<Desc/Clms Page number 1>
Eine Anzahl von in Österreich in Verwendung stehenden tragbaren Funkgeräten, insbesondere
Funksprechgeräte des Bundesheeres, ist für 7, 5 V-Stabbatterien mit einem Durchmesser von 37 mm und einer Länge von 225 mm eingerichtet. Diese Batterien wurden ursprünglich aus fünf seriengeschalteten Leclanche-Primärzellen mit einer EMK von je 1, 5 V aufgebaut.
Abgesehen von dem Umstand, dass solche Batterien und Primärzellen in Österreich nicht produziert werden und wegen des beschränkten Bedarfes auch nicht wirtschaftlich in Produktion genommen werden könnten, haben sie eine relativ geringe Leistung und überdies sind sie nicht kältefest, d. h. bis mindestens-15 C verwendbar.
Die geschilderten Nachteile können im Prinzip durch Ersatz der Leclanche-Primärelemente durch alkalische Trockenelemente behoben werden.
Unter Leclanche-Primärzellen sind in üblicher Weise galvanische Elemente mit einer positiven zentralen Kohleelektrode und einem negativen Zinkbecher zu verstehen, wobei als Depolarisationsmasse ein Gemisch aus Braunstein und Kohlenstoff und als Elektrolyt eine neutrale Ammoniumoder Zinkchloridlösung dient.
Unter sogenannten alkalischen Primär- oder Trockenzellen sind galvanische Elemente zu verstehen, deren positive Elektrode aus einem Braunstein-Kohlenstoffgemisch besteht und die Form eines Hohlzylinders hat, der von einem als Ableitung dienenden Stahlbecher umschlossen ist, und deren negative Elektrode durch eine in das Innere dieses Hohlzylinders eingebrachte pastenförmige Masse aus Kalilauge und feinstem amalgamiertem Zinkpulver gebildet ist, wobei als Ableitung ein vernickelter Stahlstift dient. Es hat sich gezeigt, dass diese alkalischen Trockenzellen bei gleicher Grösse etwa die doppelte bis dreifache Leistung von konventionellen Leclanche-Zellen haben und darüber hinaus bis etwa -200C kältefest sind. Auch solche Zellen bzw.
Batterien sind aber in Österreich mit den zum Ersatz der einleitend erwähnten 7, 5 V-Stabbatterien erforderlichen Abmessungen nicht erhältlich.
Eine 7,5 V-Batterie könnte anderseits aus handelsüblichen alkalischen Primärzellen mit
13, 5 mm Durchmesser und einer Länge von 50 mm aufgebaut werden, wobei fünf seriengeschaltete Gruppen von je drei parallelgeschalteten Zellen eine mehr als verdoppelte Leistung ergäben und die Batterie überdies im angeführten Bereich kältefest wäre. Die Serienschaltung und Stape- lung von fünf Gruppen von je drei parallelgeschalteten Zellen würde aber eine Gesamtlänge des
Stapels von 250 mm ergeben, was mit der Länge von 225 mm der schon erwähnten Standard-Bat- terie nicht verträglich wäre, so dass auf die geschilderte Weise aufgebaute Batterien nicht in die bereits vorhandenen Geräte passen würden.
Die Erfindung beruht nun auf dem Gedanken, durch eine besondere Anordnung und Zusam- menschaltung von alkalischen Primärzellen mit den geschilderten Abmessungen eine 7, 5 V-Stabbat- terie mit Standardabmessungen nachzubilden, so dass die vorhandenen Geräte ohne jeglichen Um- bau mit kältefesten Batterien höherer Leistung als bisher betrieben werden könnten.
Bei einer gemäss der Erfindung ausgebildeten 7,5 V-Stabbatterie mit einer zylindrischen Standard-Aussenhülle, die hinsichtlich Länge und Durchmesser für die Aufnahme eines Stapels von fünf seriengeschalteten Leclanche-Primärzellen vorgegebener Leistung bemessen ist, ist diese Aufgabe in der Weise gelöst, dass die fünf seriengeschalteten Leclanche-Primärzellen durch fünfzehn längere alkalische Primärzellen kleineren Durchmessers, aber insgesamt grösserer Leistung ersetzt sind, wobei diese Zellen in drei Etagen mit je vier Zellen und einer Etage mit drei Zellen angeordnet sind und je drei Zellen zu einer Gruppe parallelgeschaltet und die so erhaltenen fünf Gruppen von Zellen seriengeschaltet sind.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass aus der US-PS Nr. 4, 239, 840 ein Batteriebehälter bekannt ist, bei dem zwischen elektrisch leitenden Bodenkontaktplatten und Polkontaktplatten Lagen von gleichachsigen Zellen angeordnet sind, deren Böden durch die Bodenkontaktplatten und deren Pole durch die Polkontaktplatten parallelgeschaltet sind, während die einzelnen Lagen von Zellen durch Berührung zwischen der Polkontaktplatte der jeweils unteren Lage und der Bodenkontaktplatte der jeweils oberen Lage in Serie geschaltet sind.
Ferner ist es aus der AT-PS Nr. 145369 bekannt, bei einer aus gleichachsig angeordneten, parallelgeschalteten und einen vorgegebenen Aufnahmeraum ausfüllenden Zellen bestehenden Trockenbatterie die Parallelschaltung in der Weise zu bewirken, dass je zwei gleichachsige Zellen mit den einander zugekehrten Böden ihrer Zinkbecher zu-
<Desc/Clms Page number 2>
sammengeleitet sind. Im Gegensatz zur Erfindung wird bei diesen bekannten, aus parallelgeschalteten Zellen aufgebauten Batterien davon ausgegangen, dass alle Lagen die gleiche Zellenanzahl aufweisen und alle Zellen benachbarter Lagen gleich- oder gegenpolig angeordnet sind.
Wie einleitend bereits dargelegt worden ist, ist eine ähnliche Voraussetzung bei dem erfindungsgemäss angestrebten Ersatz von 7, 5 V -Stabbatterien mit Leclanche-Primärzellen durch im Inland erhältliche alkalische Zellen nicht gegeben.
Ein besonders einfacher Gesamtaufbau, einer erfindungsgemässen Stabsbatterie, bei dem alle Zellen in jeder Etage an ihren unteren Enden miteinander verbunden werden können, ergibt sich, wenn in der obersten oder vierten Etage nur drei parallelgeschaltete Zellen aufrechtstehend angeordnet sind, in der nächsten oder dritten Etage drei parallelgeschaltete Zellen aufrechtstehend und eine Zelle mit der Polkappe nach unten weisend,
in der nächsten oder zweiten Etage zwei Zellen aufrechtstehend und zwei Zellen mit der Polkappe nach unten weisend und in der untersten oder ersten Etage eine Zelle aufrechtstehend und drei Zellen mit der Polkappe nach unten weisend angeordnet sind und die Polkappen der drei parallelgeschalteten Zellen in der obersten Etage mit der Polkappe der Batterie und die Becherböden der drei parallelgeschalteten Zellen der untersten Etage mit der Bodenschale der Batterie verbunden sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genauer erläutert. Fig. l zeigt in mehrfach aufgebrochener Schrägansicht eine erfindungsgemässe Batterie und Fig. 2 stellt die gleiche Batterie in eingeebneter Form dar. Die Fig. 3 bis 12 zeigen zur leitenden Verbindung oder zur Trennung verschiedener Zellen der Batterie dienende Einzelteile im noch ebenen Zuschnitt.
Aus Fig. l und insbesondere aus der eingeebneten Darstellung des Zellenstapels nach Fig. 2 ist erkennbar, dass erfindungsgemäss fünf Gruppen von je drei parallelgeschalteten Zellen--Z-in Serie geschaltet sind. Hinter jedes Bezugszeichen --Z-- für eine Zelle sind zwei Ziffern gesetzt, von denen die erste die Gruppe und die zweite die Ordnungszahl der Zelle in der betref-
EMI2.1
in vier Etagen-El bis E4-- symmetrisch um die Mittelachse der Hülle angeordnet, wobei in der obersten oder vierten Etage --E4-- die Achsen der Zellen--Zll, Z12 und Z13-- an den Seiten eines regelmässigen dreiseitigen Prismas liegen und in den drei tiefer liegenden Etagen-El bis E3--die Achsen von je vier Zellen an den Seiten eines regelmässigen viereckigen Prismas angeordnet sind.
In den Fig. 3 bis 12 sind die verschiedenen leitenden bzw. isolierenden Teile, die zur Verbindung bzw. Trennung verschiedener Zellen im Stapel dienen, eingeebnet, aber in einem für die Anordnung der Zellen in der zylindrischen Hülle geeigneten Zuschnitt dargestellt.
Es ist ersichtlich, dass der leitende Teil --1-- nach Fig. 3 die Polkappen der aufrechtstehenden Zellen--Z11, Z12 und Z13-- der vierten Etage --E4-- miteinander verbindet und eine Kontakt- fahne-F1--aufweist, an welche die Polkappe --PK-- der Batterie angeschweisst wird. Ein gleich gestalteter Teil --la-- verbindet die Becherböden der genannten drei Zellen der ersten Gruppe miteinander, so dass diese parallelgeschaltet sind, und die Kontaktfahne --Fla-- dieses Teiles--la--ist mit der Kontaktfahne --F2-- eines leitenden Teiles --2-- mit der in Fig. 4 dargestellten Gestalt verschweisst, welcher die Polkappen der Zellen-Z21, Z22 und Z23-- der zweiten Gruppe in der dritten Etage --E3-- miteinander verbindet.
Auch diese drei Zellen sind aufrechtstehend angeordnet, wogegen die vierte Zelle --Z31-- der gleichen Etage umgekehrt, d. h. mit der Polkappe nach unten weisend, angeordnet ist und vom Teil --2-- nicht erfasst wird.
Die Becherböden der Zellen --Z21, Z22 und Z23-- sowie die Polkappe der Zelle-Z31- sind durch einen leitenden Teil --3-- miteinander verbunden, dessen Gestalt aus Fig. 5 hervorgeht. Auf diese Weise werden die Zellen-Z21, Z22 und Z23--der zweiten Gruppe parallelgeschaltet. Eine Kontaktfahne --F3-- des Teiles --3-- ist mit einer Kontaktfahne --F4-- eines die Polkappen der Zellen--Z32 und Z33-- in der zweiten Etage --E2-- verbindenden leitenden Teiles --4-- verschweisst, welcher die in Fig. 6 dargestellte Gestalt hat.
Durch einen dem Teil --4-- ähnlichen leitenden Teil --5--, der aber gemäss Fig. 7 zwei Kontaktfahnen --F5 und F5'-- hat, werden die Becherböden der aufrechtstehenden Zellen--Z32 und Z33--sowie die nach unten wei-
<Desc/Clms Page number 3>
senden Polkappen der umgekehrt angeordneten Zellen --Z41 und Z42-- der zweiten Etage --E2-miteinander verbunden. Ein leitender Teil --6-- mit der in Fig. 8 gezeigten Gestalt schaltet über Kontaktfahnen --F6 und F5-- und den leitenden Teil --5-- die Zellen --Z31, Z32 und Z33-- der dritten Gruppe parallel.
Ein leitender Teil --7-- nach Fig.9, dessen Kontaktfahne --F7-- mit der Kontaktfahne --F5'-- des Teiles-5-- verschweisst ist, verbindet die nach unten weisenden Polkappen der Zel- len --Z41, Z42--, der zweiten Etage --E2-- mit der nach oben weisenden Polkappe der Zelle --Z43-- der ersten Etage --E1-- und schaltet zusammen mit dem Teil --5-- die Zellen der dritten Gruppe in Serie mit den Zellen der vierten Gruppe.
Die Becherböden der Zellen der vierten Gruppe sind mit Hilfe von durch Kontaktfahnen --F8 und F3a-- miteinander verbundenen leitenden Teilen --8 bzw. 3a-- untereinander und mit den nach unten weisenden Polkappen der Zellen - -Z51, Z52 und Z53-- der fünften Gruppe verbunden, wobei der leitende Teil --8-- gemäss Fig. 10 ausgebildet ist und der leitende Teil --3a-- gleiche Gestalt hat wie der leitende Teil --3-- nach Fig. 5. Die Becherböden der Zellen der fünften Gruppe sind durch einen Teil --9-- gemäss Fig.11 miteinander und mittels einer Kontaktfahne --F9-- mit der metallischen Bodenschale --BS-- der Batterie verbunden. Alle Kontaktstellen zwischen den Polkappen oder Becherböden und den sie kontaktierenden leitenden Teilen sind vorzugsweise verschweisst.
Zwischen den einzelnen Etagen von Zellen sind Isolierteile --10-- nach Fig.12 angeordnet.
Nach dem Aufbau des beschriebenen Zellenstapels und Zusammenschaltung seiner Zellen unter Schweissverbindung aller Kontaktstellen wird der Aufbau in eine den Rand der Bodenschale --BS-- übergreifende zylindrische Aussenhülle-H- (Fig. l) aus Kunststoff, z. B. Polyäthylen, eingeschoben. Sodann wird der freie Innenraum der Aussenhülle in üblicher Weise mit Giessharz ausgegossen und darüber wird ein die Polkappe --PK-- der Batterie haltender Deckelteil aus Kunststoff, z. B.
Polystyrol, aufgesetzt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Stabbatterie mit einer zylindrischen Standard-Aussenhülle, die hinsichtlich Länge und Durchmesser für die Aufnahme eines Stapels von fünf seriengeschalteten Leclanché-Primärzellen vorgegebener Leistung bemessen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die fünf seriengeschalteten Leclanché-Primärzellen durch fünfzehn längere alkalische Primärzellen (Z) kleineren Durchmessers, aber insgesamt höherer Leistung ersetzt sind, wobei dieser Zellen in drei Etagen (El bis E3) mit je vier Zellen und einer Etage (4) mit drei Zellen angeordnet sind und je drei Zellen (ZU, Z12, Z13 ; Z21, Z22, Z23 usw.) zu einer Gruppe parallelgeschaltet und die so erhaltenen fünf Gruppen von Zellen seriengeschaltet sind.
EMI3.1