DE10058247A1 - Ladegerät - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ladegerät für elektrische Geräte, bei dem das Steckerelement, über das der elektrische Kontakt hergestellt wird, elastisch gelagert ist. Dadurch kommt auch bei Verkippen des elektrischen Gerätes relativ zur Soll-Einführachse zustande, ohne einen Teil des Steckerelements zu beschädigen. DOLLAR A Zum anderen kann eine Soll-Einführachse gewählt werden, unter der eben das Risiko einer Beschädigung sehr klein ist, eine Arretierung erfolgt dann in einer anderen Position, in welcher das Gerät beispielsweise besser gehalten werden kann. Dies geschieht dadurch, daß das Steckerelement zum Herstellen des elektrischen Kontaktes derart elastisch gelagert ist, daß alle Teile des Steckerelements beweglich relativ zur Soll-Einführachse sind. DOLLAR A Anwendung kann dies insbesondere für Ladegeräte für Mobilfunkendgeräte finden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ladegerät für ein elektrisches Gerät, insbesondere ein Mobilfunkendgerät.

Es sind Ladegeräte bekannt, welche eine Aufnahmeeinheit um­ fassen, von der das zu ladende elektrische Gerät gehalten wird.

Bei diesen bekannten Vorrichtungen wird das elektrische Ge­ rät, welches eine Steckaufnahme besitzt, in eine Aufnahmeein­ heit eingeführt, in der es in eine Position gleiten kann, in welcher ein elektrischer Kontakt mit dem Ladegerät herge­ stellt werden kann.

Unter Steckaufnahme wird in diesem Fall beispielsweise eine Buchse verstanden, welche komplementär zu beispielsweise ei­ nem Stecker ist, welcher sich am Ladegerät befindet. Im all­ gemeinen wird durch die Ausrichtung des Steckers bzw. seiner Kontaktstifte eine Soll-Einführachse definiert, unter der das elektrische Gerät in die Aufnahmeeinheit eingeführt wer­ den soll.

Die Aufnahmeeinheit am Ladegerät dient dazu, ein verkipptes Einführen des elektrischen Geräts zu vermeiden und es während des Aufladevorgangs zu fixieren, da sonst eventuell Beschädi­ gungen an der Steckeraufnahme des elektrischen Geräts bzw. dem Steckerelement der Aufnahmeeinheit auftreten können.

Die Aufnahmeeinheit kann unterschiedlich ausgeführt sein: So wird beispielsweise bei Ladegeräten für Mobilfunkendgeräte letzteres in einen Aufnahmeschacht eingeführt, dessen Innen­ maße in etwa den Außenmaßen des Mobilfunkendgeräts entspre­ chen.

Jedoch ist abhängig von der Form des elektrischen Geräts und der Aufnahemeinheit ein verkipptes Einführen immer noch mög­ lich.

Durch gegenüber der Einführachse verkipptem Einführen des elektrischen Geräts in die Aufnahmeeinheit kann die Steckauf­ nahme des elektrischen Geräts oder das Steckerelement, wel­ ches sich an dem Ladegerät befindet und mittels dem der elek­ trische Kontakt hergestellt wird, beschädigt werden.

Zusätzlich kann selbst beim Einführen mit nur kleiner Verkip­ pung gegenüber der Soll-Einführachse kein elektrischer Kon­ takt hergestellt werden.

Um diese Nachteile zumindest etwas zu mindern, wird - wie be­ reits erwähnt - das elektrische Gerät mittels der Aufnahmeein­ heit oder einer schienenartigen Führung innerhalb der Aufnah­ meeinheit, geführt.

Naturgemäß sind die Abmessungen der Aufnahmeeinheit weitge­ hend durch das zu ladende Gerät festgelegt. Um das Gerät richtig zu fixieren, muss die Aufnahmeeinheit eine ausrei­ chende Länge besitzen. Dies hat natürlich Auswirkungen auf die Gesamtgröße und auch die Form des Ladegeräts.

Zusätzlich muss der Hersteller deshalb für jedes elektrische Gerät ein weitgehend individuelles Ladegerät entwerfen, da sich ja ausgehend von unterschiedlichen elektrischen Geräten die Aufnahmeeinheit selbst, sowie die Gesamtkonzeption des Ladegerätes unterschiedlich gestaltet; hieraus ergeben sich höhere Kosten.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil ist, daß eine Fixierung des elektrischen Geräts beispielsweise bei ovalen oder gar runden Formen, wie sie beispielsweise für Mobilfunkendgeräte der 3. Generation vorgesehen sind, hinreichend schwierig ist.

Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Ladegerät anzugeben, das ein gegenüber dem Stand der Technik zuverlässigeres Herstellen eines elektrischen Kontak­ tes zwischen dem elektrischen Gerät und dem Ladegerät er­ laubt, wobei das Risiko einer Beschädigung des elektrischen Geräts oder/und des Ladegeräts verringert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Ladegerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Er­ findung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Erfindungsgemäß wird ein Steckerelement, das den elektrischen Kontakt zwischen dem elektrischem Gerät, und Ladegerät her­ stellt, elastisch gelagert. Durch die elastische Lagerung wird das Risiko einer Beschädigung des elektrischen Geräts oder/und des Ladegeräts beim Herstellen des elektrischen Kon­ takts reduziert. Eine Beschädigung würde erfolgen, wenn hin­ reichend große Kräfte zwischen dem Steckerelement und der Steckaufnahme in eine andere Richtung wirken, als es die Her­ stellung des elektrischen Kontakts erfordert.

Die Erfindung verhindert das Auftreten dieser für eine Be­ schädigung hinreichend großen Kräfte durch die elastische La­ gerung.

Ohne Druck auf die elastische Lagerung befindet sich das Steckerelement in einer Ruheposition. In der Ruheposition de­ finiert beispielsweise das Steckerelement in Form der Kon­ taktstifte die Soll-Einführachse für das elektrische Gerät in die Aufnahmeeinheit.

Im weiteren wird der Begriff "Soll-Einführachse" wie eben de­ finiert verwendet; der Begriff "Einführachse" bezeichnet im folgenden die Richtung, die von beispielsweise den Kontakt­ stiften festgelegt wird, auch wenn sich das Steckerelement nicht in seiner Ruheposition befindet.

Idealerweise wird das elektrische Gerät längs dieser Soll- Einführachse eingeführt, wodurch ein Kontakt zwischen dem elektrischen Gerät und dem Steckerelement in seiner Ruheposi­ tion herstellbar ist.

Eine Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, das Auftre­ ten dieser Kräfte durch eine geeignete Einführposition und -achse zu verhindern. Dazu ist das Steckerelement von einer Stellung, in der ein Einführen des elektrischen Geräts mög­ lich ist, in eine andere Stellung bewegbar, in der es dann arretierbar ist. Somit kann zum Einführen des elektrischen Geräts eine Position gewählt werden, welche für das Einführen günstig ist. Anschließend kann jedoch das mit dem Steckerele­ ment verbundene elektrische Gerät in eine Position zur Arre­ tierung des Steckererelements oder/und des elektrischen Ge­ räts gebracht werden. Die Stellung zur Arretierung wird bei­ spielsweise gemäß den äußeren Gegebenheiten gewählt, um bei­ spielsweise das Ladegerät in eine Kfz-Armatur zu integrieren.

Eine andere Ausführungsvariante der Erfindung besteht darin, oben geschilderte Kräfte durch ein Nachgeben des Steckerele­ ments zu verhindern.

Bei gegenüber der Soll-Einführachse verkipptem Einführen ist ein elektrischer Kontakt herstellbar, indem die Abweichung von der Soll-Einführachse durch eine entsprechende Änderung der Stellung des Steckerelements kompensiert wird.

Die Änderung der Stellung des Steckerelements wird durch die elastische Lagerung ermöglicht.

Die elastische Lagerung ist derartig ausgeführt, daß sich das Steckerelement beim Einwirken von Druck entsprechend der Verkippung des elektrischen Geräts gegenüber der Soll- Einführachse in eine Richtung neigt, so daß nun beispielswei­ se ein Teil des Steckerelements in die Steckaufnahme des elektrisches Geräts gleiten kann.

Dadurch wird erreicht, daß selbst bei verkipptem Einführen keine Kräfte zwischen Steckerelement und Steckaufnahme des elektrischen Geräts auftreten, die ausreichend groß sind, um Beschädigungen am Steckerelement beziehungsweise Steckaufnah­ me des elektrischen Geräts hervorzurufen.

Bei gegenüber der Soll-Einführachse stärker verkipptem Ein­ führen kann es unter Umständen nicht mehr möglich sein, e­ lektrischen Kontakt zwischen elektrischem Gerät und dem Stec­ kerelement herzustellen.

In diesem Fall verhindert das Ausweichen des Steckerelements eine Beschädigung des Steckerelements oder/und der Steckauf­ nahme des elektrischen Geräts.

Durch den elastischen Kontaktsatz bestehend aus dem Stec­ kerelement und der elastischen Lagerung wird ein Einführen der Steckaufnahme des elektrisches Geräts in einen Teil des Steckerelements, der mit der Aufnahmeeinheit des Ladegeräts verbunden ist, ermöglicht, welches das Risiko von Beschädi­ gungen wesentlich verringert, ohne daß die Aufnahmeeinheit unnötig groß dimensioniert ist.

Andererseits ist man durch die elastische Lagerung auch in der Gestalt des Ladegerätes unabhängiger und kann es anderen Erfordernissen anpassen, beispielsweise die Integration eines Ladegeräts, beispielsweise für Mobilfunkendgeräte, in ein Kfz.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das Steckerelement allein oder das Steckerelement und die elastische Lagerung herausnehmbar angefertigt sind, wodurch ein weitgehend modularer Aufbau der Ladestation realisiert werden kann.

Dies hat für die Produktion den Vorteil, daß beispielsweise durch die Anpassung des Steckerelements an das jeweilige elektrische Gerät die Gestalt des Ladegerätes weitgehend un­ verändert bleiben kann.

Dadurch wird die Produktion einfacher und weniger kostenin­ tensiv gestaltet, da weniger Einzelteile in höherer Stückzahl gefertigt werden können.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß das Steckerelement in mindestens zwei Richtungen beweglich ist.

Dadurch können Verkippungen in verschiedenen Richtungen kom­ pensiert werden.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die elastische Lagerung beispielsweise durch eine Platte aus ela­ stischem Material realisiert ist. In diese Platte ist das Steckerelement integriert. Beim Halten der Platte an ihren Rändern ist sie im inneren Bereich biegbar, wodurch die Aus­ richtung des Steckerelements und damit die Einführachse ge­ genüber der Soll-Einführachse verändert werden kann. Die Steifigkeit der Platte wird beispielsweise entsprechend dem Gewicht des elektrisches Geräts gewählt.

Diese Realisierung der elastischen Lagerung ist bietet den Vorteil einer einfachen Herstellung einer Lagerung die in der Ebene senkrecht zur Soll-Einführachse um 360° beweglich ist. Die maximal zulässige Verkippung des Steckerelements kann beispielsweise durch die Steifigkeit der Platte beeinflusst werden.

Zusätzlich kann diese Ausführung einer elastischen Lagerung durch eine schienenartige Halterung am Ladegerät gehalten werden. Dies ermöglicht einen einfachen Ein- und Ausbau des Steckerelements.

Eine weitere Ausführungsvariante der elastischen Lagerung kann ein geometrischer Körper sein, in den das Steckerelement integriert ist und der über Federn gelagert ist. Hier kommt die Änderung der Stellung des Steckerelements durch eine unterschiedlich starke Kompression der Federn zustande. Hierbei können sich die Federn beispielsweise unter, seitlich von oder über dem geometrischen Körper befinden. Auch eine kombinierte elastische Lagerung aus elastischer Platte und Federn ist möglich.

Ebenso kann der Körper, in welchen das Steckerelement einge­ arbeitet ist, nicht nur plattenförmig ausgebildet sein son­ dern beliebige, den Anfordernissen im Ladegerät angepasste Gestalt besitzen. Als Beispiele für eine derart angepasste Gestalt lässt sich eine Gestalt anführen, die den Raum im La­ degerät optimal ausnutzt oder/und eine Verschiebung des Schwerpunkts ermöglicht.

Selbstverständlich sind auch beliebige Kombinationen der ge­ schilderten Beispiele denkbar, ebenso wie ein Ladegerät, mit dem mehrere elektrisches Geräte gleichzeitig geladen werden können.

Bei letzterem würde die flexible Lagerung das platzsparende Laden mehrerer elektrischer Geräte geradezu ermöglichen, da sich die Körper der elektrischen Geräte blütenartig anordnen können und sich somit nicht gegenseitig den Platz zum jewei­ ligen Steckerelement versperren. Man denke an vergleichbare Probleme mehrere Geräte an einer Mehrfachsteckdose anzustec­ ken.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen, nämlich von Tischlade­ stationen für Mobilfunkendgeräte erklärt.

Es zeigen

Fig. 1 und 2 räumliche Darstellungen für mögliche Konzepte des Steckerelements STE,

Fig. 3-6 als Ausführungsbeispiel den Kontaktierungs­ vorgang zum Laden eines Mobilfunkendgeräts und

Fig. 7 das Einführen eines elektrischen Geräts in ein Ladegerät, bei dem das Steckerelement unterschiedliche Stellungen zum Einführen und Arretieren einnimmt.

Fig. 1 zeigt den Kontaktsatz, bestehend aus Steckerelement STE und elastischer Lagerung EL. Die elastische Lagerung EL ist in diesem Fall plattenförmig ausgeführt und das Stecker­ element STE ist in diese Platte integriert. Die Kontaktstifte KS befinden sich am oberen Teil des Steckerelements STE. Der Kontaktsatz, bestehend aus Steckerelement STE und elastischer Lagerung EL wird vom Ladegerät LG aufgenommen. Zum Aufnehmen dient eine Halterung HA, die in diesem Fall l-förmig ausge­ führt ist und mittels der der Kontaktsatz wie auf einer Schiene in die gewünschte Position gebracht werden kann. Im Ladegerät LG befindet sich eine Ausnehmung AS für den oberen Teil des Steckerelements STE. Die Länge des Schenkels HA2 der Halterung HA korrespondiert mit der Dicke der elastischen La­ gerung EL. Der Schenkel HA1 der Halterung HA besitzt eine Länge, die ein sicheres Halten des Kontaktsatzes bestehend aus Steckerelement STE und elastischer Lagerung EL gewährlei­ stet. Eine derartige Vorrichtung, wie in Fig. 1 beschrieben, stellt eine einfache Methode dar, das Steckerelement STE ela­ stisch zu lagern. Gleichzeitig kann durch die Kombination von Kontaktsatz und Halterung HA ein modularer Aufbau einfach realisiert werden. Der modulare Aufbau führt zu Kostenerspar­ nissen in der Produktion, da Teile des Ladegeräts für unter­ schiedliche elektrische Geräte identisch angefertigt werden können. Das reduziert einerseits die Anzahl der Einzelteile, andererseits werden Teile in höheren Stückzahlen hergestellt. Beide Effekte wirken sich kostensenkend aus.

Fig. 2 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Befestigung des Steckerelements an der Ladestation. Die Fixierung erfolgt in diesem Fall über einen Steckkontakt. Am Kontaktsatz befindet sich z. B. eine Ausnehmung AUS, deren Form komplementär zu der eines Fingers FI ist welcher sich am Ladegerät befindet. Die Ausnehmung wird über den Finger geschoben; Eine Arretierung erfolgt z. B über eine federnd gelagerte Nase am Finger FI.

Die Kontaktstifte KS, die sich am oberen Teil des Steckerele­ ments STE befinden, definieren eine Soll-Einführachse, unter der das elektrische Gerät in die Aufnahmeeinheit des Ladege­ räts eingeführt werden sollte.

Diese Soll-Einführachse SEA ist in Fig. 3 gestrichelt einge­ zeichnet. Fig. 3 zeigt die Situation, daß ein elektrisches Gerät EG gegenüber der Soll-Einführachse SEA verkippt in die Aufnahmeeinheit AE des Ladegeräts LG eingeführt wird.

Eine neue Einführachse EA wird in diesem Fall durch Steckauf­ nahme SA des elektrischen Geräts EG definiert, beispielsweise in Form einer Paßnut, welche einen Kontaktstift KS aufnimmt. Am Boden der Aufnahmeeinheit AE befindet sich ein Durchbruch für das Steckerelement STE. Das Steckerelement STE ist, wie in Fig. 1 beschrieben, elastisch gelagert. Die elastische Lagerung EL ist in diesem Fall plattenförmig ausgebildet. Fig. 4 zeigt die Situation, daß ein elektrisches Gerät EG ver­ kippt in die Aufnahmeeinheit AE des Ladegeräts LG eingeführt wird und sich elektrisches Gerät EG und Steckerelement STE bereits berühren. Durch das gegenüber der Soll-Einführachse SEA verkippte Einführen treffen in diesem Fall die Steckauf­ nahme SA und das Steckerelement STE nicht korrekt aufeinan­ der. Dadurch wird eine Kraft auf das Steckerelement ausgeübt. Diese Kraft kann jedoch nicht zu Beschädigungen am Stec­ kerelement STE führen, da dieses aufgrund der elastischen La­ gerung EL nachgibt.

Fig. 5 zeigt die Situation, daß ein elektrisches Gerät EG mit nur geringer Verkippung gegenüber der Soll-Einführachse SEA in die Aufnahmeeinheit AE eingeführt wird. In diesem Fall gibt das Steckerelement STE aufgrund einer Kraft, die durch das verkippte Einführen auf das Steckerelement wirkt, derart nach, daß das Steckerelement sich entlang der Einführachse ausrichtet und so ein elektrischer Kontakt zwischen Steckerelement STE und Steckaufnahme SA des elektrischen Geräts EG zustandekommt.

Fig. 6 zeigt die Situation, daß das elektrische Gerät EG in elektrischem Kontakt mit dem Steckerelement STE ist. Das Steckerelement STE befindet sich nun wieder in seiner Ruhepo­ sition, das ist die Position, in welcher keine lateralen Kräfte auf das Steckerelement wirken. In diesem Fall sind Einführachse EA und Soll-Einführachse SEA identisch.

Aus Fig. 3 bis 6 ist ersichtlich, daß die elastische Lage­ rung EL eine Beschädigung des Steckerelements STE bei gegen­ über der Soll-Einführachse SEA verkipptem Einführen verhin­ dert. Andererseits bewirkt diese elastische Lagerung EL auch, daß bei gegenüber der Soll-Einführachse SEA nur geringfügig verkipptem Einführen ein elektrischer Kontakt zwischen der Steckaufnahme des elektrischen Geräts EG hergestellt werden kann. Durch die Rückstellkraft der elastischen Lagerung wer­ den Steckerelement und elektrisches Gerät wieder in Richtung der ursprünglich vorgesehenen Achse, der Soll-Einführchse, gebracht. Eine maximal zulässige Verkippung gegenüber der Soll-Einführachse SEA, bei der noch ein elektrischer Kontakt hergestellt werden kann, wird beispielsweise durch die Dimen­ sionen der Kontaktstifte AS des Steckerelements STE und der Steckaufnahme SA des elektrischen Geräts definiert. Durch ei­ ne entsprechende Mindestlänge der Aufnahmeeinheit kann bei­ spielsweise ein zu starkes Verkippen vermieden werden.

Fig. 6 zeigt das Einführen eines elektrischen Geräts EG in ein Ladegerät, bei dem das Steckerelement unterschiedliche Stellungen zum Einführen und Arretieren annehmen kann. Zu­ nächst weist das Steckerelement STE in eine Richtung, die ein einfaches Einführen der Steckaufnahme SA des elektrischen Ge­ räts EG ermöglicht. Ist der elektrische Kontakt hergestellt, kann das elektrische Gerät aufgrund der elastischen Lagerung EL in eine Position gebracht werden, in der das elektrische Gerät oder das Steckerelement oder beide arretiert werden.

Diese Arretierung kann beispielsweise über eine federnd gela­ gerte Nase FN, die am Ladegerät angebracht ist, erfolgen. Eine derartige Ausführung ermöglicht ebenfalls ein einfaches Einführen des elektrischen Geräts in die Ladestation, bei dem das Risiko einer Beschädigung vermindert ist.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf Ladegeräte für Mobilfunkendgeräte beschränkt, sondern auf beliebige elektri­ sche Geräte anzuwenden.

Bezugszeichenliste

AUS Ausnehmung
AS Ausnehmung
EA Einführachse
EL elastische Lagerung
FN Federnd gelagerte Nase
FI Finger
HA Halterung
HA1, HA2 Schenkel der Halterung
KS Kontaktstifte
LG Ladegerät
SA Steckaufnahme
SEA Soll-Einführachse
STE Steckerelement

Claims (9)

1. Ladegerät (LG) für ein elektrisches Gerät (EG) mit
einer Aufnahmeeinheit (AE) zur Aufnahme des elektrischen Geräts (EG), wobei
die Aufnahmeeinheit (AE) ein Steckerelement (STE) zur Her­ stellung einer elektrischen Verbindung zu dem elektrischen Gerät (EG) aufweist,
wobei das Steckerelement (STE) in seiner Ruheposition eine Soll-Einführachse (SEA) für das elektrische Gerät defi­ niert
dadurch gekennzeichnet, daß das Steckerelement (STE) elastisch gelagert ist.

2. Ladegerät (LG) nach Anspruch 1, wobei die elastische Lage­ rung EL derart ist, daß das elektrische Gerät (EG) entlang einer durch das Steckerelement definierten Richtung einführ­ bar ist und zusammen mit dem Steckerelement in eine Position bringbar ist, in welcher das elektrische Gerät oder/und das Steckerelement STE arretierbar ist.

3. Ladegerät nach Anspruch 1, bei dem das Steckerelement (STE) derart elastisch gelagert ist, daß bei relativ zur Soll-Einführachse (SEA) verkipptem Einführen des elektri­ schen Gerätes (EG) in die Aufnahmeeinheit (AE) die Stellung des Steckerelements derart geändert wird, daß eine elektri­ sche Verbindung zwischen elektrischem Gerät (EG) und Stec­ kerelement (STE) herstellbar ist.

4. Ladegerät (LG) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Steckerelement (STE) herausnehmbar ist.

5. Ladegerät (LG) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das Steckerelement in mindestens zwei Richtungen be­ weglich ist.

6. Ladegerät (LG) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Halterung für den Kontaktsatz bestehend aus Stec­ kerelement (STE) und elastischer Lagerung (EL) schienenartig ausgeführt ist.

7. Ladegerät (LG) nach einem der vorausgegangen Ansprüche 1-6 bei dem die Halterung für den Kontaktsatz bestehend aus Stec­ kerelement (STE) und elastischer Lagerung (EL) steckkon­ taktartig ausgeführt ist.

8. Ladegerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die elastische Lagerung (EL) durch eine Platte aus ela­ stischem Material realisiert ist.

9. Ladegerät nach einem der vorangegangen Ansprüche 1-6, bei dem die elastische Lagerung (EL) mittels Federn realisiert ist.