DE19963450A1

DE19963450A1 - Stromversorgungssystem für Batterie-betriebene Vorrichtungen

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Publication number: DE19963450A1
Application number: DE19963450A
Authority: DE
Inventors: Peter W Neumann
Original assignee: SB Power Tool Co
Current assignee: Robert Bosch Tool Corp
Priority date: 1999-05-07
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2000-11-09
Anticipated expiration: 2019-12-29
Also published as: DE19963450B4; JP2000324841A; US6243276B1

Abstract

Eine Stromversorgung wandelt eine Wechselstromeingangsspannung in eine Gleichstromausgangsspannung um und versorgt Elektrovorrichtungen mit der Gleichstromausgangsspannung. Die Stromversorgung umfaßt ein Gehäuse, einen im Gehäuse bereitgestellten Transformator zum Vermindern eines Spannungspegels der Wechselstromeingangsspannung, und eine thermische Schutzvorrichtung, die thermisch zwischen der Wechselstromeingangsspannung und dem Transformator geschaltet ist, um, falls aktiviert, als Reaktion auf das Überschreiten einer vorbestimmten Temperatur durch den Transformator die Wechselstromeingangsspannung vom Transformator elektrisch zu trennen. Ein Gleichrichter ist elektrisch mit dem Transformator verbunden, um die vom Transformator verminderte Wechselstromeingangsspannung in die Gleichstromausgangsspannung gleichzurichten, die den Elektrovorrichtungen zugeführt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Stromversor gungssysteme für Batterie-betriebene Vorrichtungen und insbeson dere ein Wechselstromversorgungssystem, das ausgebildet ist, um Batterie-betriebene Vorrichtungen mit Gleichstrom zu versorgen.

Für Elektrovorrichtungen oder -werkzeuge wie beispielsweise Drillbohrer, Kreissägen, Sandpapierschleifmaschinen, usw. ist es normal, Batterie-betrieben zu werden. Die Batteriestromzuführun gen erfolgen inform drahtloser Stromversorgungseinheiten, die ausgebildet sind, um direkt am Werkzeug angebracht zu werden. Ein mit den Batteriestromversorgungen verknüpfter Nachteil liegt jedoch darin, daß sich die Batterie mit der Verwendung entlädt und periodisch wieder aufgeladen werden muß. Die Batterien könnten während der Pause wiederaufgeladen werden, wenn das Werkzeug nicht verwendet wird, so daß die Batterien ganz aufgeladen wären, wenn das Werkzeug zur Verwendung bereit ist. Jedoch ist diese günstige Zeit zum Wiederaufladen der Batterien nicht immer verfügbar. Selbst wenn die Batterien ganz aufgeladen sind, können sie sich weiterhin immer noch selbst entladen, wenn sie über eine ausgedehnte Zeitspanne gelagert werden.

Viele Elektrowerkzeugbenutzer führen einen zusätzlichen Batteriesatz mit sich, um die Hauptbatterien zu ersetzen, wenn sie entladen sind. Jedoch beseitigt dies nicht vollständig die mit den Batteriestromversorgungen verknüpften Probleme, da die Reservebatterien denselben oben beschriebenen Nachteilen ausgesetzt sind. Eine andere bekannte Lösung umfaßt die Verwendung einer Netztransformatorvorrichtung, um Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln und um das Werkzeug mit dem umgewandelten Gleichstrom zu versorgen. Ein Nachteil dieser Lösung liegt darin, daß der in der Vorrichtung enthaltene Transformator dazu neigt, sich zu erhitzen und die Elektronik der Transformatorvorrichtung zu beschädigen. Die Erhöhung der Transformatorgröße würde das Überhitzungsproblem verhindern oder zumindest vermindern. Jedoch wäre eine Stromversorgung, die einen großen Transformator aufweist, nicht wünschenswert, da die Größe und das Gewicht der Stromversorgung es erschweren würden, das Werkzeug zu benutzen.

Dementsprechend ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes System bereitzustellen, um eine Batterie-betriebene Elektrovorrichtung mit Strom zu versorgen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Stromversorgungssystem bereitzustellen, das nicht wiederaufgeladen werden braucht und sich während des Betriebs der Stromvorrichtung nicht entlädt.

Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein derartig verbessertes Stromversorgungssystem bereitzustel len, das aufgebaut und ausgebildet ist, um eine bestehende Stromversorgung zu ersetzen.

Wiederum eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein derartig verbessertes Stromversorgungssystem bereit zustellen, das eine Schutzschaltung einschließt, die automatisch verhindert, daß die Temperatur des Versorgungssystems einen un erwünschten Punkt erreicht, der das Versorgungssystem beschädi gen kann.

Eine dazugehörige Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein derartig verbessertes Stromversorgungssystem bereit zustellen, das eine relativ kleine Stromtransformatorkomponente aufweist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein derartig verbessertes Stromversorgungssystem bereitzustellen, das Anzeigevorrichtungen einschließt, die entsprechend mit der Schutzvorrichtung arbeiten, um dem Benutzer den Betriebszustand des Stromversorgungssystems mitzuteilen.

Es ist ebenso eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein derartig verbessertes Stromversorgungssystem bereitzustellen, das ausgebildet ist, um die ursprüngliche Stromversorgung für ein Werkzeug oder eine Reserve- bzw. eine Ersatz-Stromversorgung für ein bestehendes Batterie-betriebenes Werkzeug zu sein.

Weitere Aufgaben und Vorteile werden beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich, in denen:

Fig. 1 ein detailliertes schematisches Diagramm der Schaltungsanordnung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 2 ein detailliertes schematisches Diagramm der Schaltungsanordnung aus Fig. 1 ist, der eine Verriegelungs vorrichtung einschließt;

Fig. 3 ein detailliertes schematisches Diagramm der Schaltungsanordnung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 4 ein detailliertes schematisches Diagramm der Schaltungsanordnung von wiederum einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 5 ein detailliertes schematisches Diagramm der Schaltungsanordnung von noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die ein Batterieladegerät umfaßt;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses der vor liegenden Erfindung ist, das an einem Elektrowerkzeug angebracht ist;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Gehäuses der vorliegenden Erfindung ist, die eine Adaptereinheit umfaßt; und

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht des Gehäuses aus Fig. 7 ist, das ausgebildet ist, um ebenfalls als ein Batterieladegerät zu funktionieren.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromversorgung, die ausgebildet ist, um in eine herkömmliche Wechselstromsteck dose gesteckt zu werden und den Batterie-betriebenen Elektrowerkzeugen Gleichstrom zuzuführen. Die Stromversorgung schließt ein Temperaturschutzsystem ein, das automatisch ausgelöst wird, um zu verhindern, daß die Stromversorgung beschädigt wird, wenn die Temperatur der Stromversorgung einen vorbestimmten Punkt überschreitet. Verriegelungsvorrichtungen werden ebenfalls in der Stromversorgung bereitgestellt, um dem Benutzer zu erlauben, die Stromzuführung an das Werkzeug wiederaufzunehmen, nachdem sich das Schutzsystem selbst zurücksetzt.

Allgemein betrachtet, betrifft die vorliegende Erfindung eine Stromversorgung zum Umwandeln einer Wechselstromeingangs spannung in eine Gleichstromausgangsspannung und zum Zuführen der Gleichstromausgangsspannung an Stromvorrichtungen. Die Stromversorgung umfaßt ein Gehäuse, einen Transformator, der im Gehäuse bereitgestellt ist, um den Spannungspegel der Wechsel stromeingangsspannung zu reduzieren, und eine Wärme-Schutzvor richtung, die zwischen der Wechselstromeingangsspannung und dem Transformator geschaltet ist, um, wenn aktiviert, als Reaktion auf den Transformator, der eine vorbestimmte Temperatur übersteigt, die Wechselstromeingangsspannung vom Transformator elektrisch zu trennen. Ein Gleichrichter ist elektrisch mit dem Transformator verbunden, um die vom Transformator verminderte Wechselstromeingangsspannung in die Gleichstromausgangsspannung gleichzurichten, die wiederum den Elektrovorrichtungen zugeführt wird.

In Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wandelt eine Stromversorgung eine Wechselstromeingangsspannung in eine Gleichstromausgangsspannung um und führt die Gleichstromausgangsspannung den Elektrovorrichtungen zu, die ausgebildet sind, um von Batterien betrieben zu werden. Die Stromversorgung umfaßt ein Gehäuse, einen Transformator, der im Gehäuse bereitgestellt wird, um einen Spannungspegel der Wechselstromeingangsspannung zu reduzieren, und eine Wärmeschutzvorrichtung, die mit dem Transformator verbunden ist, um, falls aktiviert, als Reaktion auf den Transformator, der eine vorbestimmte Temperatur übersteigt, die Wechselstromeingangsspannung vom Transformator zu trennen. Eine Verriegelungsvorrichtung ist zwischen der Wechselstromeingangsspannung und dem Transformator geschaltet, um zu erlauben, daß die Eingabespannung am Transformator angelegt wird, wenn die Verriegelungsschaltung aktiviert ist, nachdem die Temperatur des Transformatormittels unter der vorbestimmten Temperatur fällt und die Wärmeschutzvorrichtung deaktiviert wurde. Auch ist ein Gleichrichter elektrisch mit dem Transformator verbunden, um die vom Transformator verminderte Wechselstromeingangsspannung in die Gleichstromausgangsspannung gleichzurichten, die den Batterie-versorgten Vorrichtungen zugeführt wird.

Kehrt man jetzt auf Fig. 1 zurück, wird die Schaltungsan ordnung der vorliegenden Stromversorgung allgemein bei 10 gezeigt; sie schließt einen Abwärtstransformator 12 ein, der die Eingabespannung von allgemein 120 V Wechselspannung in die Spannung umwandelt, die geeignet ist, die Werkzeuge und andere motorisierte Geräte wie beispielsweise Drillbohrer, Kreissägen, Schweifsägemaschinen, Sandpapierschleifmaschinen, Taschenlampen, Rasen- und Gartenwerkzeuge, Luftpumpen, usw. mit Strom zu versorgen. Der Transformator 12 schließt eine Primärwicklung 14 an der Eingangsseite und eine Sekundärwicklung 16 an der Ausgangsseite des Transformators ein. Die Primärwicklung 14 erhält die Eingabespannung über ein Paar von Eingangsklemmen 18, 20, die mit einem elektrischen Draht verbunden sind, der in eine herkömmliche Haushalts-Wechselstromsteckdose gesteckt wird.

Ein automatischer Rücksetz-Thermostat 22 ist elektrisch zwischen der Eingangsklemme 18 und der Primärwicklung 14 geschaltet und thermisch mit der Primärwicklung gekoppelt. Alternativ kann der Thermostat 22 auch thermisch mit der Sekundärwicklung 16 gekoppelt sein (am besten in Fig. 5 zu sehen). Der Thermostat 22 wird ausgelöst oder öffnet sich, wenn der Transformator 12 eine vorbestimmte Temperatur, vorzugsweise z. B. bei etwa 70°C, übersteigt, und setzt sich automatisch zurück oder schließt, wenn die Temperatur des Transformators unter der vorbestimmten Temperatur fällt. Der Thermostat 22 hat eine bevorzugte Rücksetz-Hysterese von mindestens einer Minute, um dem Transformator 12 genügend Zeit zum Abkühlen zu gewähren. Auf diese Weise arbeitet der Thermostat 22 wirkungsvoll, um zu verhindern, daß sich die Stromversorgung überheizt, womit solchermaßen ermöglicht wird, daß kleinere Komponente, insbesondere der Transformator 12, in der Stromversorgung 10 verwendet werden.

Zusätzlich zum automatischen Rücksetz-Thermostat 22 ist zwischen der Eingangsklemme 20 und der Primärwicklung 14 eine thermische Reserve-Schutzvorrichtung 24 elektrisch geschaltet. Anders als der automatische Rücksetz-Thermostat 22 ist die Schutzvorrichtung 24 eine "Einmal"-Vorrichtung oder eine Sicherung, die nicht zurückgesetzt werden kann. Entsprechend wird die thermische Reserve-Schutzvorrichtung 24 bei einer höheren Temperatur des Transformators ausgelöst als der automatische Rücksetz-Thermostat 22, und zwar beispielsweise bei etwa 130°C.

Die Stromversorgung 10 schließt weiterhin einen Gleichrich ter 26 ein, der mit der Sekundärwicklung 16 des Transformators 12 verbunden ist, um die Wechselspannung, die durch den Trans formator abwärtstransformiert wurde, auf eine Gleichspannung gleichzurichten. Die durchschnittlichen Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen, daß der Gleichrichter 26 eine Vollwellengleich richter ist. Die Gleichstromspannungsausgabe des Gleichrichters 26 wird von mindestens einem Kondensator 27 gefiltert und über den Ausgangsklemmen 28, 30 der Elektrovorrichtung oder dem Werkzeug zugeführt.

In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfin dung ist zwischen der Eingangsklemme 18 und der Primärwicklung 14 und parallel zum automatischen Rücksetz-Thermostat 22 eine Anzeigeschaltung 32 verbunden. Die Anzeigeschaltung 32 schließt eine seriell verbundene Diode 34, einen Strom-vermindernden Widerstand 36 und eine Lumineszensdiode (LED) 38 ein. Wenn der Rücksetz-Thermostat 22 ausgelöst wird, wird der Stromfluß direkt durch die Schaltung 32 geführt, wo er das Leuchten der ROT LED 38 veranlaßt. Es sollte verständlich sein, daß der Widerstand 36 den Eingabestrom wesentlich vermindert, so daß der, in der Sekundärwicklung 16 erzeugte Strom, falls es ihn überhaupt gibt, vernachlässigbar ist. Wenn erleuchtet, informiert die ROT LED 38 den Benutzer, daß der Strom zum Werkzeug als eine Schutzmaßnahme unterbrochen wurde, bis die Stromversorgung 10 auf eine annehmbare Temperatur abkühlt.

An der Ausgangsseite des Transformators 12 ist eine grüne (GRN) Lumineszensdiode (LED) 40 an der Sekundärwicklung 16 verbunden. Die GRN LED 40 ist ausgebildet, um abwechselnd mit der ROT LED 38 zu leuchten, wenn es einen Stromfluß durch die Sekundärwicklung 16 gibt. Mit anderen Worten leuchtet die GRN LED 40 nur, wenn der Rücksetz-Thermostat 22 geschlossen ist und wenn der Eingabestrom durch den Rücksetz-Thermostat zu der Pri märwicklung 14 fließt, ohne zunächst durch die Anzeigeschaltung 32 zu fließen. Wenn erleuchtet, informiert die GRN LED 40 den Benutzer, daß die Stromversorgung 10 sich in einem Zustand befindet, der dem Werkzeug Strom zuführt.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung und auf Fig. 2 Bezug nehmend, ist eine Vorrichtung mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (PTC = Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizienten) 42 parallel mit dem automatischen Rücksetz-Thermostat 22 verbunden und thermisch daran gekoppelt. Unter normalen Bedingungen befindet sich der PTC 42 in einem Niedrigtemperatur-, Niedrigwiderstand-Zu stand. Wenn jedoch der Strom durch den PTC 42 übermäßig ansteigt, wird der PTC 42 "ausgelöst", d. h. in einen Hochtemperatur-, Hochwiderstand-Zustand geführt, um den Strom bedeutend zu vermindern. Allgemein wird der PTC 42 im ausgelösten Zustand bleiben, selbst wenn die Temperatur und/oder der Stromfluß auf ihre normalen Pegel zurückkehrt, und zwar solange, bis der PTC von der Stromquelle getrennt wurde und abkühlen konnte. In der vorliegenden Erfindung ist der PTC 42 ausgebildet, um ausgelöst zu werden, wenn der automatische Rücksetz-Thermostat 22 ausgelöst wird. Im ausgelösten Zustand wirkt der PTC 42 als ein Dauerheizgerät oder eine Verriegelung, das bzw. die den Rücksetz-Thermostat 22 selbst dann in der offenen oder aktivierten Stellung hält, wenn der Transformator 12 unter der vorbestimmten Temperatur abkühlt. Der Thermostat 22 kann sich selbst nur dann zurücksetzen, nachdem der Wechselstrom von der Stromversorgung 10 getrennt wurde, wodurch der PTC 42 zurückgesetzt wird, und nachdem die Primärwicklung 14 unterhalb der vorbestimmten Temperatur abkühlt. Diese Anordnung verhin dert, daß das Werkzeug versehentlich startet. Anstatt des PTCs 42 ist es auch möglich, einen Widerstand 43 (gestrichelt gezeigt) in thermischem Kontakt mit dem Thermostat 22 bereitzustellen. Ähnlich wie der PTC 42 würde der Widerstand 43 als ein Heizgerät wirken und verhindern, daß sich der Thermostat 22 schließt, bis sowohl der Transformator 12 als auch der Widerstand 43 auf eine annehmbare Temperatur abgekühlt sind.

Kehrt man jetzt auf Fig. 3 zurück, schließt die vorliegende Erfindung auch eine elektronische Verriegelungsschaltung 44 ein, die ähnlich wie der oben beschriebene PTC 42 (am besten in Fig. 2 zu sehen) ausgebildet ist, um zu verhindern, daß das Werkzeug versehentlich gestartet wird. Die Verriegelungsschaltung 44 schließt einen in Serie mit dem Thermostat 22 geschalteten Triac 46 ein. Der Steueranschluß des Triacs 46 ist mit einem Ende eines Steuerwiderstands 48 verbunden, dessen anderes Ende mit einer parallelen Verbindung eines Speicherkondensators 50 und eines Entladungswiderstands 52 verbunden ist. Die anderen Enden des Kondensators 50 und des Widerstands 52 sind mit der Eingangsklemme 20 verbunden. Ein Rücksetztaster 54, der mit einer Diode 56 in Serie geschaltet ist, ist zwischen der Eingangsklemme 18 und dem Steuerwiderstand 48 geschaltet. Die Diode 56 richtet die Wechselstromeingabe gleich, um dem Steuerwiderstand 48 ein Gleichstromsignal zuzuführen.

Wenn der Thermostat 22 einmal ausgelöst wird, verhindert der Triac 46, daß der Strom durch die Primärwicklung 14 fließt, selbst nachdem sich der Thermostat automatisch rückgesetzt hat. Die Stromversorgung 10 bleibt in diesem Zustand, bis der Rücksetztaster 54 vom Benutzer gedrückt wird, was bewirkt, daß der Steueranschluß des Triacs 46 getriggert oder erregt wird, wodurch erlaubt wird, daß der Strom durch den Triac und zum Thermostat 22 - sofern dieser rückgesetzt wurde - und zur Pri märwicklung 14 fließt. Vorzugsweise wird ein Filterkondensator 58 parallel zum Steuerwiderstand 48 bereitgestellt, um das falsche Triggern des Triacs 46 zu verhindern.

In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung und auf Fig. 4 Bezug nehmend, schließt die bevorzugte Anordnung zum Verhindern eines unbeabsichtigten Startens des Werkzeugs anstelle des oben beschriebenen automatischen Rücksetz-Thermostats 22 einen manuellen Rücksetz-Thermostat 60 ein. Eine Anzeigeschaltung 62, die den Strom einschränkenden Widerstand in Serie mit der ROT LED 38 umfaßt, ist parallel zum manuellen Rücksetz-Thermostat 60 geschaltet. Die Anzeigeschaltung 62 schließt auch eine Diode 64 ein, die parallel und in Gegenrichtung zur ROT LED 38 geschaltet ist, um die LED vor einem Gegenspannungsdurchbruch zu schützen.

Da sich der Thermostat 60 selbst nicht automatisch zurücksetzt, sondern eher manuell durch den Benutzer zurückgesetzt werden muß, nachdem die Temperatur der Primärwicklung 14 unter der vorbestimmten Temperatur fällt, verhindert der manuelle Rücksetz-Thermostat 60, daß das Werkzeug versehentlich gestartet wird. Ähnlich der oben beschriebenen Anzeigeschaltung 32 (am besten in den Fig. 1 und 2 zu sehen) informiert die Anzeigeschaltung 62 den Benutzer auch, daß sich die Stromversorgung 10 in einem thermischen Überlastungszustand befindet und der Stromfluß unterbrochen wurde.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung und mit Bezug auf Fig. 5 wird als Anzeigevorrichtung, die dem Benutzer den Zustand der Stromversorgung 10 mitteilt, eine einzige zweifarbige LED 66 verwendet, die eine rote (ROT) LED 68 und eine grüne (GRN) LED 70 beinhaltet. Solchermaßen führt die zweifarbige LED 66 dieselben Funktionen wie die oben beschriebenen ROT- und GRN-LEDs 38, 40 durch (am besten in den Fig. 1, 2 und 4 zu sehen). Jedoch sind unter diesem Aspekt der Erfindung beide LEDs 68, 70 mit der Primärwicklung 14 verbunden. Die LEDs 68 und 70 verfügen jeweils über Dioden 71, 72, der parallel und in entgegengesetzten Richtungen damit geschaltet sind, um vor einer Rückwärtsspannung zu schützen, wenn die LEDs 68, 70 nicht leiten. Dioden 73, 74 sind ebenfalls jeweils in Serie mit den LEDs 68, 70 verbunden, und ein Strom-vermindernder Widerstand 75 ist ebenso in Serie mit der zweifarbigen LED 66 verbunden. Die durchschnittlichen Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen, daß die zweifarbige LED 66 und die Dioden 71, 72, 73 und 74 derart angeordnet sind, daß die ROT LED 68 nur leuchtet, wenn der Thermostat 60 offen ist, und die GRN 70 nur, wenn dieser geschlossen ist. Es sollte verständlich sein, daß, während die Schaltung 10 aus Fig. 5 mit einem manuellen Rücksetz-Thermostat 60 gezeigt wird, auch ein automatischer Rücksetz-Thermostat 22 (am besten in den Fig. 1-3 gezeigt) verwendet werden kann.

Kehrt man nun auf die Fig. 6 zurück, wird die Schaltungsan ordnung der Stromversorgung 10 in einem Gehäuse 76 bereitge stellt, das aufgebaut und ausgebildet ist, um direkt in das Batteriefach eines Werkzeuges 78 oder irgendeines anderen motorisierten Geräts wie beispielsweise Drillbohrern, Kreissägen, Schweifsägemaschinen, Sandpapierschleifmaschinen, Taschenlampen, Rasen- und Gartenwerkzeugen, Luftpumpen, usw., für die die Stromversorgung beabsichtigt ist, einzugreifen und darin einzurasten. In den Fig. 6-8 wird ein Drillbohrer nur als Beispiel für das Werkzeug 78 gezeigt. Ein elektrischer Draht 80 erstreckt sich in das Gehäuse 76 und wird mit den Eingangsklemmen 18, 20 verbunden (Verbindung nicht gezeigt), um die Wechselstromeingangsspannung aus einer herkömmlichen Wechselstromsteckdose (nicht gezeigt) der Stromversorgung 10 zuzuführen. Wenn das Gehäuse 76 und das Werkzeug 78 miteinander verbunden werden, sind die Ausgangsklemmen 28, 30 (am besten in den Fig. 1-5 gezeigt) ausgebildet, um mit den Klemmen des Werkzeugs einen Kontakt zu bilden, so daß Gleichstrom aus der Stromversorgung 10 (Klemmanschlüsse werden nicht gezeigt) an das Werkzeug geliefert werden kann. Es sollte angemerkt werden, daß das Gehäuse allgemein den herkömmlichen Batteriemodulen gleicht, die in Elektrowerkzeugen verwendet werden. Da dem so ist, kann die Stromversorgung 10 ohne jede Änderungen jene Batteriemodule in bestehenden Elektrowerkzeugen ersetzen.

In Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und mit Bezug auf die Fig. 7 wird die Stromversorgung 10 in einem Gehäuse 82 bereitgestellt, das über den elektrischen Wechselstromdraht 80 verfügt, der die Eingabespannung zuführt, und einen Gleichstromdraht 84 verfügt, um den von der Stromversorgung erzeugten Gleichstrom zu führen. Das andere Ende des Drahtes 84 ist mit einem Adaptermodul 86 verbunden, das aufgebaut ist, um mit dem Elektrowerkzeug 78 im Eingriff zu stehen. Ähnlich wie das oben unter Bezugnahme auf die Fig. 6 beschriebene Gehäuse 76, ist das Adaptermodul 86 auch ausgebildet, um die in vielen Elektrowerkzeugen und anderen motorisierten Geräten verwendeten herkömmlichen Batteriemodule zu ersetzen. In der bevorzugten Ausführungsform schließt das Gehäuse 82 einen Handgriff 88 ein, der es gestattet, daß die Stromversorgung leicht und auf herkömmliche Weise getragen wird und für den Benutzer nicht störend hängt.

Kommt man jetzt zur Fig. 8, schließt eine weitere Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung ein Batterieladegerät 81 ein (in Fig. 5 gezeigt), das im Gehäuse 82 der Stromversorgung 10 eingeschlossen ist, um des Batteriemodul (nicht gezeigt) des Werkzeugs 78 aufzuladen. Ein Ladeanschluß 90 wird am Gehäuse 82 bereitgestellt, um das Batteriemodul aufzunehmen. Das Batterie ladegerät 81 ist mit der Sekundärwicklung 16 des Transformators 12 so verbunden, damit dem Benutzer erlaubt wird, das Batteriemodul selbst dann zu laden, wenn das Werkzeug 78 betrieben wird. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Gleichstromdraht 84 über einen Drahtsteckanschluß 92 mit dem Gehäuse 82 verbunden, der es dem Benutzer gestattet, den Gleichstromdraht aus dem Gehäuse zu nehmen, so daß der Benutzer nicht durch den Draht und das Adaptermodul 86 behindert wird, wenn das Gehäuse getrennt als ein Batterieladegerät verwendet wird.

Aus der vorangegangenen Beschreibung sollte es klar sein, daß ein verbessertes Stromversorgungssystem für Elektrowerkzeuge und jegliche andere motorisierte Geräte gezeigt und beschrieben wurde, das viele wünschenswerte Zusätze und Vorteile aufweist. Es hat eine thermische Schutzschaltung, um die Stromversorgung vor dem Überhitzen zu schützen, und Verriegelungsvorrichtungen, die verhindern, daß das Elektrowerkzeug versehentlich gestartet wird. Auch wird die Schaltungsanordnung der Stromversorgung in Gehäuseaufbauten bereitgestellt, die es erlauben, daß die Stromversorgung als Ersatz für bestehende Batteriemodule wirkt.

Obwohl verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, sollte es klar sein, daß einem Fachmann auf dem Gebiet weitere Modifikationen, Ersetzungen und Alternativen ersichtlich sind. Solche Modifikationen, Ersetzungen und Alternativen können vorgenommen werden, ohne sich vom Schutzumfang und Geist der Erfindung zu lösen, die durch die anliegenden Ansprüche bestimmt werden sollten.

Verschiedene Merkmale der Erfindung werden in den anliegenden Ansprüchen dargelegt.

Claims

1. Ein Stromversorgungsgerät zur Umwandlung einer Wechsel stromeingangsspannung in eine Gleichstromausgangsspannung und zur Zuführung der Gleichstromausgangsspannung an Elektrovor richtungen, wobei das Gerät folgendes umfaßt:
ein Gehäuse;
ein Transformatormittel, das im Gehäuse bereitgestellt wird und ausgebildet ist, um elektrisch mit der Wechselstromeingangs spannung verbunden zu werden, um einen Spannungspegel der Eingabespannung zu vermindern;
ein erstes thermisches Schutzmittel, das thermisch mit dem Transformatormittel verbunden ist, um, falls aktiviert, als Reaktion auf das Überschreiten einer vorbestimmten Temperatur durch das Transformatormittel die Wechselstromeingangsspannung vom Transformatormittel elektrisch zu trennen; und
ein Mittel, das elektrisch mit dem Transformatormittel verbunden ist, um die durch das Transformatormittel verminderte Wechselstromeingangsspannung in die Gleichstromausgangsspannung gleichzurichten, die an die Elektrovorrichtungen zugeführt wird.

2. Das Gerät nach Anspruch 1, worin das Transformatormittel ein Abwärtstransformator ist, der eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung einschließt.

3. Das Gerät nach Anspruch 2, worin das erste thermische Schutzmittel thermisch mit einer der Primärwicklung und der Sekundärwicklung verbunden ist.

4. Das Gerät nach Anspruch 3, worin das erste thermische Schutzmittel ein rücksetzbarer Thermostat ist, der sich automa tisch zurücksetzt, um durch den Thermostat die Wechselstromein gangsspannung elektrisch mit dem Transformator zu verbinden, wenn die Temperatur des Transformators unter der vorbestimmten Temperatur fällt.

5. Das Gerät nach Anspruch 4, worin die vorbestimmte Temperatur etwa 70°C beträgt.

6. Das Gerät nach Anspruch 4, das weiterhin eine Anzeige schaltung umfaßt, die parallel zum ersten thermischen Schutzmit tel geschaltet ist und ein erstes Anzeigemittel einschließt, um einem Betreiber anzuzeigen, daß die Temperatur des Transforma tormittels die vorbestimmte Temperatur überschritten hat, wenn das erste thermische Schutzmittel aktiviert wird.

7. Das Gerät nach Anspruch 6, worin die Anzeigeschaltung mit der Primärwicklung verbunden ist und eine Diode und einen Strom-vermindernden Widerstand einschließt, die in Serie mit dem ersten Anzeigemittel verbunden sind.

8. Das Gerät nach Anspruch 7, das weiterhin ein zweites Anzeigemittel umfaßt, das mit der Sekundärwicklung verbunden ist, wobei das zweite Anzeigemittel ausgebildet ist, um erregt zu werden, wenn das erste thermische Schutzmittel nicht aktiviert ist.

9. Das Gerät nach Anspruch 8, worin das erste und zweite Anzeigemittel LEDs sind.

10. Das Gerät nach Anspruch 3, das weiterhin ein zweites thermisches Schutzmittel umfaßt, das mit der Primärwicklung ver bunden ist, um den Transformator von der Wechselstromeingangs spannung zu trennen, wenn die Temperatur des Transformators eine maximale Temperatur überschreitet, die größer als die vorbe stimmte Temperatur ist.

11. Das Gerät nach Anspruch 10, worin das zweite thermische Schutzmittel eine thermische Sicherung ist.

12. Das Gerät nach Anspruch 1, worin das erste thermische Schutzmittel ein rücksetzbarer Thermostat ist, der sich automa tisch zurücksetzt, um durch den Thermostat die Wechselstromein gangsspannung elektrisch mit dem Transformatormittel zu verbinden, wenn die Temperatur des Transformatormittels unter der vorbestimmten Temperatur fällt.

13. Das Gerät nach Anspruch 12, das weiterhin ein Verriege lungsmittel umfaßt, das mit dem Thermostat operativ parallelver bunden ist, um dem Thermostat zu erlauben, sich zurückzusetzen, nachdem die Temperatur des Transformatormittels unter der vorbestimmten Temperatur gefallen ist und nachdem eine Zufuhr der Wechselstromeingangsspannung an das Verriegelungsmittel zumindest vorübergehend unterbrochen wurde.

14. Das Gerät nach Anspruch 13, worin das Verriegelungsmit tel aus einem PTC oder einem Widerstand besteht, der in thermischer Verbindung mit dem Thermostat steht.

15. Das Gerät nach Anspruch 13, das weiterhin eine Anzeigeschaltung umfaßt, die parallel zum ersten thermischen Schutzmittel geschaltet ist und ein erstes Anzeigemittel einschließt, um einem Betreiber anzuzeigen, daß die Temperatur des Transformatormittels die vorbestimmte Temperatur überschritten hat, wenn das erste thermische Schutzmittel aktiviert wird.

16. Das Gerät nach Anspruch 15, worin die Anzeigeschaltung mit dem Transformatormittel verbunden ist und eine Diode und einen Strom-vermindernden Widerstand einschließt, die in Serie mit dem ersten Anzeigemittel verbunden sind.

17. Das Gerät nach Anspruch 16, das weiterhin ein zweites Anzeigemittel umfaßt, das mit dem Transformatormittel verbunden ist, wobei das zweite Anzeigemittel ausgebildet ist, um erregt zu werden, wenn das erste thermische Schutzmittel nicht aktiviert ist.

18. Das Gerät nach Anspruch 17, worin das erste und zweite Anzeigemittel LEDs sind.

19. Das Gerät nach Anspruch 1, worin das thermische Schutz mittel ein manueller Rücksetz-Thermostat ist, der ausgebildet ist, um von einem Benutzer zurückgesetzt zu werden, wenn die Temperatur des Transformatormittels unter der vorbestimmten Temperatur fällt.

20. Das Gerät nach Anspruch 19, worin der manuelle Rück setz-Thermostat aus einem Thermo-Disk-(TOD)-artigen manuellen Rücksetztaster besteht.

21. Das Gerät nach Anspruch 19, das weiterhin eine Anzeigeschaltung umfaßt, die parallel zum ersten thermischen Schutzmittel geschaltet ist und ein erstes Anzeigemittel ein schließt, um einem Betreiber anzuzeigen, daß die Temperatur des Transformatormittels die vorbestimmte Temperatur überschritten hat, wenn das erste thermische Schutzmittel aktiviert wird.

22. Das Gerät nach Anspruch 21, worin die Bypass-Anzeige schaltung einen Strom-vermindernden Widerstand einschließt, der in Serie mit dem Anzeigemittel verbunden ist.

23. Das Gerät nach Anspruch 22, worin das Anzeigemittel eine LED ist.

24. Das Gerät nach Anspruch 23, worin die Anzeigeschaltung weiterhin eine parallel zur LED geschaltete Diode einschließt, um die LED vor einem Rückwärtsspannungsdurchbruch zu schützen.

25. Das Gerät nach Anspruch 21, worin die Anzeigeschaltung eine erste Diode und einen Strom-vermindernden Widerstand einschließt, die in Serie mit dem Anzeigemittel verbunden sind.

26. Das Gerät nach Anspruch 25, worin das Anzeigemittel eine zweifarbige LED ist, die ausgebildet ist, in einer ersten Farbe zu leuchten, wenn die Temperatur des ersten thermischen Schutzmittels die vorbestimmte Temperatur überschreitet.

27. Das Gerät nach Anspruch 26, das weiterhin eine zweite Diode einschließt, die in Serie mit der zweifarbigen LED und dem Strom-vermindernden Widerstand verbunden ist, um die LED zu erregen, damit sie in einer zweiten Farbe leuchtet, wenn die vorbestimmte Temperatur nicht überschritten wird und das thermische Schutzmittel nicht aktiviert ist.

28. Das Gerät nach Anspruch 27, das weiterhin ein Paar von dritten Dioden umfaßt, die mit der LED verbunden sind, um die LED vor einem Rückwärtsspannungsdurchbruch zu schützen.

29. Das Gerät nach Anspruch 1, worin das Gleichrichtung mittel ein Vollwellen-Wechselstrom-zu-Gleichstrom-Gleichrichter ist.

30. Das Gerät nach Anspruch 1, das weiterhin ein zweites thermisches Schutzmittel umfaßt, das mit dem Transformatormittel verbunden ist, um das Transformatormittel von der Wechsel stromeingangsspannung zu trennen, wenn die Temperatur des Transformatormittels eine maximale Temperatur überschreitet, die größer als die vorbestimmte Temperatur ist.

31. Das Gerät nach Anspruch 30, worin das zweite thermische Schutzmittel eine thermische Sicherung ist.

32. Das Gerät nach Anspruch 1, worin das Gehäuse ausgebil det und angepaßt ist, um direkt in ein Batteriefach der Elektrovorrichtungen einzurasten.

33. Das Gerät nach Anspruch 32, das weiterhin einen elektrischen Draht umfaßt, der mit dem Gehäuse verbunden ist, um dem Transformatormittel die Wechselstromeingangsspannung zuzu führen.

34. Das Gerät nach Anspruch 1, das weiterhin einen Adapter umfaßt, der elektrisch mit dem Gehäuse verbunden ist, und der aufgebaut und ausgebildet wird, um direkt in das Batteriefach der Elektrovorrichtungen einzurasten, um die durch das Gleichrichtermittel erzeugte Gleichstromausgangsspannung den Elektrovorrichtungen zuzuführen.

35. Das Gerät nach Anspruch 34, das weiterhin einen ersten elektrischen Draht umfaßt, der mit dem Gehäuse verbunden ist, um dem Transformatormittel die Wechselstromeingangsspannung zuzuführen, und einen zweiten elektrischen Draht umfaßt, der zwischen dem Gehäuse und dem Adapter verbunden ist, um die durch das Gleichrichtermittel erzeugte Gleichstromausgangsspannung an den Adapter zuzuführen.

36. Das Gerät nach Anspruch 35, worin das Gehäuse weiterhin ein Batterieladegerät und einen Aufnahmeanschluß einschließt, um die Batterien aufzunehmen.

37. Das Gerät nach Anspruch 36, worin das Batterieladegerät elektrisch und operativ mit dem Transformatormittel verbunden ist.

38. Das Gerät nach Anspruch 36, worin das Gehäuse ein Halteglied einschließt.

39. Das Gerät nach Anspruch 35, worin das Gehäuse ein Halteglied einschließt.

40. Ein Stromversorgungsgerät zur Umwandlung einer Wechselstromeingangsspannung in eine Gleichstromausgangsspannung und zur Zuführung der Gleichstromausgangsspannung an Elektrovorrichtungen, wobei das Gerät folgendes umfaßt:
ein Gehäuse;
ein Transformatormittel, das im Gehäuse bereitgestellt wird und ausgebildet ist, um elektrisch mit der Wechselstromeingangs spannung verbunden zu werden, um einen Spannungspegel der Eingabespannung zu vermindern;
ein erstes thermisches Schutzmittel, das thermisch mit dem Transformatormittel verbunden ist, um, falls aktiviert, als Reaktion auf das Überschreiten einer vorbestimmten Temperatur durch das Transformatormittel die Wechselstromeingangsspannung vom Transformatormittel elektrisch zu trennen;
ein Verriegelungsmittel, das zwischen der Wechselstromein gangsspannung und dem Transformatormittel verbunden ist, um zu erlauben, daß die Eingabespannung am Transformatormittel angelegt wird, wenn das Verriegelungsmittel aktiviert ist, nachdem das erste thermische Schutzmittel deaktiviert wurde; und
ein Mittel, das elektrisch mit dem Transformatormittel verbunden ist, um die durch das Transformatormittel verminderte Wechselstromeingangsspannung in die Gleichstromausgangsspannung gleichzurichten, die an die Elektrovorrichtungen zugeführt wird.

41. Das Gerät nach Anspruch 40, worin das Verriegelungsmit tel einen Rücksetztaster einschließt, der mit einem Triac operativ verbunden ist, der in Serie mit dem ersten thermischen Schutzmittel geschaltet ist, wobei der Triac es erlaubt, daß die Eingabespannung am Transformatormittel angelegt wird, wenn der Rücksetztaster aktiviert wird und wenn die Temperatur des Transformatormittels unterhalb der vorbestimmten Temperatur befindlich ist.

42. Das Gerät nach Anspruch 41, worin das Verriegelungsmit tel weiterhin eine in Serie mit dem Rücksetztaster geschaltete Diode einschließt, um einem Steueranschluß des Triacs eine Gleichstrom-Steuerspannung zuzuführen, wobei ein erster Wider stand ein erstes Ende aufweist, das mit dem Steueranschluß des Triacs verbunden ist, und ein zweites Ende aufweist, das mit der Diode und den ersten Enden eines Kondensators und eines zweiten Widerstands verbunden ist, wobei der Kondensator und der zweite Widerstand zweite Enden haben, die mit der Wechselstromeingangs spannung verbunden sind.

43. Das Gerät nach Anspruch 42, worin das Verriegelungsmit tel weiterhin einen Filterkondensator einschließt, der parallel mit dem ersten Widerstand verbunden ist.

44. Das Gerät nach Anspruch 40, worin das erste thermische Schutzmittel ein rücksetzbarer Thermostat ist, der sich automatisch zurücksetzt, um die Wechselstromeingangsspannung elektrisch mit dem Transformatormittel zu verbinden, wenn die Temperatur des Transformatormittels unter der vorbestimmten Temperatur fällt.

45. Das Gerät nach Anspruch 40, worin das Transformatormit tel ein Abwärtstransformator ist, der eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung einschließt.

46. Das Gerät nach Anspruch 45, worin das Verriegelungsmit tel und das erste thermische Schutzmittel elektrisch mit der Primärwicklung verbunden sind.

47. Das Gerät nach Anspruch 45, das weiterhin ein Anzeige mittel umfaßt, das mit der Sekundärwicklung verbunden ist, wobei das Anzeigemittel mit Energie beaufschlagt wird, wenn das erste thermische Schutzmittel nicht aktiviert ist und die Wechselstro meingangsspannung am Transformatormittel angelegt wird.

48. Das Gerät nach Anspruch 47, worin das Anzeigemittel eine LED ist.

49. Das Gerät nach Anspruch 40, worin das Gleichrichter mittel ein Vollwellen-Wechselstrom-zu-Gleichstrom-Gleichrichter ist.

50. Das Gerät nach Anspruch 40, das weiterhin ein zweites thermisches Schutzmittel umfaßt, das mit dem Transformationmit tel verbunden ist, um das Transformatormittel von der Wechsel stromeingangsspannung elektrische zu trennen, wenn die Tempera tur des Transformatormittels eine maximale Temperatur über schreitet, die größer als die vorbestimmte Temperatur ist.

51. Das Gerät nach Anspruch 50, worin das zweite thermische Schutzmittel eine thermische Sicherung ist.

52. Das Gerät nach Anspruch 40, worin das Gehäuse aufgebaut und ausgebildet ist, um direkt in ein Batteriefach der Elektrovorrichtungen einzurasten.

53. Das Gerät nach Anspruch 52, das weiterhin einen elektrischen Draht umfaßt, der mit dem Gehäuse verbunden ist, um dem Stromversorgungsgerät die Wechselstromeingangsspannung zuzuführen.

54. Das Gerät nach Anspruch 40, das weiterhin einen Adapter umfaßt, der elektrisch mit dem Gehäuse verbunden ist, und der aufgebaut und ausgebildet wird, um direkt in ein Batteriefach der Elektrowerkzeuge einzurasten, um den Elektrovorrichtungen die vom Gleichrichtermittel erzeugte Gleichstromausgangsspannung zuzuführen.

55. Das Gerät nach Anspruch 54, das weiterhin einen ersten elektrischen Draht umfaßt, der mit dem Gehäuse verbunden ist, um dem Transformatormittel die Wechselstromeingangsspannung zuzuführen, und einen zweiten elektrischen Draht umfaßt, der mit dem Gehäuse und dem Adapter verbunden ist, um dem Adapter die vom Gleichrichtermittel erzeugte Gleichstromausgangsspannung zu übertragen.

56. Das Gerät nach Anspruch 55, worin das Gehäuse weiterhin ein Batterieladegerät und einen Aufnahmeanschluß einschließt, der ausgebildet ist, um die Batterien aufzunehmen.

57. Das Gerät nach Anspruch 56, worin das Batterieladegerät elektrisch und operativ mit dem Transformatormittel verbunden ist.

58. Das Gerät nach Anspruch 56, worin das Gehäuse ein Halteglied einschließt.

59. Das Gerät nach Anspruch 55, worin das Gehäuse ein Halteglied einschließt.