DE4402765A1 - Batteriebetriebenes Gerät für stationären und mobilen Einsatz, insbesondere Lampe für einen Einsatz im Unterwasserbereich und in Bereichen von durch explosive Gase belasteter Umgebung - Google Patents

Description

Die Erfindung wird an einem batteriebetriebenen elektrischen Gerät mit einer wiederaufladbaren Batterie, insbesondere an einer Lampe wirksam, die in einer durch besondere Bedingungen bestimmten Umwelt eingesetzt wird, und betrifft vorrangig die Ausbildung einer Stromversorgungseinheit dieses als Unter­ wasserlampe ausgebildeten elektrischen Gerätes für einen stationären und/oder mobilen Einsatz u. a. auch in einer durch explosive Gasgemische belasteten Umwelt.

Bekannt sind für den Einsatz im Unterwasserbereich batterie­ bestückte Lampen, wobei wiederaufladbare Batterien in Ver­ bindung mit einer Schaltelektronik zur Ansteuerung der Licht­ quelle verwendet werden. In einem aus seewasserbeständigen Material bestehenden Lampengehäuse sind die wiederaufladbaren Batterien, die Schaltelektronik und die Lichtquelle unterge­ bracht. Diese Lampen, die von einem Taucher bei der Vollzie­ hung seines Auftrages oder von einem Sporttaucher zur Reali­ sierung seines Freizeitbegehrens von Hand betrieben werden, haben nur eine eingeschränkte Benutzungsdauer, die von der Kapazität der Batterie abhängig ist. Nach einer bestimmten Betriebs zeit muß der Benutzer dieser Lampe die Batterien wieder aufladen oder gegen aufgeladene Batterien austauschen.

Zwecks Aufladung dieser Batterien sind mehrere Lösungen be­ kannt geworden. In einem Fall muß der hintere Abschlußdeckel geöffnet werden, um eine Verbindung zwischen einem externen Ladegerät und dem inneren Energieversorgungsteil - bestehend aus Schaltelektronik und wiederaufladbaren Batterien - her­ stellen zu können. Diele Lösung erfordert einen großen manu­ ellen Aufwand, um den Ladevorgang zu bewirken.

Weiterhin ist eine Lösung bekannt, die es ermöglicht, eine Verbindung zwischen Ladegerät und innerer Versorgungseinheit herzustellen. Hierzu ist der hinterere Abschlußdeckel des Lampengehäuses mit von außen zugängigen Kontakten versehen. Um einen Ladevorgang der Batterien von außen zu ermöglichen, ist es aber grundsätzlich erforderlich, die Batterien galva­ nisch von den Ladekontakten im Abschlußdeckel zu trennen, da­ mit im Betrieb unter Wasser keine Entladung einsetzen kann. Diese galvanische Trennung ist nach einer bekannten Lösung mittels einer Gleichrichterschaltung vollzogen worden. Dieser Art der galvanischen Trennung haftet allerdings der Nachteil an, daß der physikalische Zustand der Batterien während des Ladevorganges nicht kontrollierbar ist.

Mit der Erfindung soll der Mangel, daß während des Ladevor­ ganges der Batterien bei einer galvanischen Trennung zwischen Batterien und im hinteren Abschlußdeckel der Lampe vorge­ sehenen Ladekontakten der innere Zustand derselben nicht beobachtet werden kann beseitigt und eine sichere Batterie­ ladung ermöglicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein batteriebe­ triebenes elektrisches Gerät, insbesondere eine Unterwasser­ lampe mit wiederaufladbaren Batterien, wobei die Ladung dieser Batterien durch ein externes Batterieladegerät über im Abschlußdeckel des als Unterwasserlampe ausgebildeten elektrischen Gerätes angeordnete Ladekontakte im geschlos­ senen Zustand dieses elektrischen Gerätes erfolgt und eine galvanische Trennung zwischen Batterie und Ladekontakten während der Benutzung des Gerätes vorliegt, die für die Dauer des Ladevorganges aufhebbar ist, zu entwickeln.

Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß ein als Unterwasser­ lampe ausgebildetes elektrisches Gerät, bestehend aus einem Lampengehäuse mit eingeschlossener Schaltelektronik und wiederaufladbaren Batterien, wobei die Schaltelektronik und die wiederaufladbaren Batterien im eingebauten Zustand von den im hinteren Abschlußdeckel des elektrischen Gerätes ange­ ordneten Ladekontakten galvanisch getrennt angeordnet sind, entwickelt wurde, bei dem erfindungsgemäß zur Herstellung und Aufhebung der galvanischen Trennung eine gekapselte mit Öff­ nungskontakten versehene elektrische Trenneinrichtung vorge­ sehen ist, mit der mindestens ein Batteriepol schaltbar ist. Als Mittel der galvanischen Trennung ist nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein gekapselter, mechanisch betätigbarer und mit Öffnungskontakten versehener Relaisschalter vorgesehen, der durch eine elektrisch an­ steuerbare und von außen direkt über einen äußeren Schalter schaltbare Relaisspule betätigt wird. Im hinteren Abschluß­ deckel sind zum Anschluß an ein Ladegerät ein erster und ein zweiter Ladekontakte flüssigkeits-und gasdicht als Durchfüh­ rungskontakte vorgesehen. Für die Beschaltung der Relaisspule für die Betätigung des Relaisschalters ist ein weiterer als Schaltkontakt ausgebildeter dritter Durchführungskontakt vorgesehen. Über diesen Schaltkontakt wird die Relaisspule an Spannung gelegt und damit der Relaisschalter betätigt. Der erste Ladekontakt ist als Massekontakt galvanisch untrennbar mit einem Batteriepol verbunden. Während des Ladevorganges ist der zweite Ladekontakt mit dem Plus-Pol des Ladegerätes verbunden. Zwischen dem zweiten Ladekontakt und einem beauf­ schlagten entsprechenden Batteriepol ist die die galvanische Trennung herstellende bzw. aufhebende Trenneinrichtung an­ geordnet. Die Kapselung des die Trenneinrichtung bildenden Relaisschalters ist gasdicht ausgeführt. Zur Betätigung dieses Relaisschalters ist eine Relaisspule vorgesehen, die einerseits an dem durchgeführten Massekontakt und anderer­ seits mit dem im Abschlußdeckel vorgesehenen Schaltkontakt verbunden ist. Über einen außerhalb des Abschlußdeckels vor­ gesehenen Schalter ist dieser Schaltkontakt mit dem Ladegerät und zwar mit dem Plus-Pol verbunden. Parallel zu der Relais­ spule ist eine Diode angeordnet. Zur Vermeidung einer Explosion der Unterwasserlampe während des Ladevorganges ist die mit der wiederaufladbaren Batterie verbundene Schalt­ elektronik mit leistungslos schaltenden elektronischen Bau­ elementen versehen.

Mit der erfindungsgemäß gestalteten Unterwasserlampe ist so­ wohl gesichert, daß während des Gebrauchs der Unterwasser­ lampe eine galvanische Trennung eines Batteriepoles von dem nach außen führenden Ladekontakt vorhanden ist, und gleich­ zeitig für die Dauer des Ladevorganges die galvanische Tren­ nung aufgehoben ist, wodurch eine Beurteilung des Zustandes der Batterie während der Ladung möglich ist.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer elektrischen Trenn­ einrichtung zur galvanischen Trennung von wieder­ aufladbaren Batterien in Unterwasserlampen von nach außen führenden Ladekontakten

Fig. 2 einen Teil der Schaltelektronik mit wesentlichen Schaltelementen für Unterwasserlampen.

Ein hinterer Abschlußdeckel 1 eines nicht dargestellten Ge­ rätegehäuses einer Unterwasserlampe ist mit drei Durchfüh­ rungskontakten 2; 3 versehen, wobei ein erster und ein zwei­ ter als Ladekontakte 2.1; 2.2 und ein dritter als Schaltkon­ takt 3 vorgesehen sind bzw. ist. Im Gerätegehäuse sind eine wiederaufladbare Batterie 4, eine vereinfacht dargestellte Schaltelektronik 5 und eine zwischen den Ladekontakten 2 und der wiederaufladbaren Batterie 4 vorgesehene, elektrische Trenneinrichtung 6 angeordnet. Mit letzterer wird einerseits eine galvanische Trennung der Batterie 4 von dem Ladekontakt 2.2 beim Einsatz des erfindungsgemäß ausgestatteten elek­ trischen Gerätes als Unterwasserlampe gesichert und anderer­ seits eine Aufhebung der galvanischen Trennung zwischen Batterie 4 und Ladekontakt 2.2 während des Batterieladevor­ ganges bewirkt. Diese, die galvanische Trennung zwischen Batterie 4 und Ladekontakt 2.2 herstellende oder aufhebende elektrische Trenneinrichtung 6 besteht aus einem mit mecha­ nisch ansteuerbaren Öffnungskontakten versehenen Relais­ schalter 7, der gasdicht gekapselt ist, einer Relaisspule 8 und aus einer der Relaisspule 8 parallel liegenden Diode 9. Die Relaisspule 8 liegt einerseits an der Masseleitung 10 an, die ohne eine galvanische Trennung mit dem ersten Ladekontakt 2.1 verbunden ist und liegt andererseits an dem im Abschluß­ deckel 1 angeordneten Schaltkontakt 3 an. Außerhalb des Ladevorganges liegt der Schaltkontakt 3 auf Massepotential. Beim Laden der wiederaufladbaren Batterie 4 werden die Lade­ kontakte 2 direkt und der Schaltkontakt 3 über einen Steuer­ schalter 11 mit den Anschlüssen am außerhalb des nicht dar­ gestellten Gerätegehäuses vorhandenen externen Ladegerät 12 verbunden. Durch das Betätigen des Steuerschalters 11 wird die Relaisspule 8 erregt und schaltet den Relaisschalter 7 wodurch die galvanische Trennung, die außerhalb des Ladevor­ ganges ständig vorhanden ist, aufgehoben wird und der Lade­ vorgang durchgeführt werden kann.

Durch die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ist es mög­ lich, während des Ladevorganges den physikalischen Zustand der wiederaufladbaren Batterien zu erfassen. In der Trennein­ richtung sind auch Nebenbedingungen für einen Einsatz von Schaltern mit mechanischen Kontakten dadurch erfüllt, daß der Relaisschalter 7 gasdicht gekapselt ist. An die gleichen Nebenbedingungen ist auch die Schaltelektronik gebunden. Folglich sind alle weiteren Schaltkontakte in der Schalt­ elektronik als leistungslos schaltende elektronische Bauele­ mente ausgeführt. Hierzu sind leistungslos schaltende Tran­ sistoren 13 in der Schaltelektronik vorgesehen.

Bezugszeichenliste

1 Abschlußdeckel
2 Ladekontakt
3 Schaltkontakt
4 Batterie
5 Schaltelektronik
6 Trenneinrichtung
7 Relaisschalter
8 Relaisspule
9 Diode
10 Masseleitung
11 Steuerschalter
12 Ladegerät
13 Transistor
14 Batteriesperre

Claims (10)

1. Batteriebetriebenes Gerät, insbesondere Unterwasserlampe, bestehend aus einem Gerätegehäuse und einer darin abge­ dichtet eingeschlossenen Schaltelektronik mit wiederauf­ ladbaren Batterien, wobei zum Aufladen dieser ein erster und ein zweiter elektrischer Ladekontakt zum Anlegen einer von einem externen Ladegerät bereitgestellten Bat­ terieladespannung in einem das Gerätegehäuse abschließen­ den Deckel vorgesehen sind und innerhalb des Gerätege­ häuses eine mit einer galvanischen Trennung ausgestat­ tete Verbindung mit den Batteriepolen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß zur galvanischen Trennung der wiederaufladbaren Batterien (4) einschließlich nachgeordneter Schaltelektronik von den im Abschlußdeckel angeordneten Ladekontakten (2) und zwischen den Ladekontakten (2) und den wiederaufladbaren Batterien (4) eine gekapselte, mit Öffnungskontakten versehene elektrische Trenneinrichtung (6) vorgesehen ist, mit der mindestens ein Batteriepol (14) auf einen Ladekontakt (2) schaltbar ist.

2. Batteriebetriebenes Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Trenn­ einrichtung (6) aus einem mechanisch betätigbaren, ge­ kapselten Relaisschalter (7) besteht.

3. Batteriebetriebenes Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Abschlußdeckel (1) des Gerätegehäuses ein dritter, als Schaltkontakt (3) verwendeter Kontakt vorgesehen ist.

4. Batteriebetriebenes Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ladekontakt (2) als Massekontakt mit dem Minus-Pol des externen Lade­ gerätes (4) verbunden ist.

5. Batteriebetriebenes Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ladekontakt (2) mit dem Plus-Pol des Ladegerätes (4) verbunden ist.

6. Batteriebetriebenes Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Relaisschalter (7) gasdicht gekapselt ist.

7. Batteriebetriebenes Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Relaisschalter (7) durch eine Relaisspule (5) betätigbar angeordnet ist, wo­ bei diese einerseits an dem durchgeführten Massekontakt anliegt und andererseits mit dem im Abschlußdeckel (1) vorgesehenen Schaltkontakt (3) verbunden ist, der über einen außerhalb des Abschlußdeckels (1) vorgesehenen Schalter mit dem Ladegerät (4) verbindbar angeordnet ist.

8. Batteriebetriebenes Gerät nach Anspruch 1 und 5, da­ durch gekennzeichnet, daß parallel zu der Relaisspule (5) eine Diode (9) vorgesehen ist.

9. Batteriebetriebenes Gerät nach Anspruch 1, 2, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkontakt (3) am Plus-Pol des Ladegerätes (4) an­ liegt.

10. Batteriebetriebenes Gerät nach Anspruch 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die mit den wiederaufladbaren Batterien (4) verbundene Schalt­ elektronik (5) mit leistungslos schaltenden Bauelemen­ ten ausgerüstet ist.