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Stand der
Technik
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Die
Erfindung geht aus von einer Anordnung zur mechanischen Kopplung
nach der Gattung des unabhängigen
Patentanspruchs 1, von einer elektrischen Versorgungseinheit nach
der Gattung des unabhängigen
Patentanspruchs 7 und von einem Ladegerät nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs
9.
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In
der US-Patentschrift 5,208,525 wird eine elektrische Versorgungseinrichtung
zum netzunabhängigen
Betrieb von Elektrogeräten
beschrieben. Die beschriebene elektrische Versorgungseinrichtung
weist einen am Elektrogerät
befestigten Halter für
die leicht auslösbar
gesperrte und im Wesentlichen vollständig freiliegende Halterung
einer Stromspeichereinheit auf. Für die elektrisch leitende Kontaktverbindung
weist die Speichereinheit in einer vertieften Anlagefläche liegende
flächige
und lagestarre Berührungskontakte
auf, denen entsprechende Gegenberührungskontakte im Bereich der
zugehörigen Gegenanlagefläche des
Halters zugeordnet sind. Die Berührungskontakte
liegen nahe bei einer durch einen vorstehenden Klappnocken und eine
Nockentasche gebildeten Klappachse zwischen der Speichereinheit
und dem Halter, so dass sich günstige
Hebelverhältnisse
ergeben. Zur auslösenden
Sperrung sind zwei gesonderte, jedoch gleichzeitig zu betätigende
Sperren im Bereich des anderen Endes der Speichereinheit vorgesehen,
welcher den Halter nahezu vollständig
versenkt aufnimmt.
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Zum
Laden von mindestens einer aufladbaren Batterie, welche innerhalb
eines Gehäuses
einer elektrischen Versorgungseinheit für netzunabhängig zu versorgende Elektrogeräte angeordnet
ist, wird die elektrische Vorsorgungseinheit mit einem Ladegerät gekoppelt.
Zudem ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass die elektrische
Versorgungseinheit zum Laden der mindestens einen aufladbaren Batterie
vom Elektrogerät
getrennt wird oder mit dem Elektrogerät verbunden bleibt. Bei einer
fest in das Elektrogerät
integrierten elektrischen Versorgungseinheit kann das Elektrogerät auf das
Ladegerät
gestellt werden, wo es durch die Schwerkraft gehalten wird.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Anordnung
zur mechanischen Kopplung einer elektrischen Versorgungseinheit
für netzunabhängig zu
versorgende Elektrogeräte
mit einem Ladegerät
mit den Merkmalen des unabhängigen
Patentanspruchs 1 hat demgegenüber
den Vorteil, dass im vorderen Bereich des Gehäuses mindestens eine Führungsleiste
angeordnet ist, welche zur mechanischen Kopplung mit dem Ladegerät in eine
am Ladegerät
angeordnete korrespondierende Aufnahmevorrichtung eingreift, wobei die
Kombination der mindestens einen Führungsleiste und der Aufnahmevorrichtung
als Drehgelenk oder als Schiebehintergriffsitz wirkt. Die erfindungsgemäße Koppelanordnung
verleiht dem über
die Versorgungseinheit mit dem Ladegerät gekoppelten Elektrogerät in vorteilhafter
Weise eine größere Standsicherheit
sowie einen wesentlich besseren Halt auf dem Ladegerät, bei gleichzeitig
einfacher Handhabung. Durch die Führungsleiste im vorderen Bereich des
Gehäuses
der Versorgungseinheit wird die Versorgungseinheit auf dem Ladegerät zentriert,
wobei die Führungsleiste
als Teil des Drehgelenks beziehungsweise des Schiebehintergriffsitzes
einen Teil der wirkenden Kräfte
aufnimmt.
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Zudem
verhindert die Führungsleiste
in vorteilhafter Weise ein seitliches Kippen der Versorgungseinheit
und ein Kippen nach hinten.
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Die
erfindungsgemäße elektrische
Versorgungseinheit für
netzunabhängig
zu versorgende Elektrogeräte
mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs
8 weist in vorteilhafter Weise im Frontbereich ihres Gehäuses mindestens
eine Führungsleiste
auf, welche zur mechanischen Kopplung in eine an einem Ladegerät angeordnete
korrespondierende Aufnahmevorrichtung eingreift.
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Das
erfindungsgemäße Ladegerät für eine elektrische
Versorgungseinheit mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 10 weist
in vorteilhafter Weise eine Aufnahmevorrichtung auf, in welche mindestens
eine im vorderen Bereich der elektrischen Versorgungseinheit angeordnete
Führungsleiste
zur mechanischen Kopplung der elektrischen Versorgungseinheit mit
dem Ladegerät
eingreift, wobei die Kombination der mindestens einen Führungsleiste
und der Aufnahmevorrichtung als Drehgelenk oder Schiebehintergriffsitz
wirkt.
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Durch
die in den abhängigen
Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen
und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch
1 angegebenen Anordnung zur mechanischen Kopplung, der im unabhängigen Patentanspruch
8 angegebenen elektrische Versorgungseinheit und des im unabhängigen Patentanspruch
10 angegebenen Ladegeräts
möglich.
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Besonders
vorteilhaft ist, dass die mindestens eine Führungsleiste und die korrespondierende Aufnahmevorrichtung
so ausgeführt
sind, dass das Drehgelenk eine Schwenkbewegung von einer Ausgangsstellung
nach unten in eine Endstellung und von der Endstellung nach oben
in die Ausgangsstellung ermöglicht.
Dies ermöglicht
eine einfache Handhabung bei der Kopplung der elektrischen Versorgungseinheit
mit dem Ladegerät.
Vor der Kopplung mit dem Ladegerät
kann die elektrische Versorgungseinheit, in Abhängigkeit von der Ausführungsform
der Versorgungseinheit und/oder der Anordnung der elektrischen Kontakte
zur elektrischen Verbindung der Versorgungseinheit mit dem Ladegerät, vom Elektrogerät getrennt
werden oder mit dem Elektrogerät
verbunden bleiben.
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Die
mechanische Kopplung der elektrischen Versorgungseinheit mit dem
Ladegerät
mittels des Drehgelenks erfolgt durch Einschieben der mindestens
einen Führungsleiste
der elektrischen Versorgungseinheit in die korrespondierende Aufnahmevorrichtung
des Ladegerätes
in die Ausgangsstellung und einer anschließenden Schwenkbewegung der Versorgungseinheit
von der Ausgangsstellung nach unten in die Endstellung. Die Endstellung
ist beispielsweise erreicht, wenn ein Gehäuseboden der Versorgungseinheit
auf eine Oberfläche
einer Aufnahmevertiefung im Ladegerät trifft.
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Vergleichbar
mit einer Skibindung ist die elektrische Versorgungseinheit vorteilhafterweise durch
eine Federanpresskraft in der Endstellung gehalten. Vorteilhafterweise
ist die die Federanpresskraft aufbringende Feder derart weit auslenkbar
ausgebildet, dass die Führungsleiste
aufgrund eines Kraftimpulses, zum Beispiel wenn das Ladegerät mitsamt
der elektrischen Versorgungseinheit fällt und auf einem harten Untergrund
aufprallt, aus der Aufnahmevorrichtung austreten und das Gehäuse der Versorgungseinheit
sich von dem Ladegerät
lösen kann,
sodass keine Schäden
an dem Gehäuse
oder dem Ladegerät
aufgrund einer festen Verbindung beziehungsweise Kopplung der Versorgungseinheit
mit dem Ladegerät
entstehen. Die Federanpresskraft wird vorteilhafterweise von einer
elektrischen Kontaktfeder erzeugt, auf welche ein am Gehäuse der elektrischen
Versorgungseinheit angeordnetes Betätigungselement wirkt. Zudem
besteht in der Endstellung ein elektrischer Kontakt zwischen der
elektrischen Versorgungseinheit und dem Ladegerät, so dass die Batterien der
elektrischen Versorgungseinheit aufgeladen werden.
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Ferner
betrifft die Erfindung eine Anordnung zur mechanischen Kopplung
einer elektrischen Versorgungseinheit für netzunabhängig zu versorgende Elektrogeräte mit einem
Ladegerät,
wobei die elektrische Versorgungseinheit in einem Gehäuse angeordnet
ist, in welchem mindestens eine durch das Ladegerät aufladbare
Batterie angeordnet ist, wobei das Gehäuse mindestens ein Führungselement
aufweist, welches zur mechanischen Kopplung mit dem Ladegerät in eine
am Ladegerät
angeordnete korrespondierende Aufnahmevorrichtung eingreift, wobei die
Kombination des mindestens einen Führungselements und der Aufnahmevorrichtung
als Drehgelenk oder Schiebehintergriffsitz wirkt. Vorteilhafterweise ist
als Führungselement
eine Führungsleiste
vorgesehen.
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Weiterhin
betrifft die Erfindung eine elektrische Versorgungseinheit für netzunabhängig zu
versorgende Elektrogeräte
mit einem Gehäuse,
in welchem mindestens eine aufladbare Batterie angeordnet ist, wobei
das Gehäuse
mindestens ein Führungselement
aufweist, welches zur mechanischen Kopplung in eine an einem Ladegerät angeordnete korrespondierende
Aufnahmevorrichtung eingreift, wobei die Kombination des mindestens
einen Führungselements
und der Aufnahmevorrichtung als Drehgelenk oder Schiebehintergriffsitz
wirkt. Vorteilhafterweise ist als Führungselement eine Führungsleiste
vorgesehen.
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Ferner
betrifft die Erfindung ein Ladegerät für eine elektrische Versorgungseinheit
von netzunabhängig
zu versorgenden Elektrogeräten,
wobei eine Aufnahmevorrichtung, in welche mindestens ein an der
elektrischen Versorgungseinheit angeordnetes Führungselement zur mechanischen
Kopplung der elektrischen Versorgungseinheit mit dem Ladegerät eingreift,
wobei die Kombination des mindestens einen Führungselements und der Aufnahmevorrichtung
als Drehgelenk oder Schiebhintergriffsitz wirkt.
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Vorteilhafterweise
ist als Führungselement eine
Führungsleiste
vorgesehen.
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Durch
die in den abhängigen
Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen
und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der in dem
unabhängigen
Patentanspruch 13 angegebenen Anordnung zur mechanischen Kopplung,
der im unabhängigen
Patentanspruch 14 angegebenen elektrischen Versorgungseinheit und
des im unabhängigen
Patentanspruch 15 angegebenen Ladegeräts möglich.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm einer Anordnung zur Kopplung einer
elektrischen Versorgungseinrichtung mit einem Ladegerät mittels
eines Drehgelenks.
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1a zeigt
eine Detailansicht des Drehgelenks.
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2 zeigt
eine perspektivische Darstellung einer von einem Elektrogerät getrennten
elektrischen Versorgungseinheit.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Kopplung einer
elektrischen Versorgungseinrichtung mit einem Ladegerät mittels eines
Schiebehintergriffsitzes.
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4 zeigt
die Anordnung aus 3 in einem entkoppelten Zustand.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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Wie
aus 1 und 2 ersichtlich ist, umfasst eine
erfindungsgemäße elektrische
Versorgungseinheit 10, 10' für netzunabhängig zu versorgende Elektrogeräte 30 zur
mechanischen Kopplung mit einem Ladegerät 20, ein Gehäuse 11,
welches im vorderen Bereich mindestens eine Führungsleiste 12 und
im hinteren Bereich ein Betätigungselement 14, 14' aufweist.
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Wie
weiter aus 1 ersichtlich ist, ist die elektrische
Versorgungseinheit 10 während
der mechanischen Kopplung mit dem Ladegerät 20 mit einem Elektrogerät 30 verbunden,
welches in 1 nur andeutungsweise dargestellt
ist, d.h. die elektrische Versorgungseinheit 10 kann beispielsweise
fest in das Elektrogerät 30 integriert
sein. Die elektrische Versorgungseinheit 10, 10' kann für mobile
tragbare Geräte
wie beispielsweise Elektrowerkzeuge in Form von Handbohrmaschinen,
Handschraubern, Gartengeräte
usw. verwendet werden.
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2 zeigt
eine vom Elektrogerät 30 getrennte
Versorgungseinheit 10' mit
zwei im vorderen Bereich angeordneten Führungsleisten 12,
einem im hinteren Bereich der Versorgungseinheit 10' angeordneten
Betätigungselement 14' und elektrischen Anschlüssen 16, über welche
die Versorgungseinheit 10' während eines
Ladevorgangs mit dem Ladegerät 20 elektrisch
kontaktiert werden kann. Zum netzunabhängigen Betrieb kann das zugehörige Elektrogerät 30 über die
elektrischen Anschlüsse 16 mit
der Versorgungseinheit 10' elektrisch
verbunden werden.
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Wie
weiter aus 1 ersichtlich ist, umfasst ein
erfindungsgemäßes Ladegerät 20 zur
mechanischen Kopplung mit der elektrischen Versorgungseinheit 10, 10' eine Aufnahmevertiefung 24,
an deren einem Ende eine Aufnahmevorrichtung 22 angeordnet
ist, in welche die mindestens eine Führungsleiste 12 der
elektrischen Vorsorgungseinheit 10, 10' zur mechanischen
Kopplung eingreifen kann. Am entgegen gesetzten Ende der Aufnahmevorrichtung 22 ist eine
Feder 26 angeordnet, welche beispielsweise als elektrische
Kontaktfeder ausgeführt
ist. Das im hinteren Bereich der elektrischen Versorgungseinheit 10, 10' angeordnete
Betätigungselement 14, 14' wirkt so auf
die Feder 26, welche in Richtung des Doppelpfeils 27 auslenkbar
ist, ein, dass die elektrische Versorgungseinheit 10, 10' über die
Federanpresskraft 28 der Feder 26 in einer Endstellung
im Ladegerät 20 gehalten
wird.
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Wie
weiter aus 1 ersichtlich ist, umfasst die
erfindungsgemäße Anordnung 1 zur
mechanischen Kopplung die im vorderen Bereich des Gehäuses 11 der
elektrischen Versorgungseinheit 10, 10' angeordnete
mindestens eine Führungsleiste 12 und die
eine am Ladegerät 20 angeordnete
korrespondierende Aufnahmevorrichtung 22. Zur mechanischen Kopplung
der elektrischen Versorgungseinheit 10, 10' mit dem Ladegerät 20 greift
die Führungsleiste 12 in
die korrespondierende Aufnahmevorrichtung 22 ein, wobei
die Kombination der mindestens einen Führungsleiste 12 und
der Aufnahmevorrichtung 22 als Drehgelenk 23 wirkt.
Ein Bereich 1a, in dem sich das Drehgelenk 23 befindet,
ist in der 1a in einer Detailskizze dargestellt,
wobei in dieser Darstellung die Führungsleiste 12 des
Gehäuses 11 in
die Aufnahmevorrichtung 22 eingekoppelt ist. Das Drehgelenk 23 ermöglicht aufgrund
der Gestaltung der Führungsleiste 12 und
der Aufnahmevorrichtung 22 eine Schwenkbewegung von einer
Ausgangsstellung nach unten in eine Endstellung und von der Endstellung
nach oben in die Ausgangsstellung. Die beiden Richtungen der möglichen
Schwenkbewegungen sind in 1 als Doppelpfeil 3 dargestellt.
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Wie
in 1a dargestellt, ist in diesem Ausführungsbeispiel
ein einfaches Herausziehen der Führungsleiste 12 aus
der Aufnahmevorrichtung 22 nicht möglich, da ein Vorsprung 25 der
Aufnahmevorrichtung 22 im gekoppelten Zustand in eine Vertiefung 21 der
Führungsleiste
greift.
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Zur
mechanischen Kopplung der elektrischen Versorgungseinheit 10, 10' mit dem Ladegerät 20 wird
die mindestens eine Führungsleiste 12 durch eine
entsprechende Schiebebewegung in Richtung des Pfeils 2 in
die korrespondierende Aufnahmevorrichtung 22 eingeschoben,
so dass sich die in 1 dargestellte Ausgangsstellung
ergibt. Anschließend wird
durch die vom Drehgelenk 23 vorgegebene Schwenkbewegung,
die Versorgungseinheit 10, 10' nach unten in die Endstellung
gedrückt.
Die Endstellung ist erreicht, wenn ein Gehäuseboden 13 der Versorgungseinheit 10 auf
eine Oberfläche
der Aufnahmevertiefung 24 im Ladegerät 20 auftrifft. Durch
die Federanpresskraft 28 der Feder 26 wird die
elektrische Versorgungseinheit 10, 10' in der Endstellung gehalten.
In der Endstellung besteht zwischen der elektrischen Versorgungseinheit 10, 10' und dem Ladegerät 20 über die
Feder 26, welche gleichzeitig als elektrische Kontaktfeder
wirkt, ein elektrischer Kontakt, so dass die nicht dargestellten
Batterien der elektrischen Versorgungseinheit 10, 10' aufgeladen werden
können.
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Die 3 zeigt
eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Kopplung einer
elektrischen Versorgungseinrichtung mit einem Ladegerät mittels
eines Schiebehintergriffsitzes 29. Die Elemente beziehungsweise
Bauteile, die Elementen beziehungsweise Bauteilen der vorhergehenden
Figuren entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Gezeigt ist die Versorgungseinheit 10 aus der 1,
die im vorderen Bereich die Führungsleiste 12 aufweist,
die in die Aufnahmevorrichtung 22 des Ladegeräts 20 eingreift,
wobei die Führungsleiste 12 und
die Aufnahmevorrichtung 22 so gestaltet sind, dass die
Führungsleiste 12 nur
in einer Richtung in die Aufnahmevorrichtung 22 geschoben
werden kann. Dazu wird die Versorgungseinheit 10 beziehungsweise
ihr Gehäuse 11 auf
eine Oberfläche 31 des
Ladegeräts 20 gesetzt
und dann auf der Ebene 31 so in Richtung des Pfeils 32 geschoben,
dass die Führungsleiste 12 in
die Aufnahmevorrichtung 22 geschoben wird. Die Aufnahmevorrichtung 22 weist
dabei eine Aussparung 33 mit einem rechteckförmigen Querschnitt
auf, welche die Führungsleiste 12,
die ebenfalls einen rechteckförmigen
Querschnitt aufweist, aufnimmt. Die Maße der Aussparung 33 und der
Führungsleiste 12 sind
dabei so gewählt,
dass eine Verkopplung des Gehäuses 11 und
des Ladegeräts 20 nur
durch Schieben des Gehäuses 11 in
Richtung des Pfeils 32 realisiert oder entgegen der Richtung
des Pfeils 32 gelöst
werden kann. Es ist bei dieser Ausführungsform also nicht möglich, das
Gehäuse 11 beziehungsweise
die Versorgungseinheit 10 durch eine Schwenkbewegung zu
koppeln oder zu entkoppeln. An dem entgegengesetzten Ende der Aufnahmevorrichtung 22 des
Ladegeräts 20 ist
die Feder 26 angeordnet, welche beispielsweise als elektrische
Kontaktfeder ausgeführt
ist. Die Feder 26 wirkt so auf das Gehäuse 11 der elektrischen
Versorgungseinheit 10, dass das Gehäuse 11 mit der Führungsleiste 12 in
der Aussparung 33 und damit an dem Ladegerät gehalten
wird.
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In 4 ist
schematisch die Anordnung aus 3 dargestellt,
wobei sich die Anordnung in einem Zustand befindet, der das Lösen des
Gehäuses 11 von
dem Ladegerät 20 ermöglicht.
Dazu ist das Gehäuse 11 in
Richtung des Pfeils 34 gegen die Feder 26 geschoben,
sodass sich die Führungsleiste 12 des
Gehäuses 11 aus
der Aussparung 33 der Aufnahmevorrichtung 22 bewegt
und die Feder 26 ausgelenkt ist. Ist die Führungsleiste 12 aus
der Aussparung 33 herausbewegt, so kann das Gehäuse 11 zum Beispiel
in Richtung des Pfeils 35 geschwenkt werden, um die elektrische
Versorgungseinheit 10 von dem Ladegerät 20 zu entfernen.
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Zum
Einsetzen des Gehäuses 11 in
das Ladegerät 20 wird
zum Beispiel das Gehäuse 11 zunächst mit
seinem hinteren Bereich in einem Winkel 36 auf die Oberfläche 31 des
Ladegeräts 20 so
gesetzt, dargestellt durch einen gestrichelten Umriss 37 des
Gehäuses 11,
dass die Feder 26 ausgelenkt wird. Anschließend wird
das Gehäuse 11 vollständig auf
die Oberfläche 31 des
Ladegeräts 20 gekippt, sodass
die Führungsleiste 12 in
die Aussparung 33 der Aufnahmevorrichtung 22 geschoben
werden kann.
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Der
Schiebehintergriffsitz 29, das Drehgelenkt 23 und
die Feder 26 sind so gestaltet, dass sich der Schiebehintergriffsitz 29 und
das Drehgelenk 23 selbsttätig lösen können. Dazu ist die Feder 26 so
gestaltet, dass sich das Gehäuse 11,
wenn das Ladegerät
mitsamt dem Gehäuse 11 einen
kritischen Kraftimpuls erfährt,
zum Beispiel durch Fallen auf einen festen Untergrund, selbsttätig aus
dem Schiebehintergriffsitz beziehungsweise dem Drehgelenk löst. Dazu
ist die Federanpresskraft 28 der Feder 26 so gewählt, dass
die Feder 26 erst ab einem kritischen Kraftimpuls, der
natürlich
auch gewollt durch Bewegen des Gehäuses aufgebracht werden kann,
ausgelenkt werden kann, sodass sich das Gehäuse 11 von dem Ladegerät lösen kann,
wobei die Feder 26 so weit auslenkbar ist, dass die Führungsleiste 12 aus der
Aufnahmevorrichtung 22 austreten kann. Dabei wird bei dem
Drehgelenk 23 durch die auslenkbare Feder 26 zunächst eine
Schwenkbewegung des Gehäuses
ermöglicht,
sodass die Führungsleiste 12 aus der
Aufnahmevorrichtung 22 austreten kann.