DE4036479A1 - Battery-operated electrical device e.g. tooth-brush, screwdriver, torch - has battery charge sensor preventing total drainage of sec. cell battery - Google Patents

Battery-operated electrical device e.g. tooth-brush, screwdriver, torch - has battery charge sensor preventing total drainage of sec. cell battery

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Abstract

A sensor (8) responds to the battery charging mode to allow the ON-OFF switch (10) for the electrical device to be moved into the OFF position or to be held in the OFF position, via an intermediate electronic control stage (9). - Pref. the sensor also activates a display light (11) indicating battery recharging. A magnetic field sensor, a charging current sensor, or an AC frequency sensor is used.

Description

Die Erfindung betrifft ein von einer aufladbaren Batte­ rie mit elektrischer Energie versorgtes, einen elektri­ schen Verbraucher aufweisendes elektrisches Gerät, bei­ spielsweise eine elektrische Zahnbürste, einen Schrauber oder eine Taschenlampe, welches einen Schalter zum Ein- und Ausschalten des Verbrauchers aufweist.The invention relates to a rechargeable battery rie supplied with electrical energy, an electri electrical device having consumers, at for example an electric toothbrush, a screwdriver or a flashlight, which has a switch for and switching off the consumer.

In solchen Geräten werden im allgemeinen Vorrichtungen vorgesehen, die die aufladbaren Batterien vor einer Tief­ entladung schützen, indem sie bei Unterschreiten einer festgelegten Batteriespannung den Verbraucher abschal­ ten. Eine weitere Benutzung des Gerätes ist dann erst wieder nach einer Aufladung der Batterie im Ladegerät möglich. Wird das Gerät nicht aufgeladen, können sich die Batterien im Laufe der Zeit so weit entladen, daß eine sichere Funktion der elektronischen Steuerung des Gerätes nicht mehr gewährleistet ist. Das kann dazu führen, daß bei einem späteren Einsetzen des Gerätes in ein Ladegerät der Ladestrom nicht mehr zur Batterie ge­ langt. Verstärkt tritt dieser Fall dann auf, wenn die Steuerung nicht durch einen mechanischen Schalter, son­ dern durch einen elektronisch gesteuerten Taster zum Ein- und Ausschalten des Verbrauchers aktiviert werden soll. Bei leeren Batterien ist dann kein Schaltvorgang mehr möglich. Devices of this type are generally used provided the rechargeable batteries before a low Protect discharge by falling below a set the battery voltage to the consumer Only then is further use of the device possible again after charging the battery in the charger possible. If the device is not charged, it can the batteries discharge so far over time that a safe function of the electronic control of the Device is no longer guaranteed. That can do that cause that when you later insert the device in a charger the charging current no longer ge to the battery reaches. This case is more pronounced when the Control not by a mechanical switch, son by an electronically controlled button for Switching the consumer on and off can be activated should. There is no switching process when the batteries are empty more is possible.  

Vorrichtungen, die auf eine Spannungsschwelle ansprechen, haben zusätzlich den Nachteil, relativ ungenau zu arbei­ ten. Deshalb kann das ohnehin nur geringe Energiepoten­ tial der Batterie nicht ausgenutzt werden, wenn man einen stets ausreichend frühen Abschaltbefehl sicher­ stellen will.Devices that respond to a voltage threshold also have the disadvantage of being relatively imprecise Therefore, this can only have a small energy potential anyway tial of the battery cannot be exploited if one a switch-off command that is always sufficiently early wants to ask.

Auch bei elektrischen Geräten, bei denen das Ein- und Ausschalten des Verbrauchers rein mechanisch erfolgt, besteht die Gefahr, daß nach einer Tiefentladung der Batterie das Gerät versehentlich im eingeschalteten Zu­ stand in das Ladegerät gestellt wird, weil der einge­ schaltete Zustand bei entladener Batterie nicht bei­ spielsweise durch Laufen eines Motors wahrnehmbar ist. In einem solchen Fall kann vom Ladegerät kein Ladestrom zu der Batterie gelangen, so daß ein Wiederaufladen ver­ hindert wird.Even with electrical devices where the input and The consumer is switched off purely mechanically, there is a risk that after deep discharge the Accidental battery in the closed state stood in the charger because of the turned on switched on state when the battery is discharged is perceivable, for example, by running an engine. In such a case, the charger cannot charge current get to the battery so that recharging ver is prevented.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektri­ sches Gerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß beim Ladevorgang des Gerätes sein elektrischer Ver­ braucher zwangsläufig von der Batterie abgetrennt ist.The invention is based, an electri to design a device of the type mentioned at the beginning that when the device is charging its electrical ver is necessarily disconnected from the battery.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen in der Ladestellung des Gerätes ansprechenden, den Schalter in Ausstellung bewegenden oder haltenden Sensor.This object is achieved by an in the switch to the charging position of the device sensor moving or holding in exhibition.

Durch diesen Sensor, der sehr einfach gestaltet sein kann, wird dem Gerät die Ladestellung zwangsläufig signa­ lisiert und sein den Verbraucher ein- und ausschaltender Schalter zwangsläufig in Ausstellung bewegt oder gehal­ ten. Dadurch ist ausgeschlossen, daß Ladestrom statt zu der Batterie oder den Batterien zum Verbraucher oder den Verbrauchern gelangen kann, wodurch ein Wiederaufladen ausgeschlossen wäre. Ein solcher Sensor arbeitet unab­ hängig vom Ladezustand der Batterie und wird ausschließ­ lich vom Ladegerät beeinflußt, so daß das Ausschalten immer gewährleistet ist.Through this sensor, the design is very simple can, the device is necessarily the charging position signa lised and be the consumer on and off Switch inevitably moved or held in exhibition This precludes charging current instead of too the battery or batteries to the consumer or Consumers can get there, thereby recharging would be excluded. Such a sensor works independently depending on the state of charge of the battery and is excluded Lich influenced by the charger, so that switching off  is always guaranteed.

Der Sensor könnte rein mechanisch arbeiten und beispiels­ weise durch einen mechanisch den Schalter in Ausstellung schiebenden Stift gebildet sein, der beim Einsetzen des Gerätes in das Ladegerät zwangsläufig verschoben wird. Besonders vorteilhaft ist die Erfindung, wenn der Schal­ ter mittels einer Steuerelektronik ansteuerbar ist. Ein solches Gerät kann infolge des Fehlens einer ausreichen­ den Spannung für die Steuerelektronik bei tiefentladenen Batterien auch dann nicht ausgeschaltet werden, wenn der Benutzer das beabsichtigt und einen hierzu vorgesehenen Schalter betätigt.The sensor could work purely mechanically and for example by a mechanical switch in exhibition pushing pin formed when inserting the Device is inevitably moved to the charger. The invention is particularly advantageous if the scarf ter can be controlled by means of control electronics. A such device may suffice due to the lack of one the voltage for the control electronics for deeply discharged Batteries are not switched off even if the User intends to do so and one provided for this Switch operated.

Die Erfindung ermöglicht es, zum Ein- und Ausschalten des Verbrauchers einen elektrisch mit einer Steuerelek­ tronik verbundenen Taster vorzusehen, ohne daß dadurch bei weitgehend entladener Batterie die Möglichkeit des Ausschaltens des Verbrauchers ausgeschlossen ist. Die Anordnung eines solchen Tasters in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Sensor ist insbesondere bei elektri­ schen Zahnbürsten vorteilhaft, weil dann mit dem Taster durch einen ersten Tastendruck eine erste Geschwindig­ keitsstufe des Motors, durch einen zweiten Tastendruck eine Schnellstufe und durch einen dritten Tastendruck der Motor wieder ausgeschaltet werden kann.The invention makes it possible to switch on and off of the consumer one electrically with a control elec tronic connected pushbuttons to be provided without with largely discharged battery the possibility of Switching off the consumer is excluded. The Arrangement of such a button in connection with the sensor according to the invention is particularly in electri Toothbrushes advantageous because then with the button at the first press of a button a first speed speed level of the motor by pressing a second button a quick step and by pressing a third button the engine can be switched off again.

Der Sensor kann unterschiedlich ausgebildet sein und auf unterschiedliche physikalische Größen ansprechen. Er ist sehr einfach gestaltet, wenn er ein auf das Fließen eines Ladestromes ansprechender Sensor ist. Für einen solchen Sensor benötigt man am Ladegerät keinen Signal­ geber für den Sensor. Das Ladegerät kann somit unverän­ dert bleiben. The sensor can be designed differently and on address different physical quantities. He is designed very simply when he is on the flow of a charging current responsive sensor. For one Such a sensor does not require a signal on the charger sensor sensor. The charger can therefore not be changed stay.  

Gleich vorteilhaft ist es, wenn der Sensor ein Magnet­ feldsensor oder ein auf eine Wechselstromfrequenz an­ sprechender Sensor ist.It is equally advantageous if the sensor is a magnet field sensor or on to an AC frequency speaking sensor is.

Die elektronische Steuerung ist besonders einfach, wenn das Abschalten des Verbrauchers mittels eines vom Sensor erzeugten, der Steuerelektronik zugeführten Reset-Signals erfolgt.Electronic control is particularly simple, though switching off the consumer by means of a sensor generated, supplied to the control electronics Reset signal occurs.

Der Ladevorgang kann auf einfache Weise signalisiert werden, wenn dem Sensor eine beim Ladevorgang angesteu­ erte Anzeige zugeordnet ist.The charging process can be signaled in a simple manner if the sensor activates one during the charging process assigned to the first ad.

Die Erfindung kann bei sehr unterschiedlichen Geräten Anwendung finden, beispielsweise einem batteriebetrie­ benen Schrauber, einem Rührer oder auch einer wiederauf­ ladbaren Taschenlampe. Ein ganz besonders vorteilhafter Anwendungsfall ist gegeben, wenn es sich bei dem elektri­ schen Gerät um eine elektrische, durch Einsetzen in ein induktives Ladegerät aufladbare Zahnbürste handelt.The invention can be used with very different devices Find application, for example a battery operated level screwdriver, a stirrer or one again loadable flashlight. A particularly advantageous one Use case is when it is in the electri electrical device by inserting it into a inductive charger rechargeable toothbrush.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. In ihr zeigen dieThe invention permits numerous embodiments. To further clarification of their basic principle is one of which is shown in the drawing and is shown below described. They show in her

Fig. 1 ein als elektrische Zahnbürste ausgebildetes, in einem Ladegerät eingesetztes Gerät nach der Erfindung, Fig. 1 is embodied as a power toothbrush, inserted into a battery charger apparatus according to the invention,

Fig. 2 ein Funktionsschema des Gerätes. Fig. 2 is a functional diagram of the device.

In Fig. 1 ist ein Ladegerät 1 dargestellt, welches über ein elektrisches Kabel 2 mit dem elektrischen Netz ver­ bindbar ist. In das Ladegerät 1 ist von oben her ein elektrisches Gerät 3 eingesetzt, bei dem es sich in die­ sem Ausführungsbeispiel um eine elektrische Zahnbürste handelt. Das Gerät hat in seinem Inneren einen elektri­ schen Verbraucher 4, bei dem es sich um einen Motor han­ delt, der einen Zahnbürstenschaft 5 anzutreiben vermag. Zur Energieversorgung des Verbrauchers 4 dient eine wiederaufladbare Batterie 6 oder ein Batteriesatz. Beim Aufladen gelangt auf übliche, nicht dargestellte Weise, meist durch Induktion, elektrische Energie vom Ladegerät 1 in die Batterie 6.In Fig. 1, a charger 1 is shown, which is ver via an electrical cable 2 with the electrical network. In the charger 1 , an electrical device 3 is inserted from above, which is an electric toothbrush in the exemplary embodiment. The device has an electrical consumer 4 in its interior, in which it is a motor that can drive a toothbrush shaft 5 . A rechargeable battery 6 or a battery pack is used to supply energy to the consumer 4 . When charging, electrical energy from the charger 1 enters the battery 6 in the usual manner, not shown, mostly by induction.

Auf dem Gehäuse des Gerätes 3 ist ein Taster 7 angeord­ net, mit dem das Gerät 3 ein und aus und in zwei ver­ schieden schnelle Geschwindigkeitsstufen geschaltet wer­ den kann.On the housing of the device 3 , a button 7 is angeord net, with which the device 3 on and off and in two different speed levels ver switched who can.

Wichtig für die Erfindung ist ein im inneren des Gerätes 3 vorgesehener, im Funktionsschema gemäß Fig. 2 ange­ gebener Sensor 8. Dieser spricht an, wenn vom Ladegerät 1 ein Strom im Gerät 3 fließt und erzeugt dann ein Reset-Signal, welches einer Steuerelektronik 9 zugeführt wird. Die Steuerelektronik 9 gibt bei Vorliegen eines solchen Reset-Signals einen Abschaltbefehl für den Ver­ braucher 4, sorgt also dafür, daß durch Öffnen eines Schalters 10 der Motor der Zahnbürste unabhängig von den Schaltbefehlen des Tasters 7 ausgeschaltet ist. Dadurch wird sichergestellt, daß der Ladestrom zwangsläufig zur Batterie 6 fließt, wenn das Gerät 3 sich im Ladegerät 1 befindet. Eine dem Sensor 8 zugeordnete Anzeige 11 signa­ lisiert nach außen, daß das Gerät 3 aufgeladen wird.Important for the invention is a provided in the interior of the device 3 , in the functional diagram according to FIG. 2, sensor 8 . This responds when a current flows from the charger 1 in the device 3 and then generates a reset signal which is fed to control electronics 9 . The control electronics 9 are in the presence of such a reset signal a shutdown command for the consumer 4 Ver, thus ensures that the motor of the toothbrush is switched off regardless of the switching commands of the button 7 by opening a switch 10 . This ensures that the charging current inevitably flows to the battery 6 when the device 3 is in the charger 1 . A sensor 8 associated display 11 signa lisiert outwards, that the device is charging. 3

Auflistung der verwendeten BezugszeichenList of the reference symbols used

 1 Ladegerät
 2 Kabel
 3 elektrisches Gerät
 4 Verbraucher
 5 Zahnbürstenschaft
 6 Batterie
 7 Taster
 8 Sensor
 9 Steuerelektronik
10 Schalter
11 Anzeige 1 charger
2 cables
3 electrical device
4 consumers
5 toothbrush
6 battery
7 buttons
8 sensor
9 control electronics
10 switches
11 display

Claims (9)

1. Von einer aufladbaren Batterie mit elektrischer Ener­ gie versorgtes, einen elektrischen Verbraucher aufweisen­ des elektrisches Gerät, beispielsweise eine elektrische Zahnbürste, einen Schrauber oder eine Taschenlampe, wel­ ches einen Schalter zum Ein- und Ausschalten des Ver­ brauchers aufweist, gekennzeichnet durch einen in der Ladestellung des Gerätes (3) ansprechenden, den Schalter (10) in Ausstellung bewegenden oder haltenden Sensor (8).1. From a rechargeable battery supplied with electrical energy, an electrical consumer have the electrical device, for example an electric toothbrush, a screwdriver or a flashlight, which has a switch for switching the consumer on and off, characterized by one in the Charging position of the device ( 3 ) responsive, the switch ( 10 ) moving or holding sensor ( 8 ). 2. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schalter (10) mittels einer Steuerelek­ tronik (9) ansteuerbar ist.2. Electrical device according to claim 1, characterized in that the switch ( 10 ) by means of a control electronics ( 9 ) can be controlled. 3. Elektrisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Ein- und Ausschalten des Verbrauchers (4) ein elektrisch mit der Steuerelektronik (9) verbun­ dener Taster (7) vorgesehen ist.3. Electrical device according to claim 2, characterized in that an electrical with the control electronics ( 9 ) verbun dener button ( 7 ) is provided for switching the consumer ( 4 ) on and off. 4. Elektrisches Gerät nach zumindest einem der voran­ gehenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sen­ sor (8) ein auf das Fließen eines Ladestromes anspre­ chender Sensor ist.4. Electrical device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 8 ) is a responsive to the flow of a charging current sensor. 5. Elektrisches Gerät nach zumindest einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sen­ sor (8) ein Magnetfeldsensor ist.5. Electrical device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 8 ) is a magnetic field sensor. 6. Elektrisches Gerät nach zumindest einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sen­ sor (8) ein auf eine Wechselstromfrequenz ansprechender Sensor ist. 6. Electrical device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 8 ) is a sensor responsive to an alternating current frequency. 7. Elektrisches Gerät nach zumindest einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ab­ schalten des Verbrauchers (4) mittels eines vom Sensor (8) erzeugten, der Steuerelektronik (9) zugeführten Reset-Signals erfolgt.7. Electrical device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the switching off from the consumer ( 4 ) by means of a sensor ( 8 ) generated, the control electronics ( 9 ) supplied reset signal. 8. Elektrisches Gerät nach zumindest einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sen­ sor (8) eine beim Ladevorgang angesteuerte Anzeige (11) zugeordnet ist.8. Electrical device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 8 ) is assigned a controlled during the charging process display ( 11 ). 9. Elektrisches Gerät nach zumindest einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um eine elektrische, durch Einsetzen in ein induktives Ladegerät aufladbare Zahnbürste handelt.9. Electrical device according to at least one of the previous ones outgoing claims, characterized in that it to an electrical one, by inserting it into an inductive one Charger is rechargeable toothbrush.
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