Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrfach-Batterie.
Es gibt viele Anwendungsfälle, bei denen eine als Kassette ausgebildete Batterie wünschenswert ist, bei welcher über das Herstellen des Eingriffs zwischen geeigneten Anschlussflächen an der Kassette und in entsprechender Lage in der von der Kassette einzunehmenden Vertiefung vorgese- henen Anschlussflächen hinaus keine Handhabung weiterer Verbinder oder elektrischer Klemmen erforderlich ist. Ein derartiger Anwendungsfall ist eine Kamera, bei der die Batterie innerhalb eines Systems verwendet wird, das zum Erzeugen eines kurzen elektrischen Stromimpulses zur Erregung einer Blitzlichtlampe vorgesehen ist.
Dabei ergeben sich gewöhnlich Schwierigkeiten dadurch, dass die Batteriekassette in eine Vertiefung bzw.
einen Raum eingesetzt werden muss, welcher bereits durch die Abmessungen eines dichten und gedrängten Aufbaus entweder der Kamera oder einer beliebigen anderen Vorrichtung begrenzt ist, da derartige Vorrichtungen üblicherweise auf geringste Baumasse und so abgestimmt sind, dass seine gerade ausreichen, um die Funktionen der Vorrichtung selbst, beispielsweise der angegebenen Kamera, zu gewährlei- sten.
Die erfindungsgemässe Mehrfach-Batterie ist nunmehr gekennzeichnet durch ein Einzelzellen umgebendes Gehäuse, welches die eingesetzten Einzelzellen an deren Randbereichen abstützt und zueinander so fixiert, dass sich die Einzelzellen voneinander elektrisch isoliert mit ihren Planflächen überlappen, wobei elektrische Verbindungsmittel die Einzelzellen in Serie schalten, eine der Einzelzellen einen ersten äusseren Anschluss für die Ausgangsspannung bildet und das Gehäuse den zweiten äusseren Anschluss umfasst.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Ausgestaltung zweckmässig so sein, dass das Gehäuse aus einem Paar langgestreckter, aneinandergepasster Schalen mit je einer Anzahl Aussparungen für die Zellen besteht, wobei die Aussparungen in den Schalen parallel zueinander und quer zur Längsfläche so in einem Winkel angeordnet sind, dass die untere Anschlussfläche einer in der Zellenreihe ersten Zelle im wesentlichen koplanar mit der oberen Anschlussfläche der in der Reihe der Aussparungen nächstfolgende Zelle ist, und die elektrisch leitenden Verbindungsmittel die untere Anschlussfläche einer ersten Zelle mit der oberen Anschlussfläche einer nächstfolgenden Zelle verbindet, wobei jede Einzelzelle von sich gegenüberliegende Aussparungen in den Schalen umschlossen ist.
Durch diese Massnahme ist es nunmehr möglich, die einzelnen Gehäusehälften zum Einsetzen und Festhalten der Zellen während der Fertigungsmontage und zum Festhalten der Zellen bei der Durchführung weiterer Arbeitsschritte an den Zellen zu verwenden, während diese in den als Schalen dienenden Gehäusehälften transportiert und festgehalten werden. Hierdurch und durch die Tatsache, dass die beiden Hälften anschliessend zu einem endgültigen, die Zellen einschliessenden Gehäuse geschlossen und dichtend miteinander verbunden werden können, vereinfacht sich die Fertigung, vermindert sich die Zahl der sonst erforderlichen, manuell vorzunehmenden Arbeitsschritte und verringert sich in grossem Masse die Kosten des Fertigproduktes.
Zudem kann eine einheitliche und höchstmögliche Qualität des Fertigproduktes insofern erreicht werden, als die Lage der Zellen im montierten Zustand und relativ zueinander bestimmende Faktoren bei der ordnungsgemässen Montage und beim Zusammenwir- ken der Zellen als fertige Batterie darstellt.
Dadurch, dass eine Hälfte des zweckmässig formgegossenen Gehäuses zur Unterstützung der darin montierten Zellen als Träger verwendet wird, während an den Zellen Arbeitsschritte durchgeführt werden, bewirkt, dass jede Zelle in eine Aufnahmetasche in der Halbschale so eingesetzt wird, dass an jeder der Zellen eine Fläche der oberen Anschlussplatte genügend freigelegt und damit eine darartige freigelegte Fläche für ein kleines, zweizinkiges Werkzeug zum punktförmigen stoffschlüssigen Verbinden, beispielsweise eine Lötgabel, zugänglich ist, so dass nach dem Einsetzen der Zellen in ihre Aufnahmetaschen Lötungen an den Zellen leicht durchgeführt werden können.
Damit im Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Zellen gegenseitig versetzt angeordnet werden, wobei die Ebene durch den Boden einer ersten Zelle mit der Ebene durch die obere Anschlussfläche der im Gehäuse nächstfolgenden Zelle im wesentlichen koplanar ist. Durch diese koplanare Anordnung der Flächen wird erreicht, dass ein vorher mit einem Ende an der Bodenfläche einer ersten Zelle im Gehäuse stoffschlüssig verbundener Zellenverbindungsstreifen aus leitendem Metall über der oberen Fläche der nächstfolgenden Zelle liegt und diese in einem freiliegenden und aus der Zellenaufnahmetasche bzw.
-höhlung herausragenden Bereich so berührt, dass der den oberen Teil der nächstfolgenden Zelle berührende Teil des Zellenverbindungsstreifens freiliegt und ins Freie ragt und damit für ein zweizinkiges Werkzeug zum stoffschlüssigen Verbinden, beispielsweise eine Lötgabel, zugänglich ist, so dass der Verbin dungsstreifen leicht und schnell an zwei Stellen punktförmig stoffschlüssig mit dem oberen Flächenanschluss im Gehäuse nachfolgender Zellen verbunden werden kann.
Da die vordere Zelle der in der Batterie angeordneten Zellenreihe mit einem am oberen Teil der vorderen Zelle stoffschlüssig befestigten grösseren Kontaktstreifen versehen ist und sich dieser grössere Streifen nach hinten und aussen durch einen geeigneten Schlitz in der benachbarten Wand einer Halbschale erstreckt und in geeigneter Weise an der Seitenfläche der Halbschale angelegt ist, ist es möglich, dass er beim Einführen in eine Aufnahmekammer zur Herstellen eines elektrischen Kontaktes als Schiebekontakt dient.
Weiterer Vorteil ist, dass die im Gehäuse letzte, in einer hinteren Gehäusehöhlung aufgenommen und gehaltene, mit ihrer Bodenfläche durch die in diesem Bereich ausgeschnittene Gehäusewand, durch diese Öffnung herausragt und eine entsprechend angeordnete Kontaktklemme in einer Gehäuseaufnahmekammer berührt.
Zweckmässig dient die zweite Halbschale als Deckel oder Verschluss und ist mit ähnlichen Höhlungen oder Taschen mit passenden Abmessungen und bei entsprechender Anordnung ausgestattet, so dass sie um- und über die die Zellen bereits enthaltene erste Halbschale geklappt werden kann, wobei das ordnungsgemässe Ineinanderpassen der beiden Halbschalen z. B. dadurch gewährleistet ist, dass entsprechende Haltestifte an einer Halbschale in Aufnahmelöcher an der anderen Halbschale eingreifen.
Sobald nun das Gehäuse gut verschlossen und betriebsbereit gemacht ist, dient zweckmässig ein äusserer Streifen am Gehäuse als eine Klemme für ein Ende der Batterie, während die freiliegende Bodenfläche der letzten Zelle der Zellenreihe als die andere Klemme für das andere Batterieende dient. Das Einsetzen der Batterie in einen Aussenstromkreis geschieht auf einfache Weise dadurch, dass die Batterie in einen mit zwei Kontaktklemmen versehenen Aufnahmeraum eingeschoben wird, wodurch zwischen diesen und den beiden Anschlussflächen der Batterie schiebend Kontaktschluss hergestellt wird.
Ein weiterer Vorteil ist das Vorhandensein von im Innern der beiden Halbschalen vorgesehenen Vorsprünge, welche sowohl zur Versteifung der Halbschalen beitragen als auch dazu dienen, zwischen benachbarten Zellen in der Zellenreihe die leitenden Zellenverbindungsstreifen so abzustüt zen, dass die Verbindungsstreifen ausserhalb einer mögli chen Kurzschlussstellung verbleiben. Eine Kurzschlussstellung könnte sich dann ergeben, wenn die Streifen weniger straff angeordnet wären, wodurch sie mit der oberen Kante des Teil des Aufbaus jeder Zelle bildenden Mantels in Berüh rung kommen könnten.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines geschlosse nen Gehäuses zur Aufnahme der hier zur Bildung einer Batte rie verwendeten drei Zellen,
Fig. 2 eine perspektivische Seitenansicht der beiden Halb schalen in geöffneter Stellung und mit den drei in ihre Ta schen eingesetzten Zellen,
Fig. 3 eine schematische Ansicht der drei in einem Ab stand voneinander angeordneten Zellen, mit einem Kontakt streifen an der oberen Fläche der ersten Zelle sowie je einem leitenden Zellenverbinder zwischen der ersten und der zweiten sowie zwischen der zweiten und der dritten
Zelle,
Fig.
4 eine Seitenansicht, teils im Aufriss, teils im Schnitt und mit Weglassungen zur Darstellung bestimmter Konstruk- tionsteile, insbesonders des Haltestift-Aufnahmeloches an einem Ende der Halbschale und der Öffnung in der Rück wand zur Freilegung der Bodenanschlussfläche der dritten oder letzten Zelle in der Zellenreihe für den elektrischen
Kontaktschluss mit einem ausserhalb der Batterie in geeigne ter Lage angeordneten Kontaktstück,
Fig. 5 eine Seitenansicht mit Weglassungen der mit der in Fig. 4 gezeichneten Halbschale zusammenwirkenden anderen Halbschale mit den in passende Löcher in der Halbschale gemäss Fig.
4 eingreifenden Führungs- und Haltestiften und der unteren Hälfte der am hinteren Ende des Gehäuses vorgesehenen Öffnung in der Rückwand zur Freilegung der Bodenanschlussfläche der dritten oder letzten Zelle in der Zellenreihe, wodurch bei geschlossenem Gehäuse ein Eingriff zwischen dieser und einem in geeigneter Lage angeordneten elektrischen Kontaktstück zu einem Aussenstromkreis herstellbar ist,
Fig. 6 eine Draufsicht einer Halbschale mit einer Anzahl Taschen zur Aufnahme der einzelnen Zellen der Batterie und
Fig. 7 eine ähnliche Ansicht der anderen Halbschale, welche mit der Halbschale entsprechend Fig. 6 zum Bilden eines geschlossenen Gehäuses für die drei die Betterie bilden- den Zellen zusammenpassbar ist.
In einem Ausführungsbeispiel und entsprechend der allgemeinen Darstellung in Fig. 1 weist eine geschlossene formgegossene Kassette 10 zwei formgegossene Halbschalen 12 und 14 auf, welche anfänglich als Einheit einschliesslich eines Gelenkes 16 formgegossen sein können, aber nicht müssen, so dass im letzteren Falle die beiden Halbschalen 12 und 14 in getrennten Arbeitsschritten hergestellt sein können.
In der gezeigten endgültigen Form ist die Kassette 10 mit den darin eingeschlossenen Zellen so ausgebildet, dass sie mit einer in die Halbschale 12 übergreifenden vorspringenden Kante 18 zusammenfügbar sind. Die beiden Kassettenhalbschalen sind entlang einer Trennebene 22 dichtend aneinanderfügbar, wobei die beiden Halbschalen 12 und 14 entland dieser Trennebene mittels eines passenden Klebers oder stoffschlüssig mittels Ultraschall miteinander verbindbar sind.
Um die Kassette geeignet zu machen zum unmittelbaren Einsetzen in einen mit Anschlusselektroden eines elektrischen Stromkreises ausgestatten Aufnahmeraum, weist die Kassette einen ebenflächigen äusseren Kontaktstreifen 24 aus leitendem Material auf, der so geformt ist, dass er entlang einer Fläche 26 um den Körper der Kassette 10 umklappbar ist. Um die flächige Anlage des äusseren Kontaktstreifens 24 an der Auflagefläche 26 der formgegossenen Kassette 10 zu gewährleisten, ist der äussere Kontaktstreifen 24 mittels eines durch einen Schlitz 28 sich nach oben erstrekkenden Endstückes, das andere Ende des äusseren Kontakstreifens 24 mittels eines durch einen Schlitz 30 sich nach unten erstreckenden Endstückes befestigbar, welches unter dem am entgegengesetzten Ende des äusseren Kontaktstreifens sich befindenden Schlitz 30 festgenietet ist.
Fig. 2 zeigt eine bestückte Kassette in geöffneter Stellung bei auseinandergeklappten Halbschalen. Die Verbindung zwischen den beiden Halbschalen 12 und 14 ist fakultativ als Gelenk 16 ausgebildet. In der Halbschale 12 sind drei Zellen 32, 34 und 36 in jeweils einer Tasche aufgenommen, deren Ausbildung in der Draufsicht entsprechend Fig. 6 deutlicher erkennbar ist.
Zur besseren Erklärung der elektrischen Verbindungen zwischen den die Funktion einer Batterie erfüllenden drei Zellen 32, 34 und 36 wird auf Fig. 3 verwiesen, die die drei Zellen 32, 34 und 36 in schematischer Darstellung zeigt.
Dabei sind die Zellen in einem Abstand voneinander und in geneigter Stellung angeordnet, um darzustellen oder anzudeuten, wie ein leitender Zellenverbindungsstreifen 38 an einem Ende mit der Bodenanschlussfläche des Mantels der ersten Zelle 32 stoffschlüssig verbunden und bei der Montage entlang der unterbrochenen Linie 40 zur oberen Anschlussfläche der Zelle 34 richtbar ist, mit welcher der Zellenverbindungsstreifen zum Herstellen einer verlässlichen elektrischen Verbindung entsprechend einem der Merkmale der Erfindung stoffschlüssig verbindbar ist.
In ähnlicher Weise ist mit der Bodenanschlussfläche der zweiten oder mittleren Zelle 34 ein Zellenverbindungsstreifen 42 stoffschlüssig verbunden, welcher sich entlang einer unterbrochenen Linie 44 zur oberen Anschlussfläche der Zelle 36 erstreckt. Dort ist der Streifen 42 mit der oberen Anschlussfläche der Zelle 36 stoffschlüssig verbunden.
Die dritte Zelle 36 weist am Boden keine leitende oder Anschlussnase auf. Dagegen ragt die Bodenfläche der Zelle 36, wie in Fig. 2 deutlicher erkennbar, durch eine Öffnung 46 in der hinteren Stirnwand der Kassettenhalbschale 12 hindurch, um zwischen einer Bodenfläche 36A der Zelle 36 und einer geeigneten feststehenden Elektrode 47 Kontaktschluss zu bewirken. Die Elektrode 47 ist in passender Lage gehalten und an einen elektrischen Leiter 48 angeschlossen, der Teil des Aussenstromkreises ist, mit welchem die Batterie in diesem Anwendungsbeispiel bestimmungsgemäss verbunden werden soll.
Die Klemme 47 ist nur als Fläche eines Bauteiles gezeichnet, mit welcher die Bodenanschlussfläche 36A der Zelle 36 schiebend in Eingriff kommt, sobald die gesamte Kassette eingeschoben und in die Lage verbracht wird, in welcher sie Eingriff mit dem Kontakt 47 und einem ähnlichen Kontakt 50 hat, welcher neben der oberen Anschlussfläche 24 angeordnet ist, die ihrerseits auf der äusseren Fläche des Oberteils der Kassettenhalbschale 12 aufruht und an dieser befestigt ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist das Aussenkontaktstück 50 ebenfalls nur als die Fläche eines Bauteiles dargestellt, welches in geeigneter Weise und in passender Lage innerhalb des Gefüges angeordnet ist, in welches die Kassette zum Herstellen der Verbindung mit dem durch die beiden Leiter 48 dargestellten elektrischen Stromkreis einschiebbar ist.
Entsprechend der Zeichnung sind die beiden Leiter 48 an einen zu speisenden Aussenstromkreis angeschlossen.
Die drei Zellen 32, 34 und 36 sind untereinander ähnlich ausgebildet. Jede Zelle weist einen äusseren Kathodenmantel oder -gehäuse 52 auf, dessen Bodenfläche 54 eine Anschluss- bzw. Kontaktfläche einer Polrichtung der Zelle darstellt. Die andere Kontaktfläche der Polgegenrichtung der Zelle ist eine obere Mittelplatte 56, welche gegen eine Oberkante 58 des Kathodenmantels 52 durch ein geeignetes Isoliermittel in Form eines Isolierringes 60 isoliert ist.
Entsprechend den Fig. 2 und 3 weist der ebenflächige Kontaktanschlussstreifen 24 ein Verankerungsglied bzw. ein Ende 62 zum stoffschlüssigen Verbinden auf, welches sich an das untere Ende eines Zwischenstückes 64 anschliesst, welches seinerseits in die obere Schichtfläche des Kontaktstreifens 24 übergeht. Der plane Kontaktstreifen 24 ist in seiner flächigen Anlage an der oberen Fläche der Halbschale 12 mittels eines nach unten gerichteten Kantenstückes 66, des Verankerungsgliedes 62 und des Zwischenstückes 64 sowie am anderen Ende des planen Kontaktstreifens 24 mittels eines ähnlichen Winkelstückes 64A mit einem schräg nach unten gerichteten Teil 64A und einem stützenden Gegendruckstück 68 gehalten.
Einer der wichtigen Vorteile der Erfindung, auf welchen bereits bezug genommen wurde, ist die Tatsache, dass das Verankerungsglied oder das Ende zum stoffschlüssigen Verbinden bzw. das Lötende 62 des planen Kontaktstreifens 24 an seinem unteren freien Ende sich nach aussen erstreckt und ein Teilstück 62A freigibt, welches nach dem Einsetzen der Zelle 32 in die Montagestellung in der Halbschale 12 der Kassette für das Ende eines Werkzeuges zum stoffschlüs- sigen Verbinden, beispielsweise einer Lötgabel, zugänglich ist. Ähnlich verhält es sich mit dem Zellenverbindungsstreifen 38, der im Zustand entsprechend Fig.
3 bereits mit dem Boden der Zelle 32 stoffschlüssig verbunden ist und sich in derselben Ebene nach oben gerichtet erstreckt, wobei er die Fläche der oberen Anschlussplatte 56 der Zelle 34 mit einem Teilstück 38A berührt, welches frei aus der Verbindungsebene der beiden Halbschalen 12 und 14 herausragt, so dass das gleiche Lötwerkzeug, welches zum Verlöten des Streifens 62 und der Anodenfläche 56 der Zelle 32 verwendet wird, weiterbewegt werden kann, um das Teilstück 38A des Zellenverbindungsstreifens an der oberen Anschlussfläche 56 der mittleren Zelle 34 anzulöten.
In gleicher Weise erstreckt sich ein in Fig. 3 zwischen den Zellen 34 und 36 dargestellter Zellenverbindungsstreifen 42 so weit, um einen freiliegenden Bereich der Anschlussfläche 56 der dritten Zelle 36 mit einem Teilstück 42A des Zellenverbindungsstreifens 42 so zu berühren, dass das freiliegende Teilstück 42A für die Lötgabel eines Lötwerkzeuges, wie zuvor schon verwendet, zugänglich ist und mittels dieses Werkzeuges der Streifen 42A an die obere Anschlussfläche 56 der Zelle 36 anlötbar ist, wobei die Zelle bereits in die Halbschale 12 eingesetzt ist. So dient die Schale 12 sowohl als Haltevorrichtung während des Zusammenbaus als auch anschliessend als Teil des die drei Zellen 32, 34 und 36 einschliessenden Gehäuses.
Wie bereits erwähnt, weist jede der Zellen 32, 34 und 36 an ihrem oberen Teil eine Umfangsrandkante 58 des Mantels 52 als den einen Pol, davon durch die Isolierung 60 getrennt, die obere Anschlussplatte 56 als den Gegenpol auf.
Da jeder der Zellenverbindungsstreifen 38 und 42 über einen isolierten Zellenbereich hinweggeführt ist, in welchem der Zellenverbindungsstreifen mit der Randkante 58 und der zugehörigen Anschlussplatte 56 der Zelle 34 oder 36 in Berührung kommen könnte, muss jede dieser beiden Zellen gegen ein mögliches Kurzschliessen durch den ihr zugeordne ten Zellenverbindungsstreifen gesichert werden. Dies wird da durch erreicht, dass jeder der Zellenverbindungsstreifen 38 und 42 durch entsprechende Lageanordnung am Berühren der Randkante 58 der Zelle gehindert ist, an deren oberen Anschlussplatte 56 der Streifen angelötet wird oder angelötet werden soll.
Um ein schädliches Berühren zwischen jedem Zellenverbindungsstreifen und der Randkante 58 der Zelle zu verhindern, sind, wie in den Fig. 3, 6 und 7 gezeigt, geeignete Ausbildungen, beispielsweise Vorsprünge, in den beiden Halbschalen geformt.
Einer der wichtigen Vorteile der Erfindung ist das Vorhandensein dieser Vorsprünge in den Innenräumen der beiden Halbschalen 12 und 14 der Kassette, wodurch die Zellenverbindungsnasen oder -streifen 38 und 42 in geeigneter Weise und so in Lage gehalten sind, dass eine Kurzschlussbedingung in dem Bereich vermieden ist, in welchem die Zellenverbindungsnase den Bereich der Randkante 58 des Aussenmantels 52 der Zelle 34 oder 36 überbrückt und zur Verbindung mit der oberen Anschlussfläche 56 der Zelle 34 oder der Zelle 36 an diese hingeführt ist. Es sind sowohl obere wie untere Vorsprünge vorgesehen.
Die oberen Vorsprünge sind in der Kassettenhalbschale 12 als Vorsprünge 70 und 72 dargestellt, denen in der anderen Halbschale 14 der Kassette als entsprechende Gegenstücke obere Vorsprünge 70A und 72A gegenüberliegen.
Diese beiden oberen Vorsprünge dienen dem Zweck, die zugehörigen Zellenverbindungsnasen 38 und 42 wenigstens unter leichtem Anpressdruck in Lage an den zugehörigen An schlussflächen 56 der nächsten Zelle 34 bzw. 36 zu halten.
Um eine kurzschlusserzeugende Lage der Zellenverbindungsnasen 38 und 42 zu verhindern, ruhen diese an unteren Vorsprüngen auf, welche zwar nicht in die Kassettenhalbschale 12, jedoch als Vorsprünge 74A und 76A in die Kassettenhalbschale 14 eingezeichnet sind. Die in der Kassettenhalbschale 12 vorgesehenen entsprechenden unteren Vorsprünge sind in Fig. 2 nicht erkennbar, da sie durch die in der Schale 12 angeordneten Zellen verdeckt sind. Beide Gruppen der oberen Vorsprünge 70 und 72 und 70A und 72A sowie die unteren Vorsprünge 74 und 76 und 74A und 76A sind in den Fig. 6 und 7 deutlich dargestellt und werden bei der Beschreibung dieser beiden Figuren noch näher besprochen werden.
Aus den Fig. 2 und 3 sind die Arbeitsschritte beim Zusammenbau während der Fertigung erkennbar. Nach dem Anlöten der Nasen 38 und 42 an die Bodenflächen der Zellen 32 und 34 werden die Zellen 32 und 34 in ihre Taschen in der Halbschale 12 eingesetzt. Der obere Kontaktstreifen 24 wird in die Schlitze 28 und 30 eingeführt und die vordere Längskante 66 umgebogen, um den Streifen 24 gegen ein Herausrutschen nach hinten zu sichern. Die Nasenverlängerungen 62A, 38A und 42A sind damit leicht zugänglich und werden von Hand mittels eines Punktlötwerkzeuges stoffschlüssig befestigt. Die Zellen sind somit elektrisch in Reihe geschaltet und sind durch ihre Aufnahme in Taschen gegen zufälliges Verschieben gesichert.
Die leere Halbschale 14 kann nunmehr passend auf die Halbschale 12 aufgesetzt werden, entweder durch Umklappen um das Gelenk 16, falls dieses als Bestandteil der gesamten Kassette mitgefertigt wurde, oder, bei Fehlen eines Gelenkes und wenn die beiden Halbschalen getrennt hergestellt wurden, durch unmittelbares Aneinanderfügen.
Um beim Schliessen der Kassette ein genaues Aufeinanderpassen der Halbschalen 12 und 14 zu gewährleisten, ist die abdeckende Halbschale 14 mit aus der Verbindungsebene bzw. Verbindungsebenen vertikal sich erstreckenden Haltestiften 80, die Halbschale 12 mit Haltelöchern 82 zur Aufnahme dieser Stifte 80 ausgestattet. Die abdeckende Halbschale 14 weist weiterhin Taschen auf, wie in Fig. 7 deutlicher erkennbar, welche genau über die aus der Montage Halbschale 12 nach aussen ragenden Teile der drei Zellen passen. Die dichtende Verbindung zwischen den beiden Halbschalen an ihrer Verbindungsebene oder an ihren Verbindungsebenen kann dann entweder mittels eines geeigneten Dicht- oder Klebemittels oder dadurch bewirkt werden, dass die Verbindungsebenen der Wirkung von Ultraschall ausgesetzt werden.
Die Fig. 4 und 5 sind eine allgemeine Darstellung, wie die beiden Halbschalen 12 und 14 aneinanderfügbar sind, nämlich durch Eindringen der Haltestifte 80 in die Haltelöcher 82, von denen allerdings nur eines in der Zeichnung dargestellt ist.
In Fig. 4 sind weiterhin die Schlitze 28 und 30 sowie der Schiebekontaktstreifen 24 gezeigt, welcher am oberen Teil der Halbschale 12 an einer leicht eingesenkten Fläche 86 aufruht. Diese eingesenkte Fläche 86 ist deutlicher in Fig. 6 zu erkennen. In Fig. 4 ist weiterhin eine leicht eingesenkte Fläche 88 zu erkennen, welche die angenietete längsseitige Kante 66 des Schiebekontaktstreifens 24 aufnimmt.
Aus den Fig. 4 und 5 ist ebenfalls die hintere Öffnung 46 ersichtlich, welche aus den beiden halbkreisförmigen Ausschnitten in den beiden Halbschalen 12 und 14 gebildet ist und durch welche die Bodenanschlussfläche 36A der in der Batterie letzten Zelle 36 nach aussen ragt, um zum Berührungseingriff mit einem äusseren Stromkreisanschluss, wie in Fig. 2 mit 47 bezeichnet, zu kommen.
Fig. 6 zeigt die Taschen 32 P-l, 34 P-l und 36 P-l zur Aufnahme der Zellen 32, 34 und 36. Die unterbrochenen Linien 40 und 44 entsprechen den in Fig. 3 eingezeichneten Linien, an welchen die Zellenverbindungsnasen 38 und 42 liegen.
Die Vorsprünge 70, 72, 74 und 76 sind ebenfalls dargestellt.
Fig. 7 zeigt die ergänzenden Vorsprünge 70A, 72A, 74A und 76A, welche beim durch Aneinanderfügen bewirkten Schliessen der beiden Halbschalen an den entsprechenden Vorsprüngen 70, 72, 74 und 76 passend anliegen. Fig. 7 zeigt weiterhin die ergänzenden Taschen 32 P-2, 34 P-2 und 36 P-2, welche zum Einsetzen, Aufnehmen und Abdecken der vorspringenden Teile der Zellen 32, 34 und 36 und damit als Schutzabdeckung über den Zellen dienen.
Es ist also ein Gehäuse vorgesehen, welches zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein Teil während der Arbeitsschritte des Zusammenbauens und des Herstellens der elektrischen Verbindung zwischen den drei Zellen als Montagevorrichtung dient, und der zweite Teil des formgegossenen Gehäuses anschliessend als Abdeckung auf die Schale mit den Zellen aufgesetzt und dann beide Teile so miteinander befestigt werden, dass sie ein dichtend verschlossenes Gehäuse für die dreizellige Batterie bilden, wobei an einem Ende der dreizelligen Batterie eine geeignete Anschlussfläche vorgesehen ist, während am anderen Ende der Batterie durch eine Öffnung in der Wand des geschlossenen Gehäuses eine Anschlussfläche der dort angeordneten Zelle zum Anschliessen an einen Aussenstromkreis herausragt.
Dadurch, dass ein Teil des endgültigen Gehäuses während der Fertigung als Montagevorrichtung dient, werden die von Hand vorzunehmenden Arbeitsschritte auf ein Minimum reduziert und dadurch wirtschaftliche Herstellungs- und Montagebedingungen erzielt.
Ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung stellt die konstruktive Ausbildung dar, bei welcher die Zellen jeweils nur bis zur Hälfte in die entsprechenden Taschen eingesetzt sind, während ein wesentlicher Anteil der oberen Anschlussfläche frei liegt, wodurch das Anlöten der Zellenverbindungsnasen an diese freien oberen Anschlussflächen als einfacher Arbeitsschritt während der Fertigung möglich ist.
Die unteren Vorsprünge, welche ein Anheben der Zellenverbindungsnasen bewirken und somit das Kurzschliessen einer Zelle verhindern, und die oberen Vorsprünge, welche die Enden dieser Nasen zum stoffschlüssigen Verbinden mit der oberen Anschlussfläche der zugehörigen Zelle an diese andrücken, wirken zusammen, um während und nach dem Zusammenbau eine kurzschlussichere Anordnung zu gewährleisten und gleichzeitig, unter Ausschluss weiterer manueller Verrichtungen, die Nasen in der zum stoffschlüssigen Verbinden erforderlichen Lage zu halten.
Es sei festgestellt, dass zum Erzielen gleicher Merkmale versc#hiedene Änderungen im konstruktiven Aufbau vorgenommen werden können, ohne dass dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen würde.
The present invention relates to a multiple battery.
There are many applications in which a battery designed as a cassette is desirable, in which there is no handling of further connectors or electrical connection surfaces beyond the establishment of the engagement between suitable connection surfaces on the cassette and in the corresponding position in the recess provided by the cassette Clamping is required. One such application is in a camera in which the battery is used within a system designed to generate a brief electrical current pulse to energize a flashlight lamp.
Difficulties usually arise when the battery cassette is inserted into a recess or
a space has to be used which is already limited by the dimensions of a dense and compact structure of either the camera or any other device, since such devices are usually designed for the smallest structural dimensions and in such a way that its just enough to perform the functions of the device itself , for example the specified camera.
The multiple battery according to the invention is now characterized by a housing surrounding individual cells, which supports the individual cells used at their edge areas and fixes them to one another in such a way that the individual cells overlap with their flat surfaces, electrically isolated from one another, with electrical connecting means connecting the individual cells in series, one of the Individual cells form a first external connection for the output voltage and the housing includes the second external connection.
In a preferred embodiment, the configuration can expediently be such that the housing consists of a pair of elongated, mutually fitted shells each with a number of recesses for the cells, the recesses in the shells being arranged parallel to one another and transversely to the longitudinal surface at an angle, that the lower connection surface of a first cell in the row of cells is essentially coplanar with the upper connection surface of the next cell in the row of recesses, and the electrically conductive connecting means connects the lower connection surface of a first cell to the upper connection surface of a subsequent cell, each individual cell is enclosed by opposing recesses in the shells.
This measure now makes it possible to use the individual housing halves to insert and hold the cells in place during production assembly and to hold the cells in place when carrying out further work steps on the cells, while they are transported and held in the housing halves serving as shells. This, and the fact that the two halves can then be closed and sealingly connected to one another to form a final housing enclosing the cells, simplifies production, reduces the number of otherwise necessary manual work steps and greatly reduces the number of steps Cost of the finished product.
In addition, a uniform and highest possible quality of the finished product can be achieved insofar as the position of the cells in the assembled state and relative to one another is determining factors in the proper assembly and when the cells interact as a finished battery.
The fact that one half of the expediently molded housing is used as a support to support the cells mounted therein while work steps are being carried out on the cells means that each cell is inserted into a receiving pocket in the half-shell so that each of the cells has a surface the upper connection plate is sufficiently exposed and thus a dar-like exposed area for a small, two-pronged tool for point-like material connection, for example a soldering fork, is accessible, so that after the cells have been inserted into their receiving pockets, the cells can easily be soldered.
In connection with this, it is advantageous if the cells are arranged mutually offset, the plane through the bottom of a first cell being essentially coplanar with the plane through the upper connection surface of the next cell in the housing. This coplanar arrangement of the surfaces ensures that a cell connecting strip made of conductive metal, previously connected with one end to the bottom surface of a first cell in the housing, lies over the upper surface of the next cell and this is in an exposed and out of the cell receiving pocket or pocket.
- Cavity touches the protruding area in such a way that the part of the cell connection strip touching the upper part of the next cell is exposed and protrudes into the open and is therefore accessible for a two-pronged tool for material connection, for example a soldering fork, so that the connection strip attaches easily and quickly two points can be connected to the upper surface connection in the housing of subsequent cells in a point-like manner.
Since the front cell of the cell row arranged in the battery is provided with a larger contact strip firmly attached to the upper part of the front cell and this larger strip extends backwards and outwards through a suitable slot in the adjacent wall of a half-shell and in a suitable manner on the Side surface of the half-shell is applied, it is possible that it serves as a sliding contact when it is inserted into a receiving chamber to establish an electrical contact.
Another advantage is that the last in the housing, received and held in a rear housing cavity, protrudes with its bottom surface through the housing wall cut out in this area, through this opening and touches a correspondingly arranged contact terminal in a housing receiving chamber.
The second half-shell expediently serves as a lid or closure and is equipped with similar cavities or pockets with suitable dimensions and with the appropriate arrangement, so that it can be folded over and over the first half-shell already containing the cells, whereby the two half-shells fit properly into one another z. B. is ensured that corresponding retaining pins on one half-shell engage in receiving holes on the other half-shell.
As soon as the housing is now properly closed and ready for use, an outer strip on the housing serves as a clamp for one end of the battery, while the exposed bottom surface of the last cell in the row of cells serves as the other clamp for the other end of the battery. The insertion of the battery into an external circuit is done in a simple manner that the battery is pushed into a receiving space provided with two contact clamps, whereby a contact is established between this and the two connection surfaces of the battery.
Another advantage is the presence of projections provided in the interior of the two half-shells, which both contribute to stiffening the half-shells and also serve to support the conductive cell connecting strips between adjacent cells in the row of cells so that the connecting strips remain outside a possible short-circuit position. A short circuit could result if the strips were placed less taut, thereby contacting the top edge of the shell forming part of the structure of each cell.
The invention is explained, for example, with reference to the drawing. It shows:
Fig. 1 is a schematic side view of a closed housing for receiving the three cells used here to form a battery,
Fig. 2 is a perspective side view of the two half-shells in the open position and with the three cells inserted into their pockets,
Fig. 3 is a schematic view of the three in a stand from each other arranged cells, with a contact strip on the upper surface of the first cell and a conductive cell connector between the first and the second and between the second and the third
Cell,
Fig.
4 a side view, partly in elevation, partly in section and with omissions to show certain construction parts, in particular the retaining pin receiving hole at one end of the half-shell and the opening in the rear wall to expose the bottom connection surface of the third or last cell in the row of cells for the electric
Contact closure with a contact piece arranged outside the battery in a suitable position,
5 shows a side view with omissions of the other half-shell which interacts with the half-shell shown in FIG. 4 and which have matching holes in the half-shell according to FIG.
4 engaging guide and retaining pins and the lower half of the opening provided at the rear end of the housing in the rear wall to expose the bottom connection surface of the third or last cell in the row of cells, whereby when the housing is closed, an engagement between this and a suitably arranged electrical contact piece can be established to an external circuit,
6 shows a plan view of a half-shell with a number of pockets for receiving the individual cells of the battery and
7 shows a similar view of the other half-shell, which can be matched with the half-shell according to FIG. 6 to form a closed housing for the three cells forming the battery.
In one embodiment and in accordance with the general illustration in FIG. 1, a closed molded cassette 10 has two molded half-shells 12 and 14, which can initially be molded as a unit including a hinge 16, but do not have to, so that in the latter case the two half-shells 12 and 14 can be produced in separate steps.
In the final form shown, the cassette 10 with the cells enclosed therein is designed in such a way that they can be joined together with a protruding edge 18 extending over into the half-shell 12. The two cassette half-shells can be joined to one another in a sealing manner along a parting plane 22, the two half-shells 12 and 14 being connectable to one another along this parting plane by means of a suitable adhesive or materially by means of ultrasound.
In order to make the cassette suitable for direct insertion into a receiving space equipped with connection electrodes of an electrical circuit, the cassette has a planar outer contact strip 24 made of conductive material, which is shaped so that it can be folded over along a surface 26 around the body of the cassette 10 is. In order to ensure the flat contact of the outer contact strip 24 on the support surface 26 of the molded cassette 10, the outer contact strip 24 is secured by means of an end piece extending upward through a slot 28, and the other end of the outer contact strip 24 by means of an end piece extending through a slot 30 downwardly extending end piece, which is riveted under the slot 30 located at the opposite end of the outer contact strip.
Fig. 2 shows an equipped cassette in the open position with the half-shells unfolded. The connection between the two half-shells 12 and 14 is optionally designed as a joint 16. In the half-shell 12, three cells 32, 34 and 36 are each received in a pocket, the design of which can be seen more clearly in the plan view according to FIG. 6.
For a better explanation of the electrical connections between the three cells 32, 34 and 36 fulfilling the function of a battery, reference is made to FIG. 3, which shows the three cells 32, 34 and 36 in a schematic representation.
The cells are arranged at a distance from one another and in an inclined position in order to show or indicate how a conductive cell connecting strip 38 is materially connected at one end to the bottom connection surface of the jacket of the first cell 32 and, during assembly, along the broken line 40 to the upper connection surface of the cell 34, with which the cell connecting strip can be connected in a materially bonded manner in order to establish a reliable electrical connection in accordance with one of the features of the invention.
In a similar way, a cell connecting strip 42 is materially connected to the bottom connection surface of the second or middle cell 34 and extends along a broken line 44 to the upper connection surface of the cell 36. There the strip 42 is materially connected to the upper connection surface of the cell 36.
The third cell 36 has no conductive or connecting tab on the bottom. In contrast, the bottom surface of the cell 36, as can be seen more clearly in FIG. 2, protrudes through an opening 46 in the rear end wall of the cassette half-shell 12 in order to bring about a contact between a bottom surface 36A of the cell 36 and a suitable stationary electrode 47. The electrode 47 is held in a suitable position and is connected to an electrical conductor 48 which is part of the external circuit to which the battery is intended to be connected in this application example.
The terminal 47 is only shown as a surface of a component with which the bottom connection surface 36A of the cell 36 slidably engages as soon as the entire cassette is pushed in and brought into the position in which it engages with the contact 47 and a similar contact 50 , which is arranged next to the upper connection surface 24, which in turn rests on the outer surface of the upper part of the cassette half-shell 12 and is attached to this. For the sake of clarity, the external contact piece 50 is also shown only as the surface of a component which is arranged in a suitable manner and in a suitable position within the structure into which the cassette can be inserted to establish the connection with the electrical circuit shown by the two conductors 48 is.
According to the drawing, the two conductors 48 are connected to an external circuit to be fed.
The three cells 32, 34 and 36 are designed similar to one another. Each cell has an outer cathode casing or housing 52, the bottom surface 54 of which represents a connection or contact surface of a pole direction of the cell. The other contact surface in the opposite pole direction of the cell is an upper middle plate 56, which is insulated from an upper edge 58 of the cathode jacket 52 by a suitable insulating means in the form of an insulating ring 60.
According to FIGS. 2 and 3, the planar contact connection strip 24 has an anchoring member or an end 62 for integral connection, which connects to the lower end of an intermediate piece 64, which in turn merges into the upper layer surface of the contact strip 24. The planar contact strip 24 is in its flat contact with the upper surface of the half-shell 12 by means of a downwardly directed edge piece 66, the anchoring member 62 and the intermediate piece 64 as well as on the other end of the planar contact strip 24 by means of a similar angle piece 64A with an obliquely downward one Part 64A and a supporting counter pressure piece 68 held.
One of the important advantages of the invention, to which reference has already been made, is the fact that the anchoring member or the end for material connection or the soldering end 62 of the flat contact strip 24 extends outward at its lower free end and exposes a section 62A which, after the cell 32 has been inserted into the assembly position in the half-shell 12 of the cassette, is accessible for the end of a tool for material-locking connection, for example a soldering fork. The situation is similar with the cell connecting strip 38, which in the state according to FIG.
3 is already firmly connected to the bottom of the cell 32 and extends upward in the same plane, touching the surface of the upper connection plate 56 of the cell 34 with a portion 38A which protrudes freely from the connecting plane of the two half-shells 12 and 14 so that the same soldering tool that is used to solder the strip 62 and the anode surface 56 of the cell 32 can be advanced to solder the portion 38A of the cell connection strip to the top pad 56 of the center cell 34.
In the same way, a cell connecting strip 42 shown in FIG. 3 between the cells 34 and 36 extends so far that an exposed area of the connection surface 56 of the third cell 36 comes into contact with a portion 42A of the cell connecting strip 42 so that the exposed portion 42A for the soldering fork of a soldering tool, as already used, is accessible and the strip 42A can be soldered to the upper connection surface 56 of the cell 36 by means of this tool, the cell already being inserted into the half-shell 12. Thus, the shell 12 serves both as a holding device during assembly and subsequently as part of the housing enclosing the three cells 32, 34 and 36.
As already mentioned, each of the cells 32, 34 and 36 has on its upper part a peripheral edge 58 of the jacket 52 as the one pole, separated therefrom by the insulation 60, the upper connection plate 56 as the opposite pole.
Since each of the cell connecting strips 38 and 42 is passed over an isolated cell area, in which the cell connecting strip could come into contact with the edge 58 and the associated connection plate 56 of the cell 34 or 36, each of these two cells must protect against a possible short-circuit by the associated cell th cell connector strips are secured. This is achieved in that each of the cell connecting strips 38 and 42 is prevented by a corresponding arrangement of positions from touching the marginal edge 58 of the cell to whose upper connection plate 56 the strip is or is to be soldered.
In order to prevent harmful contact between each cell connecting strip and the marginal edge 58 of the cell, suitable formations, for example projections, are formed in the two half-shells, as shown in FIGS. 3, 6 and 7.
One of the important advantages of the invention is the presence of these projections in the interiors of the two half-shells 12 and 14 of the cassette, whereby the cell connection tabs or strips 38 and 42 are suitably held in such a way that a short circuit condition in the area is avoided , in which the cell connecting nose bridges the area of the edge 58 of the outer jacket 52 of the cell 34 or 36 and is guided to the upper connection surface 56 of the cell 34 or the cell 36 for connection to the latter. Both upper and lower protrusions are provided.
The upper projections are shown in the cassette half-shell 12 as projections 70 and 72, which in the other half-shell 14 of the cassette, as corresponding counterparts, are opposite upper projections 70A and 72A.
These two upper projections serve the purpose of holding the associated cell connection lugs 38 and 42 in position on the associated connection surfaces 56 of the next cell 34 and 36, at least under slight contact pressure.
In order to prevent the cell connection lugs 38 and 42 from being in a short-circuit-producing position, they rest on lower projections which, although not in the cassette half-shell 12, are shown as projections 74A and 76A in the cassette half-shell 14. The corresponding lower projections provided in the cassette half-shell 12 cannot be seen in FIG. 2, since they are covered by the cells arranged in the shell 12. Both groups of the upper projections 70 and 72 and 70A and 72A and the lower projections 74 and 76 and 74A and 76A are clearly illustrated in FIGS. 6 and 7 and will be discussed in greater detail in the description of these two figures.
From FIGS. 2 and 3, the work steps during assembly can be seen during manufacture. After the tabs 38 and 42 have been soldered to the bottom surfaces of the cells 32 and 34, the cells 32 and 34 are inserted into their pockets in the half-shell 12. The upper contact strip 24 is inserted into the slots 28 and 30 and the front longitudinal edge 66 is bent over in order to secure the strip 24 against slipping out to the rear. The nose extensions 62A, 38A and 42A are therefore easily accessible and are firmly attached by hand using a point soldering tool. The cells are thus connected electrically in series and are secured against accidental displacement by being held in pockets.
The empty half-shell 14 can now be fitted onto the half-shell 12, either by folding it over around the joint 16, if this was made as part of the entire cassette, or, in the absence of a joint and if the two half-shells were made separately, by joining them directly .
In order to ensure that the half-shells 12 and 14 fit exactly when the cassette is closed, the covering half-shell 14 is equipped with holding pins 80 extending vertically out of the connection plane or planes, and the half-shell 12 is equipped with holding holes 82 for receiving these pins 80. The covering half-shell 14 also has pockets, as can be seen more clearly in FIG. 7, which fit exactly over the parts of the three cells projecting outward from the assembly half-shell 12. The sealing connection between the two half-shells at their connection plane or at their connection planes can then be brought about either by means of a suitable sealant or adhesive or by exposing the connection planes to the action of ultrasound.
4 and 5 are a general illustration of how the two half-shells 12 and 14 can be joined to one another, namely by the penetration of the retaining pins 80 into the retaining holes 82, of which only one is shown in the drawing.
In FIG. 4 the slots 28 and 30 and the sliding contact strip 24 are also shown, which rests on a slightly recessed surface 86 on the upper part of the half-shell 12. This recessed surface 86 can be seen more clearly in FIG. 6. In FIG. 4, a slightly recessed surface 88 can also be seen, which receives the riveted longitudinal edge 66 of the sliding contact strip 24.
4 and 5, the rear opening 46 can also be seen, which is formed from the two semicircular cutouts in the two half-shells 12 and 14 and through which the bottom connection surface 36A of the last cell 36 in the battery protrudes outwards in order to engage with an external circuit connection, as indicated by 47 in FIG. 2.
FIG. 6 shows the pockets 32 P-1, 34 P-1 and 36 P-1 for receiving the cells 32, 34 and 36. The broken lines 40 and 44 correspond to the lines drawn in FIG. 3, on which the cell connecting noses 38 and 42 lie.
The protrusions 70, 72, 74 and 76 are also shown.
FIG. 7 shows the additional projections 70A, 72A, 74A and 76A which, when the two half-shells are closed by joining them together, fit snugly against the corresponding projections 70, 72, 74 and 76. Fig. 7 also shows the supplementary pockets 32 P-2, 34 P-2 and 36 P-2, which are used to insert, receive and cover the protruding parts of the cells 32, 34 and 36 and thus serve as a protective cover over the cells.
A housing is therefore provided which is designed in two parts, one part serving as a mounting device during the work steps of assembling and establishing the electrical connection between the three cells, and the second part of the molded housing then as a cover on the shell with the cells placed and then both parts are fastened together so that they form a sealed housing for the three-cell battery, a suitable connection surface is provided at one end of the three-cell battery, while at the other end of the battery through an opening in the wall of the closed housing a connection surface of the cell arranged there protrudes for connection to an external circuit.
Because part of the final housing is used as an assembly device during manufacture, the manual work steps are reduced to a minimum, thereby achieving economical manufacturing and assembly conditions.
Another important advantage of the invention is the structural design in which the cells are only inserted halfway into the corresponding pockets, while a substantial portion of the upper connection surface is exposed, which makes it easier to solder the cell connection tabs to these free upper connection surfaces Work step during production is possible.
The lower projections, which raise the cell connection lugs and thus prevent the short-circuiting of a cell, and the upper projections, which press the ends of these lugs against the upper connection surface of the associated cell, work together during and after the Assembling to ensure a short-circuit-proof arrangement and at the same time, to the exclusion of further manual operations, to keep the lugs in the position required for a material connection.
It should be noted that, in order to achieve the same features, various changes in the structural design can be made without departing from the scope of the invention.