgenden Umständen : Die Ladegeräte in den geschilderten
Taschenlampe bestehen im Wesentlichen aus einem Kondensator, der zur leistungslosen
Reduzierung der Netzspannung auf die benötigte Niederspannung dient, einem Trockengleichrichter
und einigen Widerständen. In Abbildung 1 ist eine solche Schaltung gezeigt. Die
Netzspannung (im 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 Akkumulatorenbatterien 6 verlangt. Die Gleichrichter 5 sind dementsprechend
bemessen. Die Widerstände 2 und 3 dienen als Lade-bzw. Entladewiderstand des Kondensators.
Der Schalter 7 dient zum Ein-und Ausschalten der Glühbirne 8.
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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 niederohmig Verbindung, da der Innenwiderstand
der Batterien niedrig ist, mit dem anderen Netz. pol eine Verbindung über die Gleichrichter
5, Kondensator4 und Widerstand 3.
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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, einen,
u. U. gefährlichen Schlag erhalten. Dies bedeutet also, daß Anordnungen, entsprechend
der Schaltung Abbildung 1, aus Sicherheitsgründen nicht angewendet werden können,
wenn irgendeine Möglichkeit besteht, irgendeinen, mit dem Lampen kreis verbundenen
Punkt zu berühren.
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Bei den bekannten Taschenlampe wird diese Gefahr dadurch verringert,
daß das ganze Gerät aus isolierendem Kunststoff hergestellt ist und die Glühlampe
nur zugänglich ist, wenn die (ebenfalls isolierende) Sammellinse abgenommen wird.
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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 vor zufälligen Berührungen zu schützen.
Die Mehrzahl aller infrage kommenden diagnostischen Instrumente sind aus Metall.
Aus konstruktiven Gründen wird dabei fast ausnahmslos der Metallkörper des Instrumentes
zur Stromleitung benutzt. Ein Anfassen des Instrumentes oder auch bei abgenommenem
Instrument ein Berühren deB Anschlußteile am Griff während der Ladung würde zur
Gefährdung für den Benutzer führen.
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Die einfachste Lösung wäre der Einbau eines Transformtors 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.
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Wegen dieser Schwierigkeiten ist bisher die Verwendung
| vonBatteriegriffen mit aufladbaren Eleinakkumulatoren |
| und eingebautem Ladegerät nicht für derartige Zwecke |
| möglichgewesen. |
| Die nachstehend beschriebene neue Anordnung. beseitigt |
| diese Schwierigkeiten. |
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Der grundlegende Gedanke ist folgender : Es muß dafür gesorgt werden,
daß während der Ladung die nach außen führenden Batterieanschlüsse keinerlei elektrische
Vierbindung mehr zum Netzanschluß haben. Diese Abschaltung der Batterieanschlüsse
muß uneingeschränkt zwangsläufig sein, um jede Gefährdung durch Vergeßlichkeit zu
ver-
| meiden. Erfindungsgemäß wird dies so rreicht, daß die |
zum Anschluß an das Liohtnetz dienenden Kontakte-im allgemeinen Steckerstifte -
während der Entladung durch eine entsprechend angeordnete Abdeckvorrichtung unzulänglich
sind. Um die Verbindung zum Netz herstellen zu können, muß die Abdeckvorrichtung
entfernt werden. Dabei wird die Verbindung zwischen den nach außen führenden Batterieanschlüssen
und dem Netz vollständig d. h. also zweipolig getrennt. Nach dem Aufladen muß die
Abdeckvorrichtung wieder in die vorgesehene Lage gebracht wer-. den, wodurch der
äußere Batterieanschluß wieder mit den Batterien verbunden wird und die Entladung
vor sich gehen kann.
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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.
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Abbildung 2 zeigt als Beispiel eine Ausführung einer solchen Anordnung
und Abbildung 3 die zugehörige elektrische Schaltung. 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 Kontakt gebende Metalleinlagen vorgesehen-werden müssen.
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Zur Ladung muß die Schutzkappe 13 vom Rohr 15 abgezogen werden. Durch
das Abnahmen 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 unterbrochen, die der Stift 16
hergestellt hatte. Der Stift 16 ist von der Schutzkappe 13
durch
das Isolierstück 14 getrennt.
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In Abbildung 3 ist der Zustand während der Ladung dargestellt. Über
die Kontakte 25 wird die Netzwechselspannung zugeführt, die über den Widerstand
29, den Kondensator 30 und den Trockengleichrichter 31 die Akkumulatoren 35 auflädt.
Da die Schutzkappe 13 in Abbildung 2 ja abgenommen ist, ist die Verbindung zwischen
den Kontakten 27 und 28 sowie 32 und 33 getrennt, sodaß keine Verbindung zwischen
den Verbraucheranschlüssen 34 und dem Netz besteht.
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In Abbildung 2 ist gezeigt, daß die Verbraucheranschlüsse für konzentrische
Anschlußstecker 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.
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Nach der Ladung wird die Schutzkappe 13 aufgesetzt, wodurch ein Pol
der Batterie über die Kontakte 27 und 28 und den Regulierwiderstand 36, der zugleich
als Ausschalter ausgebildet sein kann, an die Verbraucheranschlüsse 34 angeschlossen
wird. Der andere Batteriepol wird über die durch 33 geschlossenen Kontakte 32 direkt
an den anderen Pol des Verbraucheranschlusses 34 gelegte Damit ist der Batteriegriff
betriebsbereit.
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Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Schutzkappe nicht vom
Batteriebehälter abgenommen, wenn das Gerät zur Ladung an das Lichtnetz angeschlossen
wird, sondern weiter auf das Batteriegehäuse hinaufgeschoben bis die Steckerstifte
durch entsprechende Öffnungen am Boden der Schutzkappe soweit freigegeben sind,
daß diese in die Steckdose eingeführt werden können. Beim Hinaufschieben der Schutzkappe
werden durch geeignet angeordnete Sonst te wiederum die elektrischen Verbindungen
zwischen den Anschlußkontakten für den Stromverbraucher und die Bat-
| terie getrennt. Der Vorteil dieser Ausführungsfora ist, |
| daß keine losen Zubehörteile vorhanden sind die verloren |
| werdenkonnten. |
| Eine weitere Ausführnngsform des Gerätes sieht vor, daß |
die Schutzkappe mit dem Batteriegehäuse fest verbunden ist und nunmehr die Steckerstifte
für den Netzanschluß
| cin- |
| beweglich, vorzugsweise verschiebbar geordnet sind. Beim |
| Herausschieben der Stecker mittels eines von außen zu |
| bedienenden Griffes oder dergleichen-werden wiederum |
zwangsläufig auch die elektrischen Verbindungen zwischen Batterie und Anschlußkontakten
getrennt.
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Die Anwendung beschränkt sich nicht auf Batteriegriffe für medizinische
Instrumente. Auch für technische und wissenschaftliche Zwecke werden Kontroll- und
Prüfinstrumente mit elektrischer Beleuchtung verwendet, die auf derartige Griffe
aufgesetzt werden können. In enderen Fällen können die Batteriegriffe der beschriebenen
Art als Stromquellen für kleine elektrisch beheizte Geräte wie z.B. Temperatur-Sinnesprüfer
für neurologische Zwecke verwendet werden. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist z.B.
bei Verwendung derartiger Batteriebehälter als
| Stromquelle für Meßinstrumente wie Leitungsprüf er,. Seß- |
brücken usw. gegeben. Hier wird der Verbraucher oft nicht direkt an den Batteriebehälter
angeschlossen, sondern mittels eines Kabels und auch hier ist aus Sicherheitsgründen
eine zwangsläufige Trennung des Verbrauchsstromkreises vom Netz während der Ladung
notwendig.
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Schutz-Ansprüche.
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1. Behälter für Eleinakkumulatoren und Ladegerät zum Aufladen derselben
am Wechselstromlichtnetz, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Anschluß an das Lichtnetz
dienenden Kontakte nur nach Entfernung einer Abdeckvorrichtung zugänglich sind und
daß beim Entfernen der Abdeckvorrichtung zwangsläufig die Verbindung zwischen Batterie
und Stromverbraucheranschluß vollständig getrennt wird.