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Rotationsladetechnik zum Laden von Akkumulatoren in mobilen elektronischen Kleingeräten mittels eines kleinen Rotationelementes und eines kleinen Generators, Welche ins Gerät oder den Akkumulator eines Gerätes integriert sind.
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Einleitung und Stand der Technik:
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Das durch mechanische Bewegungen Bewegung elektrische Energie gewonnen werden kann ist schon seit vielen Jahrzenten bekannt und wird schon zur Energieerzeugung seit einigen Jahrzehnten in portablen Kleingeräten genutzt, z. B. in einer Autoquarzuhr einer Armbanduhr. Siehe dazu auch den Abschnitt „Autoquarz-Uhrwerk” unter Automatikuhr in de.wikipedi.org, http://de.wikipedia.org/wiki/Automatikuhr
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Da Armbanduhren sich bei Tragen am Handgelenk eines Menschen ungewollter alltäglicher mechanischer Bewegung durch Dessen Bewegung im Alltag unterziehen müssen, werden diese Bewegungen genutzt, um über ein winziges Rotationselement bzw. Schwungelement, Welches wiederum einen sehr kleinen elektrischen Generator antreibt, der einen Akkumulator im Gerät auflädt, ein elektronisches Quarzuhrwerk über eine Akkumulatorladung zu betreiben. Es lässt sich somit über diese kleine Rotationsmechanik über den Generator der Akkumulator des Gerätes laden, Welcher gleichzeitig als Puffer- und Ladeakkumulator im Gerät dient, um die Uhr und Deren elektronisches Quarzuhrwerk auch bei einigen Tagen Ruhe, bzw. ohne Tragen und Bewegung, noch betreiben zu können. Diese Lademechanik kann demzufolge sehr klein hergestellt werden. Diese hier geschilderte Technik soll ausgenutzt werden, um die Akkumulatoren von mobilen elektronischen Kleingeräten, wie Handys, Smartphones, Laptops, kleinen Fernseh- und Rundfunkgeräten oder sonstigen elektronischen Kleingeräten nachzuladen, Welche einen nachladbaren Akkumulator besitzen.
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Nachteilig wirkt sich hier der höhere Stromverbrauch dieser Geräte aus, Welche wahrscheinlich nicht dauerhaft bei Bewegung der Geräte Betriebsbereit gehalten werden können und somit eine zwischenzeitliche Nachladung über ein externes Netzteil erfordern. Weiterhin Nachteilig sind die erhöhten Kosten für die Herstellung einer solchen Mikrolademechanik und der Einbau in ein Gerät. Weiterhin ist die Nutzung auch nur sinnvoll, wenn die Geräte regelmäßig vom Nutzer bewegt werden. Wenn z. B. eine solche Mechanik in ein Gerät, z. B. in einen Laptop eingebaut würde, Welcher vom Nutzer nur als lokales Tischgerät betrieben wird, wären die erhöhten Kosten für das Gerät nicht gerechtfertigt. Dies kann gelöst werden, in dem die Lademechanik direkt in einen Akkumulator bzw. ein Akkumulatormodul für solch ein Gerät eingebaut wird, und nur Nutzer, Welche ihr Gerät auch portabel betreiben, auch die erhöhte Kosten für einen speziellen Akkumulator tragen müssten, Welcher dann ins Gerät eingesetzt wird. Es müssten demnach spezielle Akkumulatoren hergestellt werden, Welche diese Lademechanik beinhalten. Im Zuge der modernen Fertigungstechnik für elektronische Bauteile und integrierte Schaltungen, wird ein immer geringerer Stromverbrauch der Bauteile und Schaltkreise erzielt, was einen Einsatz dieser Technik mehr als rechtfertigt. Wenn z. B. ein Nutzer eines Handys, Welches fast nur im Stromsparzustand oder „Stand-By” Betrieb betrieben wird oder zum Abrufen und Senden von Kurzmitteilungen dient, und den ganzen Tag durch Mitnahme ausreichend bewegt wird, wäre eine zwischenzeitliche Nachladung über ein externes Netzteil wahrscheinlich nicht mehr erforderlich. Im Stromsparzustand hätte, das Handy z. B. einen Stromverbrauch von 1 Milliampere und würde 100 Stunden Betriebsbereit sein. Bei durchschnittlicher Nutzung, mit z. B. zwischenzeitlichen Telefonaten, würde die maximale Betriebsdauer auf 40 Stunden sinken. Mit der hier geschilderten Lademechanik wäre ein zwischenzeitliches Nachladen des Akkumulators des Gerätes bei bloßem Empfangen oder Senden von einigen Kurzmitteilungen pro Tag gar nicht mehr erforderlich und bei durchschnittlicher Nutzung würde die Betriebsdauer auf z. B. 60 Stunden ansteigen. Dies würde auch die leicht höheren Kosten eines Gerätes oder Akkumulators, in Welche die Ladetechnik eingebaut wurde, rechtfertigen. Auch sehr nützlich ist die Ladetechnik wenn ein Akku erschöpft ist und das Gerät sich von selbst abschaltet. Es kann bei Herumtragen des Gerätes nach einigen Stunden das Gerät wieder kurzzeitig in Betrieb genommen werden.
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Beschreibung der Rotationsladetechnik:
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An Hand von 1 und 2 wird eine detaillierte Beschreibung an Hand eines Beispiels dargelegt, wo die Ladetechnik direkt in das Akkumulatormodul [1] eines Handys integriert wurde. Die gesamt Technik kann allerdings auch bei der Herstellung direkt in eine Gerät eingebaut bzw. integriert werden.
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1 zeigt eine Draufsicht auf einen Handyakkumulator bzw. auf ein auswechselbares Handyakkumulatormodul, z. B. einen Lithium-Polymer-Akkumulatormodul mit 1600 Milliamperestunden, mit 50 Millimetern Höhe und 40 Millimetern Breite. 2 zeigt die Seitenansicht von der linken Seite und die gesamte Tiefe ist hier mit [d1] und [d2] dargestellt, Welches sich demzufolge aus d1 + d1 zusammensetzt, und beispielsweise insgesamt 4 Millimeter betragen kann. Die Bezeichner [1] bis [16] sowie [CU] sind in 1 und 2 zur besseren Übersichtlichkeit gemeinsam genutzt. [1] bezeichnet das Akkumulatormodulgehäuse, [2] bis [5] die elektrischen Kontakte des Akkumulatormoduls zum kontaktieren nach einsetzten in ein Handy, [6] die Akkumulatorzelle bzw. Akkumulatorzellen mit z. B. 3,7 Volt Spannung, [7] den Mikrogenerator, [8] bis [14] eine Übersetzungsmechanik aus sehr flachen kleinen in sich übergreifenden Zahnrädern oder Kunststoffscheiben, [15] das Rotationselement in Form einer dünnen runden Scheibe, Hohlzylinders oder Hohltrommel aus Leichtmetall oder Kunststoff, [16] ein Rotationsgewicht aus schwerem Material, z. B. Kupfermetall, [CU] die in das Akkumulatormodul integrierte Lade-, Steuer- und Überwachungselektronik und [R] die beiderseitige Drehrichtung des Rotationselementes [15].
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Es wird in 2 dargestellt, dass sich die mechanischen Komponenten [8] bis [16] auf einer sehr geringen Tiefe [d1] von z. B. 1 Millimeter befinden können und die Akkumulatorzellen [6] auf unter 3 Millimetern [d2], wobei die Gesamttiefe d1 + d2 von [1] wie oben geschildert Beispielsweise 4 Millimeter beträgt. Der runde Mikrogenerator [7] kann hier z. B. einen Durchmesser von 5 Millimetern und eine Höhe von 35 Millimetern besitzen und sollte mit möglichst vielen sehr feinen Drahtwicklungen, z. B. runder Kupferwickeldraht mit 0,1 Millimetern Durchmesser, bestehen, um auch bei geringen Drehungen seines Magnetkerns eine möglichst hohe elektrische Spannung zu Ladung der Akkumulatorzellen [6] abgeben zu können. Eine zu geringe Spannungsabgabe würde die Ladung von [6] erschweren und in der Elektronik [CU] wäre zusätzlich ein Spannungswandler in Form eines kleinen Schaltnetzteiles erforderlich, um eine zu geringe erzeugte Spannung in eine höhere Spannung umzuwandeln.
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Es wird praktisch das Rotationselement [15] mit dem Rotationsgewicht [16] bei Bewegung des Akkumulators [1] im Gerät durch den Träger des Gerätes in eine beliebige Richtung [R], nach Links oder nach Rechts, in Drehung versetzt, wobei [16] mit [15] einen Schwerkraftexzenter bildet. Über die Übersetzungsmechanik [8] bis [14] wird die Drehbewegung von [15] auf den Mikrogenerator [7] übertragen, Welcher dann seine elektrische Energie über die Elektronik [CU] an die Akkuzellen [6] abgibt. Bei beidseitiger Drehung [R] von [15] währe für [7] bei einem Gleichstromgenerator eine Drahtwicklung mit Mittelanzapfung und Mittelpunktgleichrichtung in [CU] erforderlich und bei einem Wechselstromgenerator ein Brückengleichrichter, um die positive und negative von [7] erzeugt Spannung auf das richtige Potential zu Ladung von [6] über [CU] zu übertragen. Es kann beispielsweise ein sehr kleiner Pufferkondensator von 100 Mikrofarad in [CU] von [7] über eine der Beiden vorher genannten Gleichrichtungen auf eine Spannung von 5 Volt aufgeladen werden und dann über einen elektronischen Schalter, z. B. einen Feldeffekttransistor in [CU], Welcher auch von [CU] gesteuert wird, bei Erreichen der Ladespannung von 5 Volt, kann dieser Pufferkondensator seine gespeicherte Energie an [6] abgeben. Es kann praktisch immer eine kurzfristige Energieübertragung vom Pufferkondensator bei Erreichen der Ladespannung bzw. einer bestimmten Ladeenergie über [CU] auf [6] erfolgen, was Diesen immer wieder, wenn auch in sehr geringem Maße, über Energieschübe vom Pufferkondensator wieder nachlädt. Denkbar wäre auch eine zweite Möglichkeit, Welche aber auf Grund von mikromechanischen Aufwand und Kostengründen ungünstiger ausfallen würde. Deswegen wurde das Rotationselement [15] hier auch in der Tiefe breiter dargestellt oder wie oben als Hohltrommel deklariert. Es kann über eine Zahnrad- oder Scheibenmechanik in [15] selbst eine Spiralfeder in [15] mechanisch durch die Drehbewegung von [15] angespannt werden, und bei Erreichen einer bestimmten Spannfestigkeit wird über eine separate Drehachse über der von [15] mit Zahnrad oder Drehscheibe die aufgezogene mechanische Energie der Spiralfeder in Form von Drehbewegungen über [8] bis [14] an [7] übertragen, bis die Spiralfeder entspannt wurde, und es kann direkt über eine Diode die von [7] erzeugte elektrische Energie zu [6] übertragen werden. Vorteilhaft wäre, dass keine zusätzlichen elektronischen Komponenten in [CU] erforderlich wären, z. B. Pufferkondensator oder Spannungsüberwachung am Pufferkondensator, aber der mechanische Aufwand Dies wiederlegen würde. Der Spannvorgang der Spiralfeder zur Funktionalität dieser Sequenz müsste nach Entladung bzw. Entspannung Dieser von Neuem beginnen, was hier auch einen mechanischen Entladungsspanner erfordern würde und die mechanische Anfälligkeit wesentlich größer wäre, als die der elektronischen Nachladevariante, bzw. die elektronische Nachladung von [6] über einen Pufferkondensator in [CU] zu bevorzugen wäre. Eine solche Spiralfederspannmechanik muss sich nicht in [15] befinden, sondern kann auch in [1] über [d1] durch das Rotationselement [15] erfolgen.
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Zur sinnbildlichen Bezeichnung der Funktionalität der mechanischen Übersetzung der Drehbewegungen von [15] zu [7] wurde hier im Beispiel in 1 und 2 ein beispielhaftes Übersetzungsverhältnis mit den Zahnrädern oder den Scheiben [8] bis [14] zwischen [7] und [15] gewählt, weil ein sinnvoller Antrieb des Mikrogenerators [15] nur bei einer geeigneten Übersetzung korrekt funktionieren würde oder sinnvoll wäre. Würde die von [15] erzeugte Rotations- bzw. Drehbewegung direkt auf über [8] zu [7] übertragen werden, wäre das Drehszenario von [15] zu [7] eventuell gefährdet, weil durch Schwergängigkeit von [7] und [15] evtl. keine Drehbewegung über [15] mehr möglich wäre. Deswegen wurden hier im Beispiel drei mechanische Drehübersetzungen mit [9], [10], und [11], [12] sowie [13], [14] eingefügt, Welche aber nicht zwingend erforderlich sind und nur als Beispiel dienen sollen. Es soll nur gezeigt werden, dass das Übersetzungsverhältnis von [15] zu [7] evtl. bei direkter Übertragung der Drehbewegung von [15] zu [8] wegen zu großer Kraftübertragung nicht entsprechend genügen würde, und deswegen wurden hier im Beispiel drei bzw. sechs weitere Zahnräder oder Drehscheiben, [9] und [10], [11] und [12], [13] und [14], eingefügt. Diese können bei ausreichender Leichtgängigkeit von [7] und [15] entfallen, und die Drehbewegung würde von [15] auf ein Zahnrad [8] auf der Drehachse von [7] zu [7] übertragen. Es kann eine beliebige Anzahl von Zwischendrehelementen [9] bis [14] sich zur Anpassung des Übersetzungsverhältnisses zwischen [15] und [8] vorhanden sein, wobei durch die Übersetzungsanpassung zwischen [15] und [8] eine korrekte Drehbewegung von [7] bei Schwehrgängigkeiten von [7] und [15] gewährleistet wird.
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Die Mikrozahnzahnräder oder Mikroscheiben [9] und [10], [11] und [12] sowie [13] und [14] befinden sich jeweils auf einer Achse und die jeweils kleineren Scheiben [10], [12] und [14] stellen hier ein einfaches Übersetzungsverhältnis dar, Welches bei geringer Drehkraft von [15] den Mikrogenerator [7] leicht antreiben kann. Nachteilig ist bei zu großem Übersetzungsverhältnis, dass ein Vielfaches an Umdrehungen von [15] erforderlich wäre, um eine Umdrehung von [7] zu ermöglichen. Wäre das gesamte Übersetzungsverhältnis von [15] zu [7] beispielweise 20 zu 1 (20:1), müsste [15] 20 Umdrehungen in eine der beiden Drehrichtungen [R], z. B. nach Links, absolvieren, um den Mikrogenerator [7] eine Gesamtumdrehung zu ermöglichen. Es wird praktisch hier im Beispiel die Drehbewegung von [15] über bzw. zu [14], [13], [12], [11], [10], [9] und [8] auf [7] übertragen bzw. übersetzt. Wie vorher schon erwähnt kann evtl. die Drehbewegung von [15] direkt auf [8] übertragen werden, wenn eine gewisse Leichtgängigkeit der Drehbewegungen von [7] und [15] ermöglicht wird. Eventuell können die Drehachsen von [7] bis [15] über Mikromagnetlager oder sehr genaue und stabile Kunststofflager aus Mikrostrukturen, wie z. B. Carbonnanostrukturen, gelagert sein. Bei ausreichender Leichtgängigkeit von [7] und [15] kann die Drehbewegung von [15] zu [8] direkt übertragen werden, wobei das Übersetzungsverhältnis auf [7] dann beispielsweise 1 zu 3 (1:3) betragen würde und bei nur einer Umdrehung von [15] würde [7] drei Umdrehungen absolvieren können und es könnte wesentlich mehr elektrischer Strom erzeugt werden, was die Effizienz wesentlich steigern würde. Es wurden hier im Beispiel keine direkten Angaben zu den Durchmessern von [8] bis [15] und einer Berechnung eines genauen Übersetzungsverhältnisses zwischen Diesen gemacht, weil Diese auch abhängig von der Größe des Akkumulatormodules [1] oder des Gerätes und der eingesetzten Materialien oder Größe Derer sind. Es soll gezeigt werden, dass mit moderner Fertigungstechnik heutzutage eine problemlose Unterbringung der gesamten Mechanik in einem Akkumulatormodul bzw. in kleinen mobilen Geräten wie Handys oder Smartphones möglich ist.
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Die runden Übertragungselemente [8] bis [14] können aus winzigen Zahnrädern aus Metallen oder harten Kunststoffen sowie winzige Kunststoff oder Plastik- bzw. Hartgummischeiben bestehen, Welche ineinander greifen, und Welche z. B. eine Dicke von 0,2 Millimetern besitzen. Die Drehkomponenten [9] bis [15] sind durch winzige Achsen im Gehäuse [1] des Akkumulatormodules verankert, siehe auch 2. Die gesamte Bauweise der mechanischen Komponenten [7] bis [16] kann auch modular erfolgen, was bedeutet dass Diese in einem separaten Gehäuse hergestellt und in ein Gerät bei der Herstellung eingesetzt werden, wobei bei defekt nur das Modul gewechselt werden muss. Nachteilig ist, wenn ein Akku mit dieser Technik gefertigt wird, muss Dieser bei Defekt wahrscheinlich weggeworden bzw. entsorgt werden, weil eine Reparatur nicht lohnenswert wäre. Denkbar wäre auch, dass beispielweise in einem Handy oder Laptop hinter bzw. unter dem Akkumulator ein zweites Reservoir befindet, in Welches ein Modul mit den Komponenten [7] bis [16] eingesetzt wird. Es müsste bei Wechsel z. B. der Rückendeckel des Gerätes abgenommen werden, dann der Akkumulator entfernt werden und dann kann nach Entfernung eines defekten Modules ein Neues eingesetzt werden. Bei größeren Geräten, wie Laptops, stellt diese Modulare Wechseltechnik aus Größengründen kein Problem dar, was aber bei ausreichend flacher Bauweise eines solchen Modules, z. B. unter 1 Millimeter Tiefe, auch bei Handys gelingen sollte.
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Die Herstellung stellt heutzutage kein Problem dar, was Beispielweise an einem modernen kleinen mechanischen Uhrwerk einer Armbanduhr bewiesen werden kann. Auch automatisierte Fertigungstechniken, z. B. durch Fertigungsroboter, kann Dies problemlos ermöglichen.
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Das Rotationselement [15] kann wie oben schon erwähnt aus einer runden Hohltrommel mit Spiralfedermechanik im Inneren bestehen, oder aus einem komplexen Zahnrad oder einer Scheibe, Welches aus den gleichen Materialien wie [8] bis [15] besteht, und beispielweise eine Tiefe von 0,8 Millimetern besitzen. [15] ist wie [8] bis [14] auch über eine winzige Achse in [1] verankert, evtl. auch über Mikrolager in [1]. Das Rotationsgewicht [16] besteht wie oben schon erwähnt aus einem schweren Metall, z. B. Kupfer, evtl. auch aus einem schweren Kunststoff, und kann wie in 1 und 2 zu sehen quaderförmig in [15] eingearbeitet sein, und beispielweise die Maße 0,4 × 0,4 × 0,8 Millimeter besitzen. Die Wahl der Größe und Form, Welche auch das Gewicht von [16] definiert, kann frei gewählt werden, z. B. auch eine Kugelform. Ein höheres Gewicht von [16] würde mehr Drehkraft in [15] hervorrufen, aber von den Ausmaßen größer sein, und deshalb die Rotationsfähigkeit in der Kreisbewegung [R] einschränken, wodurch [1] umfänglicher bewegt werden müsste. Kleinere Ausmaße von [16] in [15] würden einen kleineren Bewegungsradius von [1] erfordern. Denkbar wären auch Gewichtsankerformen von [15] mit [16] wie bei einer mechanischen Automatikuhr. Die Gestaltung von [15] und [16] sollte je nach Größe des Gerätes oder Akkumulatormodules sowie des Übersetzungsverhältnisses zu [7] gewählt werden sowie der Größe von [7].
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Der Gestaltung sind somit keine Grenzen gesetzt, es sollte aber mit möglichst wenig Bewegungsumfang von [1] oder des Gerätes möglichst viel elektrische Energie von [7] zur Ladung der Akkumulatorzellen [6] gewonnen werden. Es kann die gesamt Technik in größeren Geräten wie Laptops auch größer gestaltet werden, wobei mehr Energie gewonnen werden kann, was aber durch den meist höheren Stromverbrauch dieser Geräte fast wieder kompensiert wird.
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Es kann die Übertragung der Drehbewegungen von [15] zu [8] auch über einen sehr kleinen Zahn- oder Keilriemen erfolgen, was mechanisch und herstellungstechnisch sicherlich heutzutage problemlos in dieser Größenordnung realisierbar ist.
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Weiterhin kann die gesamte Rotationsladetechnik aus 1 und 2 in einem kleinen portablen Gerät mit den Ausmaßen von z. B. 50 × 40 × 30 Millimetern untergebracht werden, Welches z. B. in einer Hand- oder Jackentasche ständig von einem Nutzer eines Handys mit herum getragen wird, und Welches bei Erschöpfung des Akkumulators des Handys als Notfallladegerät dient, wobei über ein spezielles Kabel mit zwei Steckern und über je eine Steckerbuchse am Notladegerät und am Handy bzw. am Gerät, der Akkumulator eines Gerätes durch Anschluss des Notfallladegerätes über das Kabel der Akkumulator des zu ladenden Gerätes wieder teilweise nachgeladen werden kann. Durch das Herumtragen des Notladegerätes mit der Rotationsladetechnik wird ein Akkumulator in Diesem aufgeladen, Welcher bei Anschluss an ein Nutzgerät, z. B. Handy, Dessen Akkumulator wieder aufladen kann. Es kann auch ein Akkumulator mit höherer Kapazität genutzt werden, z. B. 3500 Milliamperestunden, was aber auch dann wiederum abhängig von der Gestaltung der Größe des Notfallrotationsladegerätes ist. Es können kleine Geräte hergestellt werden, Welche aber dann wiederum einen kleinen Akkumulator laden und somit weniger Energie zum laden bereitstellen können, oder auch größere Geräte mit größerem Akkumulator.
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Die gesamte Elektronik [CU] zur Steuerung der Ladung von [6] kann auf einer kleinen Leiterplatte und oder auf einem integrierten Schaltkreis untergebracht werden, und beispielweise laut 1 und 2 an bezeichneter Stelle [CU] im Akkumulatormodul [1] untergebracht werden, bzw. bei modularer Bauweise der Rotationsmechanik auf der Hauptplatine Gerätes selbst. Die Kontakte [2] bis [5] stellen in 1 und 2 die elektronische Verbindung von einem Akkumulatormodul [1] nach Dessen Einsetzten in ein Nutzgerät zur Elektronik eines Nutzgerätes dar. Hier beispielweise mit 4 Kontakten, wo z. B. Kontakt [2] die negative Betriebsspannung, Kontakt [3] eine Temperaturüberwachung des Akkumulatormoduls [1], Kontakt [4] die Überwachung des Ladezustandes von [6] und Kontakt [5] die positive Betriebsspannung darstellt. Es könnte ein separater Extrakontakt an [1] vorgesehen werden, um über [CU] z. B. die Ladeeffizienz der Rotationsladung ans Nutzgerät zu übertragen, oder die Rotationsladungstechnik in [1] über [CU] ein und aus zu schalten und Diese zu steuern.
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Weiterhin kann eine entsprechende elektronische Schaltung entworfen werden und Diese auf einem separaten sehr kleinen elektronischen Schaltkreis bzw. Chip untergebracht werden, Welcher dann im Akkumulatormodul [1] untergebracht wird oder Diese direkt im Schaltkreis bzw. der Elektronik in [CU] integriert wird. Dadurch würde sich die Anzahl der Anschlüsse [2] bis [5] von [1] von Vier auf Drei auf ein Minimum reduzieren. Der kleine elektronische Schaltkreis bzw. die Schaltung kann dann sämtliche Aufgaben zur Überwachung und Steuerung der Rotationslademechanik in [1] und des Akkumulatormoduls [6] übernehmen, in dem sämtliche Funktionen wie Temperaturüberwachung des Akkumulators [6], Ladezustand des Akkumulators [6], Ein- und Ausschalten der Rotationslademechanik [7] bis [16] oder Ein- und Ausschalten eines Smartphones oder Gerätes über das Akkumulatormodul [1] bei Erreichen einer Mindestladekapazität von [6] über die separate in [1] oder [CU] integrierte Elektronik realisiert werden, Welche die zu überwachenden oder zu steuernden Funktionen in digitale codierte Signale umwandelt und Diese über einen der Drei Anschlüsse am Akkumulatormodul [1] zur Elektronik des Smartphones oder des entsprechenden mobilen Kleingerätes sendet und digitale codierte Signale von der Elektronik des Gerätes zur Steuerung des gesamten Akkumulatormoduls [1] empfängt. Hier im Beispiel hätte dann Kontakt [2] die negative Betriebsspannung bzw. Ladespannung, Kontakt [3] den digitalen Datenkontakt der Überwachungselektronik und Kontakt [4] die positive Betriebsspannung bzw. Ladespannung, Welche die Funktionen des gesamte Akkumulatormoduls [1] überwachen und steuern. Es kann dann sozusagen eine zeitlich versetzte oder verschachtelte bidirektionale digitale Kommunikation zwischen der Elektronik des mobilen Kleingerätes und Diese Steuerelektronik erfolgen, in dem im einem zeitlich versetzten Zeitabstand von z. B. einer Millisekunde die abzufragenden Informationen zur Elektronik des Gerätes gesendet und dann die entsprechenden digitalen Steuersignale vom Gerät über den Anschluss [3] empfangen werden. Es werden praktisch im Interwall von jeweils einer Millisekunde die Abfragedaten von [1] über den Kontakt [3] zur Elektronik eines Gerätes gesendet und danach wieder die Steuersignale von der Elektronik des Gerätes empfangen, wobei innerhalb von einer Sekunde 500 bidirektionale Zyklen von 2 Millisekunden ermöglicht werden. Die zeitliche Dauer der Sende- und Empfangszyklen sollte nicht sehr ausschlaggebend sein, weil es nicht auf hohe bidirektionale digitale Übertragungsraten ankommt und Diese dienen hier nur als Beispiel. Eine Dauer von einer Sekunde pro Sende- und Empfangszyklus wäre hier vollkommen ausreichend, um die geforderten Informationen zum Gerät zu übertragen oder Steuersignale von Diesem zu empfangen um sämtliche Funktionen zu gewährleisten. Diese spezielle elektronische Schaltung steuert und regelt dann demzufolge die Elektronik [CU] und die Funktionen von [CU] über nur einen seriellen bidirektionalen digitalen Anschluss am Akkumulatormodul [1], Welcher wiederum von der Elektronik des mobilen Kleingerätes gesteuert wird.
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Diese digitale Steuerungsmethode stell sich eleganter dar, gerade weil ein geringer Aufwand bei der Herstellung von elektrischen Kontakten am Akkumulatormodul [1] betrieben werden müsste, die mechanische Störanfälligkeit nach Kontaktieren bzw. Einsetzten eines Akkumulatormoduls [1] in ein mobiles Kleingerät geringer wäre bzw. nicht für jede einzelne Funktion ein separater Anschluss an [1] vorhanden sein muss und demzufolge diese Steuerelektronik direkt mit der Steuerelektronik [CU] auf einem Schaltkreis bzw. Chip hergestellt werden kann.
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Hierbei soll gezeigt werden, dass es mit dem heutigen hohen Stand der Technik und dem hohem Fertigungsniveau auf mikromechanischer Basis möglich ist, eine mechanische Ladetechnik für Akkumulatoren und für mobile Kleingeräte zu konstruieren und Diese auch praktisch umzusetzen. Auch Gestaltung und Größe sind sehr variabel und sind je nach Energiebedarf eines Nutzgerätes und Dessen Größe vielseitig variierbar.
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Hier sind nachfolgend noch einmal einige Referenzen aus der Online-Wissens-Bibliothek „de.wikipedia.org” aufgezeigt, um die in der Beschreibung dargelegten Sachverhalte ausreichend zu stützten.
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Referenzen oder zitierte Nichtpatentliteratur:
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http://de.wikipedia.org/wiki/Automatikuhr
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http://de.wikipedia.org/wiki/Exzenter
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http://de.wikipedia.org/wiki/Übersetzungsverhältnis
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- http://de.wikipedia.org/wiki/Automatikuhr [0002]
