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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein tragbares Batterieladegerät zum Nachladen
einer an einer Mobilstation angebrachten Batteriegruppe oder einer separaten
Batteriegruppe.
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Im
allgemeinen wird ein Batterieladegerät für eine Mobilstation verwendet,
um eine an einer Mobilstation angebrachte Batteriegruppe nachzuladen, und
enthält
ein Gehäuse
mit Ladefächern
zum Halten einer Mobilstation, an der eine Batteriegruppe angebracht
ist, oder einer separaten Batteriegruppe und elektrische Kontakte,
die in den Ladefächern
gebildet sind, um die Batteriegruppe mit der Leistungsversorgung
zu verbinden. Das an Albert L. Nagele erteilte US-Patent Nr. 5.656.914
offenbart z. B. ein Batterieladegerät mit zwei Ladefächern, von
denen eines zum Nachladen einer an einer Mobilstation angebrachten
Batteriegruppe verwendet wird, während das
andere für
separate große
und kleine Batteriegruppen verwendet wird.
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Derartige
Batterieladegeräte
können
jedoch nicht Batteriegruppen aufnehmen, deren Formen und Ausführungen
von denjenigen verschieden sind, an die sie angepaßt sind.
Dies veranlaßt
den Anwender, ein neues Batterieladegerät zu erwerben, das entwickelt
worden ist, um zu jeder neu gekauften Mobilstation eines anderen
Modells zu passen. Da ferner der Lebenszyklus der Mobilstation tendenziell
kürzer wird,
sind verschiedene Batterieladegeräte erforderlich, um verschiedene
Modelle der Mobilstation aufzunehmen. Außerdem ist ein Reise-Batterieladegerät entwickelt
worden, um es einem Reisenden zu ermöglichen, während der Reise die an der
Mobilstation angebrachte Batterie leicht nachzuladen. Folglich muß der Anwender,
falls notwendig, zwei Arten von Batterieladegeräten kaufen, nämlich ein
Tisch-Batterieladegerät,
das normalerweise bei ihm zuhause verwendet wird, und ein Reise-Batterieladegerät.
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DE 9112 899 zeigt ein Mehrzweckladegerät mit verschiedenen
Ladesteckdosen, die zur Anordnung unterschiedlicher Akkumulatoren
dienen. Dieses Mehrzweckladegerät
ist ein übliches,
an eine elektrische Stromversorgung anschließbares Ladegerät.
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DE 692 03 366 T2 zeigt
eine Aufladevorrichtung, bei der ebenfalls mittels einer mit einer
elektrischen Stromversorgung verbundenen Aufladeeinheit eine wiederaufladbare
Stromquelle in einem Gerät aufgeladen
wird.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein tragbares Batterieladegerät zum leichten und
im Wesentlichen von einer Stromversorgung unabhängigen Nachladen einer an einer
Mobilstation angebrachten Batteriegruppe während einer Reise zu schaffen,
welches für
verschiedenartige elektronische Instrumente kompatibel verwendet
werden kann, wie z. B. eine Mobilstation, einen Notebook-Computer,
einen Elektrorasierer usw.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß weist
das tragbare Batterieladegerät
eine eigene, wiederaufladbare Ladeeinheit auf, die im tragbaren
Batterieladegerät
untergebracht ist. Diese Ladeeinheit wird nicht durch das Batterieladegerät geladen,
sondern ermöglicht
dessen tragbaren und mobilen Charakter, wodurch das Batterieladegerät unabhängig von
einer Stromversorgung verwendet werden kann.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der
Unteransprüche.
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Nun
wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
lediglich beispielhaft genauer beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht
zum Veranschaulichen eines tragbaren Batterieladegeräts gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine perspektivische Explosionsansicht
zum Veranschaulichen des tragbaren Batterieladegeräts nach 1;
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3 eine perspektivische Ansicht
zum Veranschaulichen des unteren Teils des tragbaren Batterieladegeräts nach 1;
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4 ein Grundriß nach 3;
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5 eine perspektivische Ansicht
zum Veranschaulichen einer Ladeeinheit des tragbaren Batterieladegeräts nach 1;
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6 eine perspektivische Ansicht
eines lichtdurchlässigen
Fensters und der Linsen, die in der Stirnseite des tragbaren Batterieladegeräts nach 1 angeordnet sind;
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7 eine Querschnittsansicht
des tragbaren Batterieladegeräts
nach 1, die das Laden
sowohl einer an einer Mobilstation angebrachten Batteriegruppe als
auch einer separaten Batterie veranschaulicht;
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8 eine perspektivische Explosionsansicht,
die ein tragbares Batterieladegerät gemäß einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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9 eine perspektivische Ansicht
zum Veranschaulichen des unteren Teils des Batterieladegeräts nach 8;
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10 ein Grundriß nach 9;
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11 eine perspektivische
Ansicht zum Veranschaulichen einer Ladeeinheit des tragbaren Batterieladegeräts nach 8;
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12 eine Querschnittsansicht
des tragbaren Batterieladegeräts
nach 8, die das Laden
sowohl einer an einer Mobilstation angebrachten Batteriegruppe als
auch einer separaten Batterie veranschaulicht;
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13A und 13B perspektivische Ansichten, die die
elektrischen Verbindungsvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung
veranschaulichen; und
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14A bis 14D Blockschaltpläne, die verschiedene Beispiele
des Ladens einer Batteriegruppe mittels der Ladeeinheit der Erfindung
veranschaulichen.
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Überall in
der beigefügten
Zeichnung und der ausführlichen
Beschreibung werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, um die
gleichen funktionalen Teile darzustellen, wobei die ausführlichen
Beschreibungen herkömmlicher
Teile weggelassen sind, da sie die vorliegende Erfindung unnötig verdecken
würden.
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In 1 ist ein tragbares Batterieladegerät zum Nachladen
einer an einer Mobilstation angebrachten Batteriegruppe und einer
separaten Batteriegruppe gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Sie besteht im Prinzip aus einem
Ladegerätgehäuse 10 und
einer an dem Ladegerätgehäuse 10 angebrachten
Ladeeinheit 20. Die Ladeeinheit 20 kann während einer
Reise durch die Verwendung einer zusätzlichen elektrischen Verbindungsvorrichtung
separat für
das Nachladen einer an einer Mobilstation angebrachten Batteriegruppe
verwendet werden. Das Ladegerätgehäuse 10 enthält zwei
Ladefächer
oder -aufnahmen 120 und 130, um die Mobilstation
mit einer angebrachten Batteriegruppe und/oder eine separate Batteriegruppe
zu halten. Das Ladegerätgehäuse 10 enthält einen
Stirnabschnitt 101, ein Paar Seitenteile 102,
einen Oberteil 103 und einen Rückabschnitt 104. Der
Stirnabschnitt 101 ist mit einem unteren lichtdurchlässigen Fenster 110 versehen,
oberhalb dessen ein erstes Ladefach 120 angeordnet ist.
Hinter dem ersten Ladefach ist ein zweites Ladefach 130 angeordnet.
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Das
erste Ladefach 120 enthält
einen Boden 120a, ein Paar Seitenwände 120b und eine
Rückwand 120c.
Das erste Ladefach 120 kann eine Mobilstation, an der eine
Batteriegruppe angebracht ist, oder eine separate Batteriegruppe
aufnehmen. Der Boden 120a enthält wenigstens eine erste Auswölbung 120d.
Ebenso enthält
die Seitenwand 120b wenigstens eine zweite Auswölbung 120e.
Die ersten Auswölbungen
sind symmetrisch angeordnet. Die zweiten Auswölbungen 120e sind
so angeordnet, daß sie
einander gegenüberliegen.
Außerdem
sind zwischen dem Boden 120a und dem Paar Seitenwände 120b mehrere
elektrische Kontakte 140a bis 140d vorgesehen,
die so angeordnet sind, daß sie mit
den entsprechenden elektrischen Kontakten der Batteriegruppe zusammenpassen.
Die elektrischen Kontakte 140a bis 140d stellen
jeweils den Ladekontakt, den Datenkontakt, den Batteriegeschichte-Kontakt
und den Thermistorkontakt dar, die symmetrisch angeordnet sind,
wobei sie zu verschiedenen Batterien von verschiedenen Mobilstation-Modellen
passen. Wird die Ladeeinheit 20 in dem Ladegerätgehäuse 10 angebracht,
kann der Anwender durch das lichtdurchlässige Fenster 110 die
Ladeanzeigeleuchten zu sehen, die in der Ladeeinheit 10 vorgesehen sind,
um den Ladezustand der Batterie anzuzeigen. Eine Ladeanzeigeleuchte 110a kann
den Ladezustand der an der Mobilstation angebrachten Batteriegruppe
darstellen, während
die andere 110b den der separaten Batteriegruppe darstellen
kann. Das zweite Ladefach 130 dient zum Laden einer separaten
großen
oder kleinen Batteriegruppe, wobei es ebenso mit ersten und zweiten
Auswölbungen
und elektrischen Kontakten versehen ist, wie sie sich im ersten
Ladefach 120 befinden.
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In 2 besitzt das Ladegerätgehäuse 10 einen
Montageraum 141, der im unteren Teil vorgesehen ist, um
die Ladeeinheit 20 in der horizontalen Richtung des Pfeils ➀ aufzunehmen.
Der Montageraum 141 ist von einem Paar Innenwände 141a und einer
Decke 141b umgeben. Außerdem
ist eine Führungsstruktur
zum horizontalen Anbringen der Ladeeinheit 20 im Ladegerätgehäuse 10 vorgesehen,
die ein Paar jeweils in beiden Seitenflächen 202 der Ladeeinheit 20 gebildeter
horizontaler Führungsnuten 202a und
wenig stens eine in jeder der Innenwände 141a des Ladegerätgehäuses 10 symmetrisch
gebildete vertikale Führungsrippe 141c umfaßt, die
so konstruiert sind, daß sie
in die entsprechende horizontale Führungsnut 202a eingefügt werden.
Die Rückseite
des Ladegerätgehäuses 104 besitzt
eine Öffnung 141d,
um die Ladeeinheit 10 aufzunehmen. Der Montageraum 141,
der in den 3 und 4 gezeigt ist, ist in zwei
Unterräume 141e und 141f unterteilt,
wobei er so konstruiert ist, daß ein
Unterraum 141e größer als
der andere Unterraum 141f ist, um den Umriß der Ladeeinheit 20 aufzunehmen
(siehe 2 und 5).
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Die
geschlossene Rückseite 141g des
Ladegerätgehäuses 10 besitzt
einen Schließer 143,
der in einer ebenen Oberfläche 141h geschaffen
ist, um die Ladeeinheit 20 in dem Ladegerätgehäuse 10 zu
verriegeln. Der Schließer 143 besitzt
an seinem freien Ende einen Haken 143a. Die in dem Ladegerätgehäuse 10 angebrachte
Ladeeinheit 20 kann durch Drücken des Schließers in
Richtung des Pfeils ➁ gelöst werden. Wie im Stand der
Technik wohlbekannt ist, kann der Schließer 143 so konstruiert
sein, daß er unter
der Spannkraft einer Feder arbeitet. Unter dem Schließer 143 des
Ladegerätgehäuses 10 ist
ein elektrischer Verbinder 144 vorgesehen, der von der geschlossenen
Rückseite 141g hervorspringt
und der mit einem entsprechenden, in der Ladeeinheit 20 vorgesehenen
elektrischen Verbinder zusammenpaßt, um diesen mit der im Ladegerätgehäuse 10 vorgesehenen
Leiterplatte zu verbinden.
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Indessen
ist das Ladegerätgehäuse 10 mit wenigstens
einer Öffnung 142 versehen,
um das Licht der in der Ladeeinheit 20 angeordneten Leuchtdioden
zu dem lichtdurchlässigen
Fenster zu übertragen.
Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform zwei Öffnungen 142 gezeigt
sind, können
mehr als zwei Öffnungen 142 geschaffen
sein, um mehr als zwei in der Ladeeinheit vorgesehenen Leuchtdioden zu
entspre chen.
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Der
Montageraum 141 des Ladegerätgehäuses 10 ist in einen
ersten Unterraum 141e mit einem höheren Deckenabschnitt und einen
zweiten Unterraum 141f mit einem tieferen Deckenabschnitt
unterteilt, um eine Stufe in der Decke 141b zu bilden. Ebenso
ist die Ladeeinheit 20 geformt, damit sie einen dicken
Abschnitt 210 und einen dünnen Abschnitt 220 aufweist,
um dem Umriß der
Decke 141b zu entsprechen, wie in den 2 und 5 gezeigt
ist, so daß die
Ladeeinheit 20 ohne übermäßigen Stoß in den
Montageraum 141 des Ladegerätgehäuses 10 gleichmäßig eingefügt werden
kann.
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Wie
in den 2 und 5 gezeigt ist, besitzt die Ladeeinheit 20 eine
Stirnfläche 204,
eine Rückseite 203,
ein Paar Seitenflächen 202,
eine Oberseite 205 und eine Vorderkante 201 zwischen
der Stirnfläche 204 und
der Oberseite 205. An der Vorderkante 201 sind
die Leuchtdioden 230 symmetrisch angeordnet, die Rückseite 203 besitzt
einen elektrischen Verbinder 240, während die Stirnfläche 204 einen
Schnittstellenverbinder 250 besitzt. Unter dem Schnittstellenverbinder 250 ist
außerdem
ein Schließerschlitz 252 vorgesehen,
um den Haken 143a des Schließers 143 aufzunehmen.
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Die
Ladeeinheit 20 ist durch ihren Verbindungsanschluß 240 mit
einer elektrischen Verbindungsvorrichtung, wie sie in 13A gezeigt ist, mit einer
in einer Wand vorgesehenen Leistungsversorgung verbunden, um Leistung
an die in dem Ladegerätgehäuse 10 angebrachten
Batteriegruppe zu liefern. Selbstverständlich kann die Ladeeinheit 20 unabhängig und
leicht verwendet werden, um während des
Reisens Leistung an verschiedenartige elektronische Vorrichtungen
zu liefern, wie z. B. einen Elektrorasierer, einen Notebook-Computer,
eine Mobilstation usw.
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In 6 besitzt das Ladegerätgehäuse 10 ein
in seiner Stirnseite angebrachtes lichtdurchlässiges Fenster 110,
das wenigstens eine Linse 111 einschließt, die sich quer von der Oberfläche 112 erstreckt,
so daß das
Licht der Leuchtdioden 230 der in dem Ladegerätgehäuse 10 angebrachten
Ladeeinheit 20 durch die Linse 111 zu dem lichtdurchlässigen Fenster 110 geleitet
wird. Zwei oder mehr Linsen 111 können an dem lichtdurchlässigen Fenster 110 angebracht
sein.
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7 zeigt, daß die Mobilstation 400,
an der die Batteriegruppe 410 angebracht ist, in dem Ladegerätgehäuse 10 angebracht
ist, das mit der Ladeeinheit 20 elektrisch verbunden ist.
Das Ladegerätgehäuse 10 enthält eine
Leiterplatte 160, die mit mehreren elektrischen Kontakten 140a bis 140d und
einem Schnittstellenverbinder 160a versehen ist. Es sollte angemerkt
werden, daß in
der vorliegenden Erfindung die elektrischen Kontakte anstatt als
Teil der Ladeeinheit in dem Ladegerätgehäuse angeordnet sind. Dies macht
es möglich,
die Ladeeinheit unabhängig
zu verwenden, um während
einer Reise eine tragbare elektronische Vorrichtung zu laden.
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Der
Schnittstellenverbinder 250 der Ladeeinheit 20 ist
mit einem im Ladegerätgehäuse 10 vorgesehenen
ersten Verbinder 170 verbunden, der wiederum durch eine
Verbindungsvorrichtung 165 mit einem Flachkabel 165a mit
dem auf der Leiterplatte vorgesehenen Schnittstellenverbinder 160a verbunden
ist. Der erste Verbinder 170 ist an dem Ladegerätgehäuse 10 horizontal
angebracht. Indessen ist der Verbinder 160a vertikal an
der Leiterplatte 160 angebracht. Wenn die Ladeeinheit 20 im
Ladegerätgehäuse 10 angebracht
ist, ist folglich der Verbinder 160a durch die elektrischen
Kontakte mit der Mobilstation, an der eine Batteriegruppe 410 angebracht ist,
oder mit einer separa ten Batteriegruppe 420 elektrisch
verbunden. In diesem Fall senden die Leuchtdioden der Ladeeinheit 20 Licht
zu dem lichtdurchlässigen
Fenster 110, um den Ladezustand der Batteriegruppe anzuzeigen.
Zu diesem Zweck besitzt das Ladegerätgehäuse 10 wenigstens
eine Öffnung 105, um
einen Lichtdurchgang von der Leuchtdiode durch die Linse 106 zu
dem lichtdurchlässigen
Fenster 110 zu schaffen.
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In
einer weiteren Ausführungsform,
die in den 8 bis 11 gezeigt ist, wird die
Ladeeinheit 20 vertikal in das Ladegerätgehäuse 10 eingesetzt.
Die anderen Punkte sind praktisch die gleichen wie diejenigen in
der vorherigen Ausführungsform.
In anderen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung kann die Ladeeinheit 20 in irgendeinem
Winkel zwischen der Horizontalen und der Vertikalen im Ladegerätgehäuse 10 angebracht
sein. In der vorliegenden Ausführungsform
enthält
eine Führungsstruktur
zum vertikalen Anbringen der Ladeeinheit 20 im Ladegerätgehäuse 10 ein
Paar vertikaler Führungsnuten 202c, die
jeweils in beiden Seitenflächen
der Ladeeinheit gebildet sind, eine Einlaßöffnung 202d, die am
oberen Ende jeder vertikalen Führungsnut
gebildet ist, und eine vertikale Führungsrippe 142a,
die auf jeder der Innenwände
des Ladegerätgehäuses gebildet
ist, wobei sie so angeordnet ist, daß sie in die entsprechende
vertikale Führungsnut 202c eingesetzt
wird. Außerdem
ist in der Oberseite 205 der Ladeeinheit 20 der
Schnittstellenverbinder 252 angeordnet, wobei ein Schließerschlitz 201a in
ihrer Vorderkante angeordnet ist, um den Schließer des Ladegerätgehäuses aufzunehmen.
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In 9 besitzt das Ladegerätgehäuse 10 den
Schnittstellenverbinder 160d, der aus der Decke 141b hervorragt,
und einen Schließer 145,
der unter dem Schnittstellenverbinder 160d angeordnet ist. Der
Schließer 145 ist
so konstruiert, um sich federnd seitwärts in der Richtung der Pfeile ➃ und ➄ zu
bewegen, um die Ladeeinheit 20 mit dem Ladegerätgehäuse 10 zu
verriegeln oder sie vom Ladegerätgehäuse 10 freizugeben.
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In 12 besitzt das Ladegerätgehäuse 10 eine
Leiterplatte 160, die mit mehreren elektrischen Kontakten 140a bis 140d und
einem Schnittstellenverbinder 160d versehen ist, um das
Ladegerätgehäuse 10 und
die Ladeeinheit 20 elektrisch zu verbinden. Die elektrischen
Kontakte 140a bis 140d sind so angeordnet, daß sie mit
den elektrischen Kontakten der Mobilstation 400, an der
eine Batteriegruppe 410 angebracht ist, oder mit einer
separaten Batteriegruppe 420 zusammenpassen. Der Schnittstellenverbinder 160d ist
vertikal unter der Leiterplatte 160 angeordnet, um diese
mit dem Schnittstellenverbinder 252 der Ladeeinheit zu
verbinden. Folglich ist, wenn die Ladeeinheit 20 im Ladegerätgehäuse 10 angebracht
ist, der Schnittstellenverbinder 252 der Ladeeinheit 20 mit
dem Schnittstellenverbinder 160d der Leiterplatte verbunden,
so daß die
Ladeeinheit die Batteriegruppe 410 oder 420 laden
kann.
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Die
in 13A gezeigte elektrische
Verbindungsvorrichtung dient zum Verbinden der Ladeeinheit mit einer
Leistungsversorgung einer Wand, die aus einem ersten und einem zweiten
Verbinder 30 und 32 und einer Schnur 34,
die sie verbindet, besteht. Der erste Verbinder 30 ist
so geformt, daß er die
gleiche Form besitzt, wie sie im Elektrorasierer verwendet wird.
Die in dem Gehäuse
angebrachte Batteriegruppe wird durch die Ladeeinheit geladen, die
durch den ersten Verbinder 30 mit dem zweiten Verbinder 32 der
Leistungsversorgung der Wand verbunden ist. Indessen dient die Schnittstellenverbindungsvorrichtung,
wie sie in 13B gezeigt
ist, zum Verbinden der Ladeeinheit mit der Mobilstation, wobei sie
aus zwei Schnittstellenverbindern 40 und 42 und
einer Schnur 44, die sie verbindet, besteht. Ein Verbinder 40 ist
mit dem Schnittstellenverbinder der Mobilstation verbunden, während der
andere 42 mit dem Schnittstellenverbinder der Ladeeinheit
verbunden ist.
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Im
folgenden wird in Verbindung mit den 14A bis 14D die Art der Verwendung
des Batterieladegeräts
der Erfindung beschrieben. Wenn die Ladeeinheit voll geladen ist,
wird zuerst, wie in 14A gezeigt
ist, die in 13B gezeigte
Schnittstellenverbindungsvorrichtung verwendet, um die Ladeeinheit
mit der Mobilstation zu verbinden, um sie zu laden. Wenn die Ladeeinheit
nicht voll geladen ist, wird zweitens, wie in 14B gezeigt ist, die in 13A gezeigte elektrische Verbindungsvorrichtung
verwendet, um die Ladeeinheit mit der Leistungsversorgung zu verbinden,
während
die in 13B gezeigte
Schnittstellenverbindungsvorrichtung verwendet wird, um die Ladeeinheit
mit der Mobilstation zu verbinden, so daß die an der Mobilstation angebrachte
Batteriegruppe von der Ladeeinheit geladen wird. Wenn die Mobilstation,
an der eine Batteriegruppe angebracht ist, und eine separate Batteriegruppe
im Ladegerätgehäuse angebracht
sind, wobei die Ladeeinheit voll geladen und in das Ladegerätgehäuse eingesetzt
ist, werden drittens, wie in 14C gezeigt
ist, die Batterien von der Ladeeinheit geladen. In diesem Fall sind
die Ladeeinheit und die Mobilstation durch die elektrischen Kontakte
des Ladegerätgehäuses verbunden,
während
das Ladegerätgehäuse und
die Ladeeinheit durch die Schnittstellenverbinder verbunden sind.
Wenn die Mobilstation, an der eine Batteriegruppe angebracht ist,
und eine separate Batteriegruppe im Ladegerätgehäuse angebracht sind, wobei
die Ladeeinheit nicht voll geladen und in das Ladegerätgehäuse eingesetzt
ist, werden viertens, wie in 14D gezeigt
ist, die Batterien und das Ladegerätgehäuse durch die elektrischen
Kontakte des Ladegerätgehäuses, das
Ladegerätgehäuse und
die Ladeeinheit durch die Schnittstellenverbinder und die Ladeeinheit
und die Leistungsversorgung durch die in 13A gezeigte elektrische Verbindungsvorrichtung
verbunden.
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Wie
oben beschrieben worden ist, schafft die Erfindung ein vielseitiges
Batterieladegerät,
das leicht viele verschiedene Batteriegruppen aufnehmen kann, wobei
es dem Anwender ermöglicht,
die Batteriegruppe während
einer Reise leicht zu laden, ohne daß beträchtliche Ausgaben hinzukommen,
um ein neues Ladegerät
zu erwerben. Während
die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit spezifischen Ausführungsformen
beschrieben worden ist, die von der Zeichnung begleitet werden,
ist es für Fachleute
leicht offensichtlich sein, daß verschiedene Änderungen
und Modifikationen daran ausgeführt werden
können,
ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.