DE10004220C2

DE10004220C2 - Vorrichtung zur Klemmbefestigung einer Flachbatterie

Info

Publication number: DE10004220C2
Application number: DE10004220A
Authority: DE
Inventors: Viktor Pereira
Original assignee: Lear Automotive Electronics GmbH
Current assignee: Lear Corp GmbH
Priority date: 2000-02-01
Filing date: 2000-02-01
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2020-02-02
Also published as: DE10004220A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung einer Flachbatterie, insbesondere einer Knopfzelle, an einer gedruckten Leiterplatte.

Es gibt Anwendungsfälle, bei denen zur Stromversorgung einer elektronischen Schaltung auf einer Leiterplatte das Anbringen einer Batterie auf einer Leiterplatte unerläß lich ist. Dies trifft sowohl für in komplexen Geräten verbaute Leiterplatten als auch beispielsweise für Fern bedienungen einfacher Struktur und insbesondere Fernbe dienungsgeber zu, die als Sender zum Betätigen von Schloßsystemen in Automobilen eingesetzt werden. Für größere Batterien ist aber oftmals kein Platz, so daß hier insbesondere scheibenförmige runde Flachbatterien, sogenannte Knopfzellen, verwendet werden. Diese können entweder aufladbar oder nichtaufladbar ausgebildet sein. Solche Batterien sollen auch bei der Vorrichtung nach der Erfindung zum Einsatz gelangen.

Zur Befestigung der Batterien ist es bekannt, diese in gesonderten Batteriefächern in einem Gehäuse vorzusehen, also neben einer Leiterplatte liegend. In diesen Fächern sind bodenseitig Kontaktstreifen angebracht, die mit Leiterbahnen der Leiterplatte zur Stromversorgung der darauf realisierten Schaltung kontaktiert sind und ebenso im Deckel, um die entsprechenden Polseiten mit der entsprechenden Leiterbahn der Leiterplatte zu kontaktie ren.

Um die Schaltungsfunktion in der Produktion überprüfen und eventuelle Abgleiche vornehmen zu können, ist es dabei unerläßlich, daß die noch nicht verbaute Leiter platte oder die bereits in das Gehäuse eingesetzte Lei terplatte von einer gesonderten Stromquelle gespeist wird. Hierzu werden Stromversorgungsanschlüsse mit den entsprechenden Leiterbahnen der Leiterplatte verbunden. Solche Handhabungen sind aufwendig, lassen sich aber nicht umgehen, da nur im geschlossenen Zustand des Deckels des Gehäuses eine Kontaktierung mit dem zweiten Pol der scheibenförmigen Batterie hergestellt werden kann dann ist aber ein Abgleich nicht mehr möglich.

Ein weiterer Nachteil bei der bekannten Ausführung be steht darin, daß die Batterie, obgleich sie flach ist, in ein in Verlängerung zur Leiterplatte vorgesehenes Fach eingesetzt ist. Insbesondere bei relativ kleinem Fernbe dienungsgeber für die Fernbedienung von Schloßsystemen in Automobilen ist dies ein Nachteil, da dadurch der Schlüs selfernbedienungsgeber in unerwünschter Weise verlängert wird.

Aus der DE 35 33 642 A1 ist eine Vorrichtung zur Halte rung und Kontaktierung einer Batterie, insbesondere einer Flachbatterie, wie Lithiumbatterie, auf einer Leiter platte bekannt, bei der auf der Leiterplatte nebenein ander Auflage- und Kontaktierelemente zur Anlage einer der Polflächen der Batterie vorgesehen sind. Die aufge legte Batterie wird sodann von einem komplizierten, bü gelartig ausgebildeten Gegenhalter mit nebeneinander an geordneten Polflächen, die in Richtung der Kontaktierele mente vorgespannt sind, überbrückt, so daß die Batterie in die so gebildete Brücke hineingeschoben werden kann. Zum erleichterten Einschieben sind an den Enden der scharfkantigen Metallflächen des bügelförmigen Elementes hochgebogene Lappen vorgesehen. Es handelt sich hierbei um einen Klemmhalter, der aus mehreren Teilen besteht. Eine einfache Ausbildung, die zudem die eingelegte Bat terie gegen Durchschieben sichern würde, ist nicht vorge sehen.

Aus der DD-PS 146 135 ist eine Batteriehaltung bekannt, die aus einem Metallstreifen hergestellt ist und für Flachbatterien ausgebildet ist. Eine Kontaktfläche be steht dabei aus dem Laminat der Leiterzüge. Der bekannte Batteriehalter ist äußerst aufwendig ausgebildet. Er be steht aus einem Stanz-Biegeteil, das zusammen mit der Leiterbahn einen Tunnel bildet. Das Material ist Federma terial. Aus der Oberfläche sind Druckfedern zur Positio nierung und Kontaktierung der einen Gehäuseseite der Batterie herausgeformt und liegen unter Vorspannung an der Gehäuseseite der Batterie an. Eine solche Halterung läßt sich nur in einem mehrstufigen Herstellungsprozeß und mittels aufwendiger Werkzeuge herstellen. Ein solcher Batteriehalter ist relativ teuer.

Ausgehend vom dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfache und preiswerte Vorrichtung zur Klemmbefestigung einer Flachbatterie - aufladbar oder nichtaufladbar -, insbe sondere für eine sogenannte Knopfzelle, an einer ge druckten Leiterplatte vorzusehen, um die dargestellten Nachteile bekannter Vorrichtungen zu vermeiden und die Leiterplatte mitsamt der Knopfzelle zwischenlagern und erst später verbauen zu können.

Die Aufgabe löst die Erfindung durch Ausgestaltung einer Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Die zur Anwendung kommenden Batterien sind scheibenför mig, kreisrund. Sie werden gemäß der Erfindung in eine durch einen Drahtbügel mit der Leiterplattenoberfläche gebildete Lagerkammer eingesteckt, und zwar planparallel zur Leiterplatte hineingeschoben. Dabei kontaktiert z. B. der Minuspol, der durch die Gehäuseunterschale der Batte rie gebildet ist, mit einer Kontaktfläche auf der Leiter bahn, während der Drahtbügel an der Oberseite des Gehäu ses der Batterie anliegt, die den Pluspol bildet. Der Abstand zwischen den Endabschnitten ist dabei kleiner als der Durchmesser der Batterie gewählt, so daß die Batterie in die so gebildete Aufnahme einschiebbar ist. In einfachster Ausführung kann der Bügel selbst geradlinig die beiden Punkte verbinden. In anderen Ausführungen kann der zwischen den Endabschnitten liegende Drahtabschnitt auch in verschiedenen Konturen verlegt sein. Als vorteil haft hat es sich erwiesen, den Drahtbügel V-förmig auszu legen, wodurch eine relativ große fiktive Lagerfläche parallel zur Leiterbahn gegeben ist.

Vorteilhafte Ausbildungen der Vorrichtung und des Draht bügels sind in den Unteransprüchen im einzelnen angege ben, wobei bezogen auf eine V-förmige Ausbildung im An spruch 3 Formeln zur Dimensionierung angegeben sind, nach denen in praktischer Ausführung die Schenkellängen und die Abstände der Endabschnitte berechnet werden können. Die Höhe der Endabschnitte richtet sich nach der Dicke der Batterie, um eine Anlage der Schenkel an der Batte rieoberseite zu gewährleisten. Darüber hinaus kann auch die Spitze des V's über den Rand der Batterie verlängert werden, so daß nach dem Einsetzen der Batterie der über stehende Teil zur weiteren Fixierung heruntergedrückt werden kann. Durch die langen Schenkel ist in jedem Fall sichergestellt, daß eine gute Kontaktierung gegeben ist. Dies kann durch Verwendung von Federdraht und auf Span nung ausgelegtes Vorbiegen verbessert werden, wodurch die Batterie auch gleichzeitig eingeklemmt ist.

Es ist ersichtlich, daß eine solche Vorrichtung geeignet ist, die Batterie sofort bei der Montage mit aufzunehmen. Die Schaltungen, die auf die Leiterplatte aufgebracht sind, können also unter Strom gesetzt, überprüft und abgeglichen werden, ohne daß eine gesonderte Ersatzstrom quelle mit den Leiterbahnen kontaktiert werden muß.

Nach dem Einsetzen in ein Gehäuse, z. B. ein Gehäuse eines Schlüsselsenders zum fernbedienten Betätigen von Automobilschloßsystemen, kann dieses mit einem Deckel, z. B. mit einer Gehäuseoberschale, verschlossen werden. Der Deckel kann im Bereich der Batterie auch gesondert vor gesehen sein, z. B. als Schiebedeckel oder als aus schwenkbarer Deckel, um im geöffneten Zustand die Batte rie entnehmen zu können. Es ist ersichtlich, daß die Unterschale bei der zuletzt angesprochenen Ausführungs form die Oberseite der Leiterplatte, auf der die Batterie aufgelegt ist, nicht überstehen darf, damit der Deckel die Batterie voll übergreift, um bei geöffnetem Deckel die Batterie auch herausschieben zu können. Die äußere Deckelwand kann dabei gleichzeitig zur zusätzlichen Fixierung der Batterie in der Vorrichtung ausgebildet sein. Es empfiehlt sich insbesondere, an der Innenseite des Deckels Ansätze vorzusehen, um eine Lagefixierung zusätzlich zu den beiden Fixpunkten, die durch die Endab schnitte der Vorrichtung gegeben sind, vorzunehmen, so daß bei geschlossenem Deckel die Batterie nicht in einer Richtung sich innerhalb der Vorrichtung selbsttätig bei der Bewegung des Gehäuses verschieben kann. Darüber hinaus sieht die Erfindung in weiterer Ausgestaltung vor, daß ein Niederhalter an der Unterseite des Deckels auf den Drahtbügel greift und diesen auf die Batterie drückt, so daß ein zusätzlicher Kontaktpunkt gegeben ist, der insbesondere dann von Vorteil ist, wenn kein Feder draht verwendet wird.

Die Herstellung eines Drahtbügels nach der Erfindung ist sehr einfach und kann maschinell durchgeführt werden. Der Drahtbügel weist dazu Endabschnitte auf, die mittels Schablone justiert werden, wenn diese in Bohrungen der Leiterplatte eingeführt und an den Leiterbahnen angelötet werden. Es ist aber auch möglich, die Batterie bereits einzusetzen und dann den Drahtbügel festzulöten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeich nungen dargestellten Ausführungsbeispiele ergänzend er läutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung mit eingesetzter scheibenförmiger Flachbatte rie,

Fig. 2 das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel mit entnommener Batterie,

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur vorteilhaften Ausbildung eines V-förmigen Drahtbügels mit ei ner Ableitung einer Dimensionierungsvorschrift,

Fig. 4 einen Teilausschnitt eines Gehäuses, in welchem die Batterie mit einem Gehäusedeckel mit Arre tierungsmitteln und Niederhalter eingesetzt ist, und

Fig. 5 eine schematische Darstellung, aus der die zu sätzlichen Fixierungspunkte durch Ansätze an dem Deckel für die Batterie ersichtlich sind.

In den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 und 2 ist ein Leiterplattenausschnitt eines Schlüsselfernbedie nungsgebers zum Betätigen eines Schloßsystems eines Auto mobils dargestellt. Auf der Leiterplatte 1 liegt, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, eine Flachbatterie mit der nega tiven Gehäuseseite auf. Die positive Batterieseite ist die Oberseite. Über die Batterie 2 erstreckt sich ein Drahtbügel 4, der aus zwei Schenkeln 8 und 9 gebildet ist, die V-förmig gebogen sind. Die beiden Endabschnitte 5 und 6 sind in Bohrungen oder Hohlniete eingesetzt, die in die Leiterplatte eingebracht sind und hieran, und zwar mindestens an unterseitigen Lötstützpunkten, angelötet sind. Die Befestigung ist aber auch, wie im Ausführungs beispiel dargestellt, möglich.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, befindet sich im Zentrum der durch den V-förmigen Drahtbügel 4 mit der Oberseite der Leiterplatte 1 gebildeten Lagerkammer die notwendige Kontaktfläche 3 auf der Leiterplatte 1, an der die nega tives Potential führende Gehäuseseite der Batterie anliegt. Die beiden Lötstützpunkte 10 und 11, die auch Hohlnietseiten sein können, sind ebenfalls sichtbar. Hierüber wird die Kontaktierung zu einer Leiterbahn einerseits und andererseits eine sichere Verbindung an der Leiterplatte 1 hergestellt. In die so gebildete Lagerkammer 7 wird die Batterie 2 hineingeschoben. Durch die Wahl der Beabstandung der Endabschnitte 5 und 6 zueinander ist eine Fixierung der Batterie 2 in der Vorrichtung gegeben.

Das Beispiel in Fig. 3 zeigt die abhängige Dimensionie rung der Länge L der Schenkel 8 und 9 des Drahtbügels von dem Durchmesser D der Batterie sowie den Abstand der Endabschnitte 2h voneinander. Die entsprechenden Dimen sionierungsvorschriften sind im Anspruch 3 angegeben. Selbstverständlich kann auch jede andere Freiform für die Ausbildung des Drahtbügels verwendet werden. Es empfiehlt sich jedoch die V-Form zu wählen, um eine einfache Ferti gung einerseits zu ermöglichen und andererseits eine sich über den Durchmesser erstreckende Kontaktierung zu gewährleisten. Der Drahtbügel kann mit der V-Spitze auch über den Rand der Batterie hinaus verlängert werden. Es ist ersichtlich, daß der maschinell vorgebogene Draht bügel auf einfache Weise in seiner Gesamtlänge bestimmt werden kann, die sich aus zwei Längen L der Schenkel 8 und 9 zusammensetzt sowie den Längen L der Endabschnitte 5 und 6, die der Dicke der Batterie entsprechen, sowie dem Abschnitt, der die Leiterplatte durchdringt und für das Anlöten an der Unterseite vorsteht.

Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung die Anordnung der Leiterplatte in einem Gehäuse 13. Der Deckel 12 greift dabei mit einem Niederhalter 15 auf die beiden Schenkel 8 und 9 im vorderen spitzen Bereich des V's und drückt diese an die Oberseite des Batteriegehäuses. Zugleich greifen seitlich versetzt angeordnete Ansätze 14 hinter den Batterierand, so daß die Batterie in der Vorrichtung fixiert ist und sich nicht verschieben kann. Aus der Figur ist ferner die Verwendung eines Hohlnietes als Befestigungs- und Kontaktierungsanschluß ersichtlich.

Bezugszeichenliste

1

Leiterplatte

2

Batterie

3

Kontaktfläche

4

Drahtbügel

5

Endabschnitt

6

Endabschnitt

7

Lagerkammer

8

Schenkel

9

Schenkel

10

Lötstützpunkt

11

Lötstützpunkt

12

Deckel

13

Gehäuse

14

Ansatz

15

Niederhalter

Claims

1. Vorrichtung zur Klemmbefestigung einer Flachbatterie, insbesondere einer Knopfzelle, an einer Kontaktfläche ei ner gedruckten Leiterplatte, an der sie mit einer Gehäu seseite anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß sich über die andere Gehäuseseite der Batterie (2) ein Draht bügel (4) erstreckt und anliegt, dessen Endabschnitte (5, 6) abgewinkelt und an der Leiterplatte (1) befestigt sind, wobei die abgewinkelten Endabschnitte (5, 6) des Drahtbügels (4) einen Abstand (2h) zueinander und eine der Dicke der Batterie (2) angepaßte Länge aufweisen, daß die Batterie (2) beim Einsetzen in die so gebildete La gerkammer (7) darin gegen seitliche Verschiebung gesi chert und eingeklemmt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Batterie (2) scheibenförmig rund ausgebildet ist und mit zwei Punkten eines Segmentes an den Endabschnitten (5, 6) anliegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Drahtbügel (4) V-förmig ausge bildet ist und zwei Schenkel (8, 9) aufweist, deren Län gen (L) nach folgender Formel ermittelt werden:
L = Dcosα/2,
wobei D der Durchmesser der Batterie (2) ist und α der spitze Winkel zwischen der Mittellinie des durch die Schenkel gebildeten V's, und daß der seitliche Versatz (h) der Endabschnitte (4, 5) gegenüber der Mittellinie des V-förmigen Drahtbügels sich nach der folgenden Formel ermittelt:
h = Lsinα/2.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (5, 6) jeweils an einem Lötstützpunkt (10, 11) an der Be stückungsseite der Leiterplatte (1) und/oder durch Boh rungen in derselben hindurchgesteckt an der anderen Seite angelötet oder in in Bohrungen der Leiterplatte einge setzte Hohlniete eingelötet sind und daß mit mindestens einem Lötstützpunkt (10, 11) eine Verbindungsleitung zu den Leiterbahnen der aufgebrachten Schaltungen vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtbügel (4) aus federndem Draht besteht und unter Federwirkung die Batte rie (2) einklemmt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Schenkel (8, 9) so bemessen ist, daß die V-förmige Spitze den Rand der Batterie (2) übergreift.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Drahtbügel (4) ein Niederhalter (15) greift, der an der Innenseite eines Deckels (12) eines Gehäuses (13) vorgesehen ist, in das mindestens die Leiterplatte (1) mit der Batterie (2) ein gesetzt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß das Gehäuse (13) Ansätze (14) zur seit lichen Fixierung der Batterie (2) in der Lagerkammer (7) aufweist.