-
Die
Erfindung betrifft eine Taschenlampe mit einem Gehäuse, welches
einenends ein Leuchtmittel trägt
und anderenends einen Verschluss aufweist, der den Zugang zu einem
innerhalb des Gehäuses befindlichen
Batteriefach für
wenigstens eine Batterie ermöglicht
und mit einem in einen Stromkreis integrierten Schalter, mit Hilfe
dessen der Stromkreis schließbar
und das Leuchtmittel aktivierbar ist.
-
Derartige
Taschenlampen sind aus offenkundiger Vorbenutzung hinlänglich bekannt,
wobei es für bestimmte
Einsatzfelder explosionsgeschützte
Varianten gibt. Deren elektrische Bauteile und die Stromversorgung
beinhaltender Innenraum ist nach außen hin entsprechender Weise
abgedichtet. Je nach Einsatzzweck sind die Lampen gegen das Eindringen von
Flüssigkeiten
und Staub geschützt
oder sogar gasdicht gefertigt.
-
Solche
Sicherheitslampen, die der Gegenstand der Anmeldung insbesondere
betrifft, sind beispielsweise in
US
5,904,414 oder
US
2006/0034073 A1 beschrieben.
-
Beide
Patente offenbaren Einrichtungen, die beim Wechseln der Taschenlampen-Batterien
eine Fehlpolarisation verhindern.
US
5,904,414 offenbart hierzu ein spezielles Batteriefach,
welches Kontaktelemente aufweist, die derart gestaltet sind, dass
sie ausschließlich
mit den positiven bzw. negativen Kontakt einer Batterie in Berührung kommen
können. Falsch
eingesetzte Batterien können
mit diesen Kontaktelementen keinen elektrischen Kontakt eingehen, so
dass der Stromkreis nicht geschlossen werden kann. Das in der vorgenannten
Druckschrift offenbare Batteriefach ist für drei Batteriezellen vorgesehen, wobei
ein Trennsteg das Batteriefach unterteilt. Im ersten Teil kann nur
eine Zelle eingesetzt werden, im zweiten Teil werden die anderen
zwei Batterien eingesetzt. Der zweite Teil ist in seiner Abmessung
so gestaltet, dass zwei Batterien nicht in das Fach eingesetzt werden
können,
wenn deren Pluspole zueinander weisen.
-
US 5,904,414 bietet demnach
einen Verpolschutz, wodurch Kurzschlüsse und hierdurch entstehende
Entladungsfunken genauso wie die Beschädigung des Leuchtmittels sicher
vermieden werden, wobei bei Fehlpolarisation der Batterien ein Betrieb der
Taschenlampe nicht möglich
ist.
-
US 2006/034073 A1 offenbart
eine gattungsgemäße Taschenlampe,
die sich ebenfalls entsprechend den Vorschriften zum Explosionsschutz
weiterbilden lässt,
wie die vorgenannte Druckschrift ausführt. Auch diese Druckschrift
offenbart Mittel, die den Betrieb der Lampe bei falscher Polarität der eingesetzten
Batterien verhindert. Ein Kontaktglied ist vorgesehen, welches bei
korrekter Polarität
der Batterien an dem negativen Batteriepol anliegt. Dieses Kontaktglied
wird mittels einer Feder gegen den negativen Batteriepol gedrückt und
weist in seiner Mitte ein mit einer Vertiefung versehenes Polaritätsschutzglied
auf. Wird die Batterie mit falscher Ausrichtung der Pole in das
Batteriefach der offenbarten Taschenlampe eingesetzt, nimmt das
Polaritätsschutzglied den
nasenartigen Fortsatz des Pluspols auf und drängt das eigentliche Kontaktglied
vom Pluspol weg. Infolgedessen lässt
sich der Stromkreis zum Betrieb der Taschenlampe nicht schließen. Auch
hier ist gewährleistet,
dass eine Fehlpolarisation beim Batteriewechsel weder zu einem problematischen Funkenschlag
noch zur Beschädigung
des Leuchtmittels führt.
Die Lampe ist bei falscher Polarität jedoch wiederum funktionsuntüchtig.
-
Hinsichtlich
des Explosionsschutzes erfüllen die
vorbeschriebenen Einrichtungen zum Schutz für Fehlpolarisation die notwendigen
Anforderungen. Die Funktionsunfähigkeit
der Taschenlampe bei falsch eingesetzten Batterien ist ein wesentlicher Nachteil.
Zudem verkompliziert der Zwang auf die richtige Batteriepolung zu
achten, den Batteriewechsel erheblich. Insbesondere im Arbeitseinsatz
der Bedienperson ist dies von wesentlichem Nachteil.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Taschenlampe zu schaffen, welche
einen sicheren Verpolschutz gewährleistet,
den Handhabungskomfort der Taschenlampe jedoch wesentlich erleichtert.
-
Gelöst wird
die Aufgabe von einer Taschenlampe mit den Merkmalen des Anspruches
1, insbesondere mit den kennzeichnenden Merkmalen, wonach der Stromkreis
eine erste Schaltung umfasst, die ein polaritätsunabhängiges Einsetzen der Batterie
ermöglicht
und einen polaritätsunabhängigen Betrieb
der Taschenlampe gewährleistet.
-
Die
erfindungsgemäße Schaltung
hat den wesentlichen Vorteil, dass eine Beschädigung des Leuchtmittels der
Lampe, insbesondere eine Beschädigung
von in zunehmendem Maße
verwendeten LEDs sicher vermieden wird, wobei der Batteriewechsel
für den
Benutzer wesentlich erleichtert ist. Unabhängig mit welcher Ausrichtung
der Pole die Batterie in das Batteriefach einsetzt wird, ist die Funktion
der Lampe sicher gestellt.
-
In
einer konkreten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die Schaltung ein Gleichrichter, insbesondere
ein Diodengleichrichter ist.
-
Um
den Komfort bei der Taschenlampenbenutzung weiter zu steigern, ist
vorgesehen, dass der Schaltkreis einen Stromstärkenregulator umfasst, der
im Betrieb auftretende Stromschwankungen vergleichmäßigt. Der
erfindungsgemäße Stromstärkenregulator
behebt das Problem, dass die Lichtleistung bei abnehmender Batterieleistung
ebenfalls abnimmt.
-
In
konkreter Ausführungsform
ist vorgesehen, dass dem Stromstärkenregulator
ein Pulsweitenmodulator vorgeschaltet ist.
-
Um
insbesondere bei der Verwendung mehrerer Batterien eine zusätzliche
Sicherung gegen Kurzschlüsse
einzurichten, ist vorgesehen, dass dem Diodengleichrichter eine
Sicherung vorgeschaltet ist, welche bei Auftreten eines Kurzschlusses
den Stromfluss unterbricht. Diese Sicherung kann insbesondere dann
zum Tragen kommen, wenn mehrere Batterien in Serie hintereinander
angeordnet sind, jedoch die hintereinander angeordneten Batterien
nicht in entsprechender Serienpolung eingesetzt werden.
-
Da
das Problem, dass die Leuchtmittel durch eine Fehlpolung der Batterien
beschädigt
werden, welches insbesondere bei LEDs auftritt, ist vorgesehen,
dass der Diodengleichrichter, der Stromstärkenregulator, der Pulsweitenmodulator,
die Sicherung und die Widerstände,
auf einer oder mehreren Platinen angeordnet sind, die mit einen
LED-Leuchtmittel und einem zugehörigen
Reflektor eine auswechselbare Baueinheit bilden.
-
Das
Zusammenfassen der wesentlichen Schaltungsbauteile zusammen mit
der LED und dem Reflektor zu einer auswechselbaren Baueinheit ermöglicht es,
ein und dasselbe Taschenlampengehäuse zu nutzen, um einerseits
eine LED-Taschenlampe mit dem vorgeschriebenen Komfort und der vorbeschriebenen
Funktionssicherheit herzustellen und andererseits eine Taschenlampe
mit herkömmlicher Glühwendel-
oder Xenonlampe bereitzustellen, bei der eine Fehlpolung nicht zur
Beschädigung
des Leuchtmittels führt.
-
Um
den Explosionsschutzvorschriften nach einem Mindestabstand nebeneinander
angeordneter Batterien nachzukommen ist vorgesehen, dass ein Batteriefach
für mehrere
Batterien vorgesehen ist, bei welchem die Batterien batterielängsachsparallel nebeneinander
angeordnet sind, wobei nebeneinander angeordnete Batterien durch
einen Batterietrennsteg aus isolierendem Material voneinander beabstandet
sind.
-
Es
ist weiterhin vorgesehen, dass das Gehäuse nur eine Öffnung zum
Einsetzen des Leuchtmittels und eine Öffnung des Batteriefachs aufweist, wobei
beide Öffnungen
mit geeigneten Mitteln gegen das Eindringen von Wasser und Schmutz
geschützt sind.
-
Ein
besseres Verständnis
sowie weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.
Es zeigen:
-
1 eine
Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Taschenlampe,
-
2 die
schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schaltkreises.
-
In
den Figuren ist eine Taschenlampe insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
-
Die
Taschenlampe 10 umfasst zunächst ein Gehäuse 11 mit
einer rückwärtigen Batteriefachöffnung und
einer nach vorne gerichteten Öffnung 13. Die
vordere Öffnung 13 ist
vorliegend von einem kreisrunden Öffnungskragen 14 umgeben,
dessen Außenmantelfläche ein
Gewinde 15 und dem Gewinde 15 in Richtung Batteriefachöffnung 12 nachgeordnet
eine Umfangsnut 16 aufweist.
-
Die
vordere Öffnung 13 dient
der Halterung der Leuchtmitteleinheit 17, die auswechselbar
in eine entsprechende Halterung innerhalb des Gehäuses 11 einsetzbar
ist. Die Leuchtmitteleinheit 17 ist von einer Öffnungskappe 18 überfangen,
die mittels ihres Innengewindes 19 auf den Öffnungskragen 14 aufschraubbar
ist. Zum Schutz gegen das Eindringen von Staub, Schmutz oder Flüssigkeiten
wird ein Dichtring 20 in eine Umfangsnut 16 des Öffnungskragens 14 eingesetzt
und legt sich bei Aufschrauben der Öffnungskappe 18 an
dessen Innenumfangsfläche 21 an.
Die Öffnungskappe 18 besteht
vorzugsweise aus einem mäßig elastischen
Material bzw. weist zumindest einen Überzug aus einem mäßig elastischen Material,
wie beispielsweise Gummi, auf, wodurch der Kopfbereich der Taschenlampe
gegen Stöße geschützt ist.
-
Über die
Batteriefachöffnung 12 kann
das Batteriefach des Gehäuses 11 der
Taschenlampe 10 zugänglich
sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die nachbeschriebene Batteriefachabdeckung 25 jedoch
unverlierbar und untrennbar mit dem Gehäuse 11 verbunden.
Die Batterien werden bei dieser bevorzugten Ausführungsform durch die vordere Öffnung 13 eingesetzt.
Hierzu wird die Leuchtmitteleinheit 17 vorübergehend
entfernt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist das Batteriefach zweigeteilt und weist einen ersten Batterieraum 22 und
einen zweiten Batterieraum 23 auf. Beide Batterieräume 22, 23 werden
von einem Batterietrennsteg 24 gegeneinander abgegrenzt.
Wie anhand der gestrichelten Linie ersichtlich ist, zieht sich der
Batterietrennsteg 24 durch das gesamte Gehäuse bis
zur Leuchtmitteleinheit 17. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass die Batterieräume 22 und 23 jeweils
zwei hintereinander angeordnete Batterien aufnehmen, die jeweils
in Serie gepolt sind. Dies heißt,
dass der Pluspol der einen Batterie an dem Minuspol der ihr nachgeordneten
Batterie anliegt. Es ist jedoch genauso denkbar, dass in den Batterieräumen 22 und 23 je
nur eine Batterie einsetzbar ist.
-
Die
Batteriefachöffnung
wird von einer insgesamt mit 25 bezeichneten Abdeckung
verschlossen, in die ein Druckschalter zum Schließen des
Stromkreises der Taschenlampe und somit der Aktivierung des Leuchtmittels
integriert ist. Zwei Schraubenfedern 26, von denen jeweils
eine dem ersten Batterieraum 22 und eine dem zweiten Batterieraum 23 zugeordnet
ist, drücken
gegen die in den Batterieräumen 22 und 23 eingelegten
Batterien und sorgen für eine
sichere Kontaktierung. Dabei sind die Schraubenfedern 26 so
ausgebildet, dass sie einen elektrischen Kontakt sowohl mit dem
Plus- wie auch mit dem Minuspol einer Batterie eingehen können. Eine Halteplatte 27 hält die Schraubenfedern 26 in
jeweils einer Öffnung 28 und
dient der korrekten Lageausrichtung der Schraubenfedern 26 in
Hinsicht auf die Batterieräume 22 und 23.
-
Die
Halteplatte 27 ist mit einer Tragplatte 29 gekoppelt,
die zwei Schaltkontakte 30 und einen Druckschalter 31 hält. Die
Schaltkontakte 30 stehen über die Schraubenfedern 26 jeweils
mit einer Batterieeinheit des ersten Batterieraumes 22 oder
des zweiten Batterieraumes 23 in elektrischem Kontakt.
-
Die
Bauteile 26 bis 31 sind in einer Schaltkappe aus
einem elastischen Material, vorzugsweise Gummi, angeordnet und bilden
mit dieser gemeinsam die Batteriefachabdeckung 25 in Form
einer Baueinheit.
-
2 zeigt
die schematische Darstellung des Stromflusses innerhalb der Taschenlampe
ausgehend von den Batterien 50 als Stromquelle bis hin zum
Stromverbraucher in Form einer LED 55 mit 1 W Leistung,
wobei die Erfindung auch auf leistungsfähigere LEDs anwendbar ist.
Solche LEDs können
verschiedene Arten von Licht emittieren. Neben verschiedenen Farben
des sichtbaren Spektrums kann auch ultraviolettes oder infrarotes
Licht emittiert werden. In den Stromkreis sind mehrere Schaltungen und
Bauteile integriert, die mit den Bezugsziffern 51 bis 54 bezeichnet
sind.
-
Kern
der Erfindung ist es, in den Stromkreis eine Schaltung zu integrieren,
die ein polaritätsunabhängiges Einsetzen
einer bzw. mehrerer Batterien ermöglicht, wobei so ein polaritätsunabhängiger Betrieb
der Taschenlampe 10 ermöglicht
wird. Im vorgestellten Ausführungsbeispiel
der 1 heißt
dies jedoch, dass in einem der Batterieräume 22 oder 23 hintereinander
angeordnete Batterien in Serie eingesetzt werden müssen, wobei
der Pluspol einer Batterie am Minusteil der anderen Batterie anliegt.
Diese Schaltung erlaubt es, die Taschenlampe 10 unabhängig von
der Polarität
der eingesetzten Batterien zu betreiben und gewährleistet so auch bei „Fehlpolarität" im Sinne des eingangs
geschilderten Standes der Technik die Nutzbarkeit der Taschenlampe 10.
Im konkreten Ausführungsbeispiel
gemäß 2 handelt es
sich bei der vorgenannten Schaltung um einen Diodengleichrichter 52.
-
Für den Fall,
dass trotz Diodengleichrichter 52 der Stromkreis der Taschenlampe
kurzgeschlossen wird, ist dem die Diodengleichrichter eine Sicherung
und/oder ein Widerstand 51 vorgeordnet. Dies gewährleistet
die Sicherheit vor Funkenschlag in Umgebungen, in denen Explosionsgefahr
herrscht, so dass die Taschenlampe auch dort einsetzbar ist.
-
Mittels
einer weiteren Schaltung, nämlich
einem Pulsweitenmodulator 53 und einem Stromregulator 54 wird
die Stromstärke
und die Spannung vergleichmäßigt. Dies
hat den wesentlichen Vorteil, dass auch am Ende der Lebensdauer
einer Batterie die Leuchtstärke
der LED 55 nicht abnimmt.
-
Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung können
Sicherung und/oder Widerstand 51, Diodengleichrichter 52, Pulsweitenmodulator 53 und
Stromregulator 54 zusammen mit der LED 55 in der
Leuchtmitteleinheit 17 der Taschenlampe 10 zusammengefasst
sein. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass die Schaltungen bei
Defekt separat getauscht werden können und nicht etwa die gesamte
Taschenlampe 10 entsorgt werden muss. Zum anderen ist insbesondere
der Diodengleichrichter 52 im Zusammenhang mit der Nutzung
von LEDs 55 sinnvoll, da letztere nur bei korrekter Polarität der Spannungsquelle,
hier der Batterien 50 funktionieren. Andere Leuchtmittel,
wie beispielsweise Glühwendellampen
oder Xenonlampen sind von vornherein nicht auf eine bestimmte Polarität der Stromquelle
angewiesen. So können
mit einem Gehäuse
zwei verschiedene Taschenlampen gefertigt werden, wobei die Schaltungen
nur im Bedarfsfalle mit der zugehörigen Leuchtmitteleinheit 17 zu
montieren sind.
-
Eine
weitere einsetzbare Lichtquelle sind LED-Laser-Emitter. Auch diese
können
als vorkonfigurierte Leuchtmitteleinheit 17 in die vordere Öffnung 13 der
Taschenlampe 10 eingesetzt werden. Auch können wahlweise
Leuchtmitteleinheiten 17 in Form von LED Laser Emittern
hergestellt werden, die sich in der Wellenlänge des emittierten Lichtes
unterscheiden und beispielsweise grünes, rotes oder infrarotes
Licht abgeben. Eine um einen LED-Laser-Emitter ergänzte Taschenlampe
kann als Lichtzeiger (Laserpointer) genutzt werden. Dabei kann diese
Funktion zusätzlich
oder an Stelle der eigentlichen Leuchtfunktion der Taschenlampe
verwirklicht sein.
-
Das
Zusammenfassen der Schaltungen 51 bis 54 zusammen
mit der LED 55 in der Leuchtmitteleinheit ermöglicht es
folglich, ein und dasselbe Gehäuse
zur Herstellung von LED-Taschenlampen 10 aber auch zur
Herstellung von Taschenlampen 10 mit alternativen Leuchtmitteln
zu nutzen. Dies vermindert die Herstellungskosten bzw. macht die
Taschenlampe 10 für
den Benutzer sehr variabel.
-
Abschließend soll
noch einmal auf den Batterietrennsteg 24 eingegangen werden.
Prinzipiell wäre die
Trennung in einen ersten Batterieraum 22 und zweiten Batterieraum 23 nicht
notwenig. Neueste Explosionsschutzvorschriften fordern jedoch bei
nebeneinander angeordneten Batterien einen Mindestabstand. Dieser
wird durch den Batterietrennsteg 24 sicher gewährleistet.
Weiterhin führt
der Batterietrennsteg 24 zu einer physischen Trennung der
nebeneinander angeordneten Batterien, was hinsichtlich der Kurzschlussgefahr
und Explosionsschutzes ausgesprochen vorteilhaft ist. Selbstverständlich ist
die Nutzung eines Batterietrennsteges 24 zur Aufteilung des
Batteriefachs in einen ersten Batterieraum 22 und einen
zweiten Batterieraum 23 auch unabhängig von der Anordnung der
Schaltungen im Stromkreis gemäß 2 bzw.
unabhängig
von der Nutzung solcher Schaltungen einsetzbar.
-
Zusammenfassend
ist eine Taschenlampe 10 vorgestellt worden, welche gegenüber dem
Stand der Technik mehrere Vorteile aufweist. Der integrierte Diodengleichrichter 52 gewährleistet
einen Betrieb der Taschenlampe unabhängig von der Polung der eingesetzten
Batterien, was insbesondere beim Batteriewechsel im Einsatz die
Handhabung einer solchen Taschenlampe 10 und deren Nutzung
wesentlich verbessert. Zusätzlich
wird durch Nutzen des Pulsweitenmodulators 50 und des Stromstärkenregulators 54 gewährleistet,
dass die Taschenlampe 10 bis zur Erschöpfung der genutzten Batterien 50 gleichmäßig hell
leuchtet. Schließlich
weist die Taschenlampe 10 einen Batterietrennsteg 24 auf,
der auf einfache und sichere Weise nebeneinander angeordnete Batterien 50 im
Batteriefach voneinander trennt.
-
- 10
- Taschenlampe
- 11
- Gehäuse
- 12
- Batteriefachöffnung
- 13
- vordere Öffnung
- 14
- Öffnungskragen
- 15
- Gewinde
v. 14
- 16
- Umfangsnut
v. 14
- 17
- Leuchtmitteleinheit
- 18
- Öffnungskappe
- 19
- Innengewinde
v. 18
- 20
- Dichtring
- 21
- Innenumfangsfläche v. 18
- 22
- erster
Batterieraum
- 23
- zweiter
Batterieraum
- 24
- Batterietrennsteg
- 25
- Abdeckung
- 26
- Schraubenfedern
- 27
- Halteplatte
- 28
- Öffnungen
v. 27
- 29
- Tragplatte
- 30
- Schaltkontakte
- 31
- Druckschalter
- 32
- Schaltkappe
- 50
- Batterien
- 51
- Sicherung,
Widerstand
- 52
- Diodengleichrichter
- 53
- Pulsweitenmodulator
- 54
- Stromregulator
- 55
- LED