DE4023976A1

DE4023976A1 - Transportables elektrisches geraet mit einem energiespeicher

Info

Publication number: DE4023976A1
Application number: DE4023976A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl Ing Dreinhoff
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1990-07-25
Filing date: 1990-07-25
Publication date: 1992-01-30
Anticipated expiration: 2010-07-26
Also published as: DE4023976C2

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Stromversorgung elek trischer Geräte und ist bei der konstruktiven Ausgestaltung solcher transportabler elektrischer Geräte anzuwenden, die mit Energiespeicherelementen versehen sind und ein Bedienfeld auf weisen, das die für den Betrieb des Gerätes erforderlichen Bedien- und Anzeigeelemente enthält. Geräte dieser Art sind beispielsweise transportable Bürodrucker und Personal-Computer sowie transportable Meßgeräte und Videokameras.

Bei einem handelsüblichen Bürodrucker (High Print 730/735 Com pact der Siemens AG) ist innerhalb des Gerätegehäuses ein Fach zur Aufnahme von Energiespeicherelementen in Form eines Akkumu latorenpaketes vorgesehen. Im Bereich dieses Faches an der Vorderseite des Gerätes befindet sich auch das Bedienfeld des Gerätes, das alle für den Betrieb des Gerätes erforderlichen Bedien- und Anzeigeelemente enthält. Außer dem Akkupaket ent hält das Gerät weitere für die Stromversorgung des Gerätes wesentliche elektrische und elektronische Einrichtungen, insbe sondere eine elektrische Schaltung zur Wandlung der von den Akkuzellen abgegebenen Spannung in die vom Gerät benötigten Spannungen, eine elektrische Schaltung zur Überwachung des Lade zustandes, eine elektrische Schaltung zur Optimierung der Lade und Entladezyklen, eine elektrische Schaltung zur Unterbrechung der Geräteversorgungsspannung bei Gefahr einer Tiefentladung, weiterhin Anzeigeelemente für den Ladezustand des Akkus und eine Kurzschlußstromsicherung. Am Gerät ist auch eine Steck buchse zum Anschluß eines Ladegerätes vorgesehen.

Ausgehend von einem transportablen elektrischen Gerät mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die gegenseitige Zuordnung von eigentlichem Geräteteil, Stromversorgung und Bedienfeld so zu gestalten, daß das Gerät als Ganzes leicht an unterschiedliche Betriebsbedingungen wie Betrieb aus Energiespeicherelementen, Netzbetrieb und integrierter Betrieb in einem Datenverarbeitungs system anpaßbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Energiespeicherelemente Teil eines mit dem elektrischen Gerät koppelbaren Energiespeichers sind, wobei der Energiespeicher ein Gehäuse zur Aufnahme der Energie speicherelemente aufweist und in das Gehäuse das Bedienfeld für den Betrieb des elektrischen Gerätes und der eine Stecker teil eines mehrpoligen Steckverbinders integriert sind und in dem Gehäuse eine elektrische Schaltung zur Wandlung der von den Energiespeicherelementen abgegebenen Spannung in die vom elek trischen Gerät benötigten Spannungen angeordnet ist, daß der andere Steckerteil des Steckverbinders in das Gehäuse des elektrischen Gerätes integriert ist und daß in den Steckerteil des Energiespeichers Schalter integriert sind, die beim Ab koppeln des Energiespeichers vom elektrischen Gerät die Zufuhr der Versorgungsspannung zum Steckerteil des elektrischen Gerätes unterbrechen.

Bei einer derartigen Ausgestaltung des elektrischen Gerätes sind alle Bedienfunktionen des Gerätes dem abnehmbaren Energiespeicher zugeordnet, wodurch man ein Grundgerät mit zugehöriger, abnehm barer Stromversorgung sowie mit zugehörigem, abnehmbarem Bedien feld erhält. Das Grundgerät ist damit besonders einfach aufgebaut und universell einsetzbar. Insbesondere kann je nach Bedarf die Stromversorgung durch einen Energiespeicherelemente, durch Netz betrieb über ein geeignetes Netzteil oder über die zentrale Strom versorgung eines das Grundgerät aufnehmenden Systems, beispiels weise einer Datenverarbeitungsanlage, erfolgen. In einem solchen System werden auch die Funktionen des seines Bedienfeldes ent kleideten Gerätes zentral gesteuert.

Die gemäß der Erfindung vorgesehene Ausgestaltung erweist sich dann als besonders zweckmäßig, wenn die Energiespeicherelemente des Gerätes aus Akkumulatoren besteht. In diesem Fall sollen in dem Gehäuse des Energiespeichers auch die elektrischen und elek tronischen Einrichtungen zur Überwachung des Ladezustandes des Akkupaketes, die Einrichtungen zur Optimierung der Lade- und Entladezyklen, die Einrichtungen zur Unterbrechung der Gerätever sorgungsspannung bei Gefahr einer Tiefenentladung und die Anzeige elemente für den Ladezustand des Akkupaketes sowie die Kurzschluß stromsicherung angeordnet sein. Durch Integration dieser Ein richtungen in das Gehäuse des Energiespeichers erhält man einer seits die Möglichkeit eines Netzbetriebes, bei dem das Gerät die benötigte Leistung überwiegend dem Akkupaket entnimmt und das Akkupaket gleichzeitg über das Ladegerät geladen wird, anderer seits wird sichergestellt, daß Daten über zurückliegende Lade- und Entladevorgänge auch nach Trennung des Energiespeichers vom Gerät nicht verloren gehen. Auch bei Aufladung der Energie speicherelemente getrennt vom elektrischen Gerät wird der Lade verlauf optimiert.

Bei einer gemäß der Erfindung vorgesehenen Ausgestaltung erhält man somit am elektrischen Gerät eine von außen zugängliche Schnittstelle, die sowohl die Stromversorgung des Gerätes als auch die Bedienfunktionen des Gerätes umfaßt. Bei abgenommenem Energiespeicher ist es daher möglich, unabhängig von sonstigen parallelen oder seriellen Schnittstellen die in das Gehäuse des Energiespeichers einbezogenen Bedien- und Anzeigefunktionen in das Bedienfeld eines übergeordneten Systems zu integrieren, in das das elektrische Gerät eingesetzt wird. Dabei ist keine Son deremulation für eine eventuell zusätzlich vorhandene Daten schnittstelle am Gerät für den Einsatz in diesem System er forderlich. - Dadurch, daß auch der Ein/Ausschalter des Gerätes in den Energiespeicher bzw. in dessen Gehäuse integriert ist, ist sichergestellt, daß die Spannungszufuhr des Gerätes nach Entfernung des Energiespeichers und nach Einsetzen des Gerätes in ein übergeordnetes System ausschließlich über den Ein/Ausschalter des übergeordneten Systems gesteuert wird.

Um die Energiespeicherelemente in Form eines Akkupaketes auch im vom Gerät abgekoppelten Zustand aufladen zu können, empfiehlt es sich, das Gehäuse des Energiespeichers mit einer zusätz lichen Kontaktbuchse zum Anschluß eines Ladegerätes zu versehen. Diese Kontaktbuchse kann stets von außen zugänglich sein, sie kann aber dann, wenn das elektrische Gerät selbst mit einer Kon taktbuchse für ein Ladegerät versehen ist, so angeordnet sein, daß sie bei Kopplung des Energiespeichers mit dem Gerät verdeckt ist.

Ein Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung ausgebildeten transportablen elektrischen Gerätes ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt.

Fig. 1 zeigt ein elektrisches Gerät 1 und einen zugeordneten Energiespeicher 2 mit dem Gehäuse 7. Bei dem Gerät 1 handelt es sich beispielsweise um einen Bürodrucker. In die Vorderfront des elektrischen Gerätes 1 ist der eine Steckerteil 3 eines Steck verbinders integriert. Ein hiermit korrespondierendes Stecker teil 4 ist in die eine Gehäusewand des Energiespeichers 2 in tegriert. Weiterhin weist der Energiespeicher 2 ein Bedienfeld 5 auf, das nicht näher bezeichnete Bedien- und Anzeigeelemente enthält, u. a. den Ein/Aus-Schalter des Gerätes.

Im Gehäuse 7 des Energiespeichers 2 befinden sich ein Akkupaket sowie elektrische Schaltungen zur Wandlung der von dem Akkupaket abgegebenen Spannung in die vom Gerät benötigten Spannungen, eine elektrische Schaltung zur Überwachung des Ladezustandes des Akku paketes, eine elektrische Schaltung zur Optimierung der Lade- und Entladezyklen des Akkupaketes, eine elektrische Schaltung zur Unterbrechung der Geräteversorgungsspannung bei Gefahr einer Tiefenentladung und eine Kurzschlußstromsicherung. Weiterhin ist mit dem Steckerteil 4 ein Unterbrechungsschalter für die Geräte- Versorgungsspannung gekoppelt. Dieser Schalter wird beim mechanischen Ankoppeln des Energiespeichers an das elektrische Gerät 1 zwangsweise geschlossen und beim Abkoppeln zwangsweise geöffnet.

Der aus den Steckerteilen 3, 4 gebildete Steckverbinder stellt eine Schnittstelle für folgende Funktionen des Gerätes dar:

a) für die Spannungen, mit denen das Gerät versorgt wird,
b) eine serielle oder parallele Datenschnittstelle für die Verbindung zwischen dem Bedienfeld 5 und der Gerätesteuerung,
c) eine serielle oder parallele Datenschnittstelle, die die Spannungsüberwachungsschaltung im Energiespeicher mit der Ge rätesteuerung verbindet, um bei Gefahr der Tiefenentladung ein geordnetes Abschalten zu bewirken,
d) und gegebenenfalls eine Verbindung zum Aufladen der Energie speicherelemente über die am Gerät vorhandene Kontaktbuchse zum Anschluß eines Ladegerätes. Die hierzu vorgesehene Steckverbin dung kann man mit den gleichen Steckern ausführen, wie sie zum Anschluß eines Ladegerätes an das elektrische Gerät vorgesehen sind. In diesem Fall kann man auf eine zusätzliche Steckbuchse zum Anschluß eines Ladegerätes am Energiespeicher verzichten, weil der Stecker der Ladegeräteleitung sich mit den gleichar tigen Steckbuchsen des Gerätes und des vom Gerät abgekoppelten Energiespeichers verbinden läßt.

Fig. 2 zeigt den Energiespeicher 2 im an das Gerät 1 ange koppelten Zustand. Dabei ist die Steckbuchse 6 zum Anschluß eines Ladegerätes zu erkennen.

Bezüglich der Zuordnung der mit elektrischen Schaltungen, dem Bedienfeld und einem Steckerteil zu einem Energiespeicher kom plettierten Energiespeicherelemente und des mit einem Stecker teil versehenen elektrischen Gerätes kann man auch so vorgehen, daß der Energiespeicher in ein Fach des Gerätegehäuses einge setzt wird. Die Einfügeöffnung wird dann zweckmäßig durch das am Energiespeicher befindliche Bedienfeld ausgefüllt. Man kann aber auch ein spezielles Hüllgehäuse für den Energiespeicher vor sehen, wobei das Hüllgehäuse Öffnungen zur Betätigung und Er kennbarkeit des Bedienfeldes aufweist. Mit solchen Varianten der Zuordnung kann auf farbliche Gestaltungen des Gerätegehäuses Rücksicht genommen werden, während der Energiespeicher jeweils in ein und derselben Ausführung zum Einsatz gelangt.

Claims

1. Transportables elektrisches Gerät mit Energiespeicherelemen ten und mit einem Bedienfeld, das die für den Betrieb des Gerätes erforderlichen Bedien- und Anzeigeelemente enthält, dadurch gekennzeichnet,
daß die Energiespeicherelemente Teil eines mit dem elektrischen Gerät (1) koppelbaren Energiespeichers (2) sind,
wobei der Energiespeicher (2) ein Gehäuse (7) zur Aufnahme der Energiespeicherelemente aufweist und in das Gehäuse (7) das Be dienfeld (5) für den Betrieb des elektrischen Gerätes (1) und der eine Steckerteil (4) eines mehrpoligen Steckverbinders in tegriert sind und in dem Gehäuse (7) eine elektrische Schaltung zur Wandlung der von den Energiespeicherelementen abgegebenen Spannung in die vom elektrischen Gerät (1) benötigten Spannungen angeordnet ist,
daß der andere Steckerteil (3) des Steckverbinders in das Gehäuse des elektrischen Gerätes (1) integriert ist
und daß in den Steckerteil (4) des Energiespeichers (2) Schalter integriert sind, die beim Abkoppeln des Energiespeichers (2) vom elektrischen Gerät (1) die Zufuhr der Versorgungsspannung zum Steckerteil (4) des elektrischen Ge rätes (1) unterbrechen.

2. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Energiespeicherelemente aus Akkumulatoren bestehen
und daß in dem Gehäuse (7) des Energiespeichers (2) elektrische und elektronische Einrichtungen

- zur Überwachung des Ladezustandes,
- zur Optimierung der Lade- und Endladezyklen und
- zur Unterbrechung der Geräteversorgungsspannung bei Gefahr einer Tiefentladung

sowie die Anzeigeelemente für den Ladezustand der Akkumulatoren und die Kurzschlußstromsicherung angeordnet sind.

3. Elektrisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) des Energie speichers (2) eine zusätzliche Kontaktbuchse (6) zum Anschluß eines Ladegerätes aufweist.

4. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der geräte seitige Steckerteil (3) an der Frontseite des Gerätes angeordnet ist.