CH682779A5 - Spannungsversorgungsanordnung für elektrische Geräte. - Google Patents
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Description
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Beschreibung
Die Erfindung richtet sich auf eine Spannungs-versorgungsanordnung für elektrische Geräte, wie z.B. tragbare Computer dgl. umfassend eine Mehrzahl wiederaufladbarer Batterien bzw. Akkus, welche miteinander mechanisch und elektrisch verbunden und in eine Ausnehmung des Geräts formschlüssig einsetzbar sind.
Derartige Batteriepakete werden praktisch für alle batteriebetriebenen, tragbaren elektrischen Geräte benötigt. In den meisten Fällen werden die Batterien individuell in jeweils vorgesehene Plätze eines Kunststoff-Schalengehäuses eingesetzt. Um die Grössentoleranzen unterschiedlicher Batteriehersteller ausgleichen zu können, müssen die Batterien in einem solchen Gehäuse über Federkontakte gelagert werden. Dies bringt die Gefahr mit sich, dass bei mechanischen Erschütterungen die Qualität der Kontakte leidet oder Kontakte ganz unterbrochen werden, was zu einer Fehlfunktion bzw. einer Nicht-funktion des jeweiligen Gerätes führt.
Es ist auch schon bekannt geworden, Batterien und auch wiederaufladbare Batterien mittels eines Schrumpfschlauches zu einem Paket zu vereinen. Hierdurch wird aber im wesentlichen nur ein mechanischer Zusammenschluss erreicht, wobei insbesondere auch keine Möglichkeit besteht, eine Anpassung der Paketabmessungen an die Ausnehmung in dem jeweiligen Gerät vorzunehmen.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein leichtes, kompaktes, an unterschiedliche Geräte individuell anpassbares Batteriepaket zu schaffen, welches zuverlässig kontak-tierbar ist und ein Entgasen der Batterien ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Batterien bzw. Akkus in einen der Ausnehmung des Gerätes in der Form angepassten Schaumstoffkörper eingeschäumt sind.
Ein derartiger Schaumstoffkörper, der z.B. aus Polyurethanschaum bestehen kann, lässt sich äusserst genau in seinen Aussenabmessungen herstellen, wobei etwaige Grössentoleranzen der Batterien selbst ausgeglichen werden. Aufgrund der porigen Struktur des Schaumstoffes ist dieser als solcher sehr leicht, so dass es zu einer wesentlichen Gewichtseinsparung im Vergleich zu in der Elektrotechnik z.B. üblichen Eingiessverfahren unter Verwendung von Epoxidharz kommt.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass eine Kontaktleiste in den Schaumstoffkörper zur Aussenseite hin frei liegend eingeschäumt ist. Vor dem Ein-schäumen wird die Mehrzahl von Batterien untereinander verdrahtet, wobei die Drahtenden zu dieser Kontaktleiste geführt werden. Die Kontaktleiste kann in der Form mittels entsprechender Formaus-nehmungen bzw. Vorsprünge ganz exakt positioniert werden. An ihrer Innenseite kann die Kontaktplatte Vorsprünge aufweisen, um eine zuverlässige Verankerung im Schaumstoffkörper zu erreichen. Nach der Entformung liegt die Kontaktplatte dann einerseits fest im Schaumstoffkörper verankert, andererseits bietet sie zur Aussenseite hin frei zugängliche, exakt positionierte Kontakte.
Insoweit ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Kontaktleiste eine Mehrzahl von Halteausneh-mungen zum Einschieben von mit Leitungsdrähten verbundenen elektrischen Kontaktplatten aufweist. Auf diese Weise können die Kontaktplatten vor dem Umschäumen, d.h. vor Ausbildung des Schaumstoffkörpers, einfach in die Kontaktleiste eingeschoben werden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei der Kontaktplatten mit einem Temperaturmesswiderstand verbunden sind. Ein derartiger Temperaturmesswiderstand kann dazu verwendet werden, insbesondere beim Laden eine unzulässige Erwärmung zu erfassen. Wenn dementsprechend also die Spannungsversorgungsanordnung aus dem Gerät herausgenommen und in ein korrespondierendes Ladegerät eingesetzt wird, kann gleichzeitig mit dem Einsetzen auch eine Kontaktierung der Temperaturüberwachung erfolgen.
Um zu vermeiden, dass es bei der Handhabung der Spannungsversorgungsanordnung vor dem Einsetzen in das Gerät oder in eine Ladeeinrichtung zu Kurzschlüssen durch Berührung der Kontakte kommen kann, kann vorgesehen sein, dass die Kontaktleiste mit einer abnehmbaren Schutzabdek-kung abgedeckt ist. Diese Schutzabdeckung kann auch zurückklappbar oder zurückschiebbar ausgebildet sein.
Günstigerweise sind im Bereich der Kontaktplatten der Kontaktleiste in der Schutzabdeckung Messbohrungen vorgesehen. Durch diese Messbohrungen hindurch kann der Ladezustand der Spannungsversorgungsanordnung überprüft werden, ohne dass die Schutzabdeckung abgenommen werden muss. Trotzdem bleibt der Schutz gegen eine unbeabsichtigte Kontaktierung unverändert aufrechterhalten.
Auf die die Kontakte der Akkus bzw. Batterien aufweisenden Stirnseiten sind vorteilhafterweise gasdurchlässige Abdeckplatten aus Vliesmaterial o.dgl. aufgesetzt. Durch diese Ausgestaltung wird dem Umstand Rechnung getragen, dass auch hochwertige wiederaufladbare Batterien zumindest unter bestimmten Umständen ausgasen. Diesem austretenden Gas muss ein Austreten nach aussen möglich sein. Zusätzlich können noch Bohrungen eingebracht werden, welche ein problemloses Austreten des Gases erleichtern.
Die Abdeckplatten können Ausnehmungen zum Aufsetzen von Kontaktlaschen aufweisen, wobei die Kontaktlaschen zur Verbindung der Poie benachbarter Batterien dienen.
Um bereits vor dem Giessen des Schaumstoffkörpers die einzelnen Batterien zu positionieren und zusammenzuhalten, können diese mittels eines Isolierschlauches o.dgl. gebündelt sein.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfin-dungsgemässen Spannungsversorgungsanordnung im fertigen Zustand und
Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Einzelteile einer erfindungsgemässen Span-
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nungsversorgungsanordnung vor dem Umschäu-men.
Eine in der Zeichnung dargestellte erfindungsge-mässe Spannungsversorgungsanordnung 1 umfasst eine Mehrzahl von runden, stabförmigen, wiederauf-ladbaren Batterien 2, von welchen z.B. je drei in einer Reihe hintereinander und je drei derartiger Reihen nebeneinander ein Paket bilden. Die einzelnen Reihen sind mittels eines Isolierschlauches 3 vorgebündelt. Kontaktierungsplatten 4 und Drähte 5 sorgen für eine Verbindung der aufladbaren Batterien 2 in Form einer Reihenschaltung, wobei die freien Enden der Drähte 5 mit Kontaktplatten 6 verbunden sind. Weiterhin kann eine Temperaturüberwachung in Form von Temperaturmesswiderständen 7 vorgesehen sein, welche ebenfalls mit Kontaktplatten 6 verbunden sind. Diese Kontaktplatten 6 werden in Halteausnehmungen 27 einer Kontaktleiste 8 eingeschoben. Die Kontaktleiste 8 weist Ansätze 9 zur Erzielung einer festen Verbindung mit dem herzustellenden und nachfolgend beschriebenen Schaumstoff-Formkörper auf.
Die Kontaktleiste 8 ist mittels einer Abdeckung 10 abgedeckt, welche, wie gestrichelt angedeutet, zurückklappbar bzw. zurückziehbar oder abnehmbar ist, wenn die Spannungsversorgungsanordnung in ein Gerät eingesetzt werden soll.
In der Schutzabdeckung 10 ist eine Mehrzahl von Messbohrungen 11 vorgesehen, welche das Aufsetzen von Prüfspitzen eines Messinstrumentes gestatten, um den Ladezustand zu ermitteln.
Auf die Stirnseiten 12 des Batteriepakets sind Abdeckplatten 13 aufgesetzt, welche sich längs der Oberseite erstreckende Laschen 14 aufweisen, welche mit Entlüftungsbohrungen 15 versehen sind, die mit Bohrungen 19 im Schaumstoff-Formkörper 17 korrespondieren. Die Platten 13 selbst weisen Ausnehmungen 16 auf, um das Anbringen von Kontaktierungsplatten 4 zu ermöglichen.
Zusätzlich oder alternativ kann der Schaumstoff-Formkörper 17 Aussparungen (nicht dargestellt) aufweisen, die im Isolierschlauch 3 angeordnete Öffnungen (nicht dargestellt) freilegen und so das Ausgasen erleichtern bzw. ermöglichen.
Die in Fig. 2 dargestellte, vorstehend beschriebene Anordnung wird nach Einsetzen in eine Gussform mit Polyurethan-Schaumstoff unter Ausbildung eines Schaumstoff-Formkörpers 17 umgössen, der in Fig. 1 im gegossenen Zustand und in Fig. 2 ebenfalls im fertigen Zustand, jedoch nur strichpunktiert, eingezeichnet ist.
Wie sich noch aus Fig. 1 ergibt, können in dem Schaumstoff-Formkörper 17 Halteausnehmungen 18 vorgesehen sein, welche mit korrespondierenden Ausnehmungen an der geräteseitigen Ausnehmung zusammenwirken und eine exakte Positionierung sicherstellen. Sofern es erforderlich ist, die Spannungsversorgungsanordnung selbst einrastbar am Gerät festzulegen, können im Bereich dieser Ausnehmungen 18 z.B. federbeaufschlagte Halteschieber vorgesehen sein.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass mit der erfindungsgemässen Spannungsversorgungsanordnung eine kompakte, leichte Anordnung geschaffen wird, welche eine sehr problemlose Handhabung beim Einsetzen in das Gerät bzw. in das Ladegerät ermöglicht, welche eine hohe Sicherheit gegen unbeabsichtigte Kurzschlüsse bietet und eine leichte Kontrolle des Ladezustandes und des Ladevorganges gewährleistet.
Claims (10)
1. Spannungsversorgungsanordnung für elektrische Geräte, wie z.B. tragbare Computer, umfassend eine Mehrzahl wiederaufladbarer Batterien bzw. Akkus, welche miteinander mechanisch und elektrisch verbunden und in eine Ausnehmung des Geräts formschlüssig einsetzbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterien bzw. Akkus (2) in einen der Ausnehmung des Geräts in der Form an-gepassten Schaumstoffkörper (17) eingeschäumt sind.
2. Spannungsversorgungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontaktleiste (8) in den Schaumstoffkörper (17) zur Aussenseite hin frei liegend eingeschäumt ist.
3. Spannungsversorgungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktleiste (8) eine Mehrzahl von Halteausnehmungen (27) zum Einschieben von mit Leitungsdrähten (5) verbundenen elektrischen Kontaktplatten (6) aufweist.
4. Spannungsversorgungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Kontaktplatten (6) mit einem Temperaturmesswiderstand (7) verbunden sind.
5. Spannungsversorgungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktleiste (8) mit einer vor dem Einsetzen in das elektrische Gerät abnehmbaren Schutzabdeckung (10) abgedeckt ist.
6. Spannungsversorgungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Kontaktplatten (6) der Kontaktleiste (8) in der Schutzabdeckung (10) Messbohrungen (11) vorgesehen sind.
7. Spannungsversorgungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf die die Kontakte der Akkus bzw. Batterien (2) aufweisenden Stirnseiten (12) gasdurchlässige Abdeckplatten (13) aus Vliesmaterial aufgesetzt sind.
8. Spannungsversorgungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatten (13) Ausnehmungen (16) zum Aufsetzen von Kontaktlaschen (4) aufweisen.
9. Spannungsversorgungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Akkus bzw. Batterien (2) mittels eines Isolierschlauches (3) gebündelt sind.
10. Spannungsversorgungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumstoff-Formkörper (17) Aussparungen aufweist, die Öffnungen im Isolierschlauch (3) freilegen.
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