DE19705568C1 - Vorrichtung zum Haltern und Kontaktieren einer Batterie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Haltern und Kontaktieren einer Batterie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In jüngster Zeit finden batteriebetriebene Geräte zunehmende Verwendung. Durch die Ent­ wicklung sehr kompakter Batterien, beispielsweise sogenannter Knopfzellen, schreitet die Miniaturisierung immer weiter voran, wobei durch die Miniaturisierung immer neue Anwen­ dungsgebiete erschlossen werden. In sogenannten Smartcards steht nur eine Bauhöhe von etwa 2 mm zur Verfügung.

Aus den Patent Abstracts of Japan, E-1089, July 15, 1991, Vol. 15/No. 277; JP-A 3-95854, ist eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt, bei der an einem Tragteil ein Federkontakt und ein Halteteil befestigt sind, wobei das Halteteil die elektrische Verbindung zwischen dem Ge­ häusekörper einer Knopfzelle bzw. Knopfbatterie und einer elektrischen Schaltung bildet und der Federkontakt die elektrische Verbindung zwischen dem Deckel der Knopfbatterie und der Schaltung bildet. Sowohl der Federkontakt als auch das Halteteil sind mit dem Tragteil fest verbunden. Diese feste Verbindung wird üblicherweise durch Nieten, Löten, Schrauben oder in sonstiger Form hergestellt.

Solche Niet-, Löt-, Schraub-, oder andere Verbindungen sind einerseits arbeitsintensiv und benötigen andererseits Platz, was einer Miniaturisierung hinderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, die bei sehr kleinen Abmessungen eine kostengünstige und funktionssichere Halterung und Kon­ taktierung der Batterie ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Erfindungsgemäß muß das Halteteil am Tragteil in keiner Weise starr befestigt werden, wodurch Montagevorgänge ein­ gespart werden können. Dadurch, daß das Halteteil das Tragteil hintergreift, durch die von ihm gehaltene Batterie in Anlage am Tragteil gehalten wird, und die Kontaktierung für den einen Pol der Batterie bildet, ist mit einem Minimum von Bauteilen sehr hohe Funktionalität erreicht, was zusätzlich die Funktionssicherheit der erfindungsgeinäßen Vorrichtung günstig beeinflußt.

Die Unteransprüche 2 bis 4 sind auf die Ausbildung des Tragteils als Leiterplatte gerichtet, wodurch die Bautteilintegration zusätzlich günstig beeinflußt werden kann.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 5 wird eine besonders sichere Halterung und Kontak­ tierung der Batterie erzielt, wobei mit den Merkmalen des Anspruchs 6 die Kontaktsicherheit und mit den Merkmalen des Anspruchs 7 die Kontaktsicherheit und Halterung der Batterie weiter verbessert wird.

Das beispielsweise als Leiterplatte ausgebildete Tragteil kann von dem Halteteil umgriffen werden oder gemäß dem Anspruch 8 mit Schlitzen für das Tragteil ausgebildet sein.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 9 wird erreicht, daß auch bei falschem Einbau der Batte­ rie eine von der Batterie versorgte Schaltung nicht beschädigt werden kann.

Die Unteransprüche 10 bis 12 sind auf weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung gerichtet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 Eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 2 Eine Ansicht von unten der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 Eine Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung,

Fig. 4 Eine Detailquerschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung und

Fig. 5 Eine Querschnittsansicht einer zusätzlichen Ausführungsform einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung.

Gemäß Fig. 1 und 2 weist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung eine Leiterplatte 2 auf, die mit an eine elektrische Schaltung angeschlossenen Leiter­ bahnen 4 und 6 versehen ist.

Zur Stromversorgung der nicht dargestellten elektrischen Schaltung dient eine Batterie 8, im dargestellten Beispiel eine sogenannte Knopfzelle mit einem Gehäusekörper 10, der durch einen Deckel 12 verschlossen ist. Der Gehäusekörper 10 bildet einen rückseitigen Pol 11 der Batterie; der Deckel 12 einen vorderseitigen Pol 13. Der gegenüber dem Gehäusekörper 10 elektrisch isolierte Deckel 12 wird üblicherweise vom Gehäusekörper 10 umgriffen und steht gegenüber den ihn umgreifenden Rändern des Gehäusekörpers 10 vor.

Zur Halterung und gleichzeitig zur elektrischen Kontaktierung zumindest des Gehäusekörpers 10 der Batterie 8 dient ein Halteteil 14, welches zwei sich gegenüberliegende und die Batterie 8 zwischen sich aufnehmende Stege aufweist, deren eine Enden zu Schenkeln 20, 22 abgebo­ gen sind, die den Gehäusekörper 10 übergreifen. Die anderen Enden der Stege 16 und 18 sind ebenfalls zu Schenkeln 24, 26 abgebogen, wobei die Schenkel 24 und 26 zu einem Brückenteil 28 einteilig miteinander verbunden sind, welches zur Leiterplatte 2 hin gewölbt ist und in seiner Mitte eine Kontaktausbauchung 30 aufweist. Insgesamt hat das Halteteil 14 somit die Form eines flachen Spannbügels. Die Kontaktnase bzw. ausbauchung 30 kann als Kontaktzunge ausgebildet sein.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist die Leiterplatte 2, die ein Tragteil für die Batterie 8 und das Halteteil 14 bildet, eine Aussparung 32 auf, von der zwei Schlitze 34 und 36 ausgehen, deren Abstand dem Abstand der Stege 16 und 18 entspricht, und deren Weite etwas größer als die Dicke der Stege 16 und 18 ist.

Wie aus Fig. 2 weiter ersichtlich, sind die Stege 16 und 18 mit zusätzlichen Haltearmen 38 versehen, die an der Mantelfläche des Gehäusekörpers 10 anliegen.

Das insgesamt einteilig ausgebildete Halteteil 14 besteht vorteilhafterweise aus einem federnd nachgiebigen und korrosionssicheren Metall mit geringem Ohm′schen Widerstand.

Der Zusammenbau der beschriebenen Anordnung geschieht wie folgt:
Das Halteteil 14 wird mit den Schenkeln 20 und 22 und Stegen 16 und 18 durch die Ausspa­ rung 32 hindurch eingesetzt und dann über die gegen die Unterseite der Leiterplatte 2 ge­ drückte Batterie 8 in die Schlitze 34 und 36 verschoben. Dabei werden die gemäß Fig. 2 unteren Haltearme 38 sowie die Stege 16 und 18 und die Schenkel 20 und 22 aufgeweitet, so daß die Batterie 8 nach Rückfedern der gemäß Fig. 2 unteren Haltearme 38 sicher von dem Halteteil 14 unter Vorspannung gehalten und gegen die Leiterplatte 2 gedrückt wird. Das Halteteil 14 stellt die elektrische Verbindung zwischen dem Gehäusekörper 10 und der Leiter­ bahn 6 her, wobei die Kontaktsicherheit durch die Kontaktausbauchung 30 erhöht wird. Der Deckel 12 liegt unmittelbar an der Leiterbahn 4 an, so daß auch diesbezüglich eine elektri­ sche Verbindung hergestellt ist.

Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, ist für die gesamte Anordnung keinerlei Löt-, Schraub-, Stemm- oder sonstige Verbindung erforderlich und besteht die Anordnung nur aus einem Minimum an Bauteilen.

Mit weiteren Abänderungen kann beispielsweise das Hal­ teteil 14 mit seinen Stegen 16 und 18 die Leiterplatte 2 insgesamt übergreifen, wobei die Lei­ terplatte an ihren Rändern mit entsprechenden Ausnehmungen versehen ist, die das Halteteil 14 räumlich festlegen. Auch können die Schlitze 34 und 36 selbst mit zusätzlichen Ausneh­ mungen zur örtlichen Fixierung des Halteteils 14 versehen sein. Dabei können die Ausneh­ mungen und dazu entsprechend das Halteteil derart ausgebildet sein, daß das Halteteil in das Tragteil einrastet oder sogar damit verklipsbar ist. Das Halteteil 14 kann mit mehreren Stegen und entsprechenden Schenkeln versehen sein, die durch entsprechende Ausnehmungen der Leiterplatte eingesetzt werden. Die Batterie kann in das bereits an Ort und Stelle befindliche Halteteil durch Aufweiten von dessen Schenkeln eingesetzt sein. Die Haltearme 38 können auch fehlen.

Fig. 3 zeigt eine gegenüber Fig. 1 etwas abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung. Bei dieser Vorrichtung liegt der Deckel 12 der Batterie 8 nicht unmittelbar an einer Leiter­ bahn der Leiterplatte 2 an, sondern stützt sich an einer federnden Kontaktzunge 40 ab, die in nicht dargestellter Weise mit einer Leiterbahn der Leiterplatte 2 verbunden ist. Die Kontakt­ zunge 40 liegt mit einem an seinem freien Ende zum Deckel 12 der Batterie 8 hin abgebo­ genen Schenkel 42 an einer beispielsweise aus Kunststoff bestehenden Abdeckung 44 an, die einen unmittelbar an der Leiterplatte 2 angebrachten Elektronikbaustein 45, beispielsweise ein IC, abdeckt. Das Halteteil 14 ist derart dimensioniert, daß es die bei­ spielsweise durch Aufweiten seiner Stege 16, 18 einsetzbare Batterie 8 in federnde Anlage an dem Schenkel 42 der Kontaktzunge 40 und diese wiederum in federnder Anlage an der Ab­ deckung 44 hält, wobei die Abdeckung selbst in vorgespannter Anlage an der Leiterplatte 2 gehalten werden kann, sofern sie an dieser nicht gesondert befestigt ist.

Wie in Fig. 3 weiter dargestellt, übergreift das Halteteil 14 die gesamte Leiterplatte 2, die an ihrem gemäß Fig. 3 senkrecht auf der Zeichnungsebene stehenden Rändern entsprechend ausgespart ist. Ein weiterer Unterschied der Vorrichtung gemäß Fig. 3 gegenüber der Fig. 1 liegt darin, daß das Halteteil 14 mit seinem Steg 16 bzw. den Übergangsbereich vom Steg 16 zum Schenkel 20 durch die eingelegte Batterie 8 gegen ein Teil eines die Leiterplatte 2 in nicht dargestellter Weise aufnehmenden Gehäuse 46 gedrückt wird, wobei der elektrische An­ schluß des Halteteils 14 und damit des Gehäusekörpers 10 an eine nicht dargestellte Schaltung über die Anlage des Halteteils 14 an dem Teil des Gehäuses 46 mittels eines dort vorgesehe­ nen Kontakts erfolgen kann.

Weiter ist in Fig. 3 deutlich sichtbar, daß die Schenkel 20, 22 des Halteteils 14 den Gehäu­ sekörper 10 vorteilhafterweise nur soweit übergreifen, daß bei umgekehrt eingelegter Batterie 8 keine Berührung zwischen den Schenkein 20, 22 und dem Deckel 12 der Batterie 8 erfolgt. Damit kann ein fehlerhaftes Einlegen der Batterie nicht zur Zerstörung einer Schaltung füh­ ren. Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 bildet vorteilhafterweise eine komplett vormon­ tierte Einheit, die für unterschiedlichste Anwendungsfälle verwendbar ist, beispielsweise in Automobilschlüssel einsetzbar ist.

Die Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Fig. 4 zeigt im Detail ein abgeändertes Halte­ teil 48, welches einen Schlitz in der Leiterplatte 2 mit seinem Steg durchragt, die Batterie 8 mit einem abgebogenen Schenkel 52 übergreift und sich mit gegensinnig abgebogenen Schen­ kein 54 und 56 an der Leiterplane 2 abstützt, wobei über wenigstens einen der Schenkel 54 und 56 die Kontaktierung mit der Leiterplatte 2 erfolgen kann. Der abgebogene Bereich zwischen Steg 50 und Schenkel 52 stützt sich zusätzlich an einem Ansatz des Gehäuses 46 ab. Mehrere Halteteile 48 können zur Halterung der Batterie 8 eingesetzt sei,.

Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von der der Fig. 1 vor allem dadurch, daß die die Batterie 8 übergreifenden Schenkel des Halteteils 58 zu dem zur Leiterplatte 2 hin gewölbten Brückenteil 60 verbunden sind, wohin­ gegen die die Leiterplatte 2 übergreifenden Schenkel 62 und 64 nicht miteinander verbunden sind.

Zusammenfassend ist mit der Erfindung eine Vorrichtung geschaffen, mit der bei außeror­ dentlich geringer Anzahl der Einzelteile in einfacher Weise eine Batterie gehalten und gleich­ zeitig kontaktiert werden kann. Es sind keinerlei gesonderte mechanische Verbindungsmittel zwischen dem Halteteil und dem in den geschilderten Beispielen als Leiterplatte ausgebildeten Tragteil erforderlich, beispielsweise Löt-, Schraub-, Klemm-, Stemm-Verbindungen usw. Das bzw. die Halteteile können in das Tragteil jeweils in einfacher Weise eingesetzt werden. Die Batterie kann durch Aufweiten des bzw. der Halteteile ebenfalls in einfacher Weise ein­ gesetzt werden und wird dann sicher gehalten und elektrisch kontaktiert. Die erfindungs­ gemäße Vorrichtung kann für ein weites Spektrum von Geräten eingesetzt werden, beispiels­ weise Fernsteuerungen Smartcard′s oder jedwelche andere Geräte, die insbesondere mit Knopfzellen arbeiten. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eignet sich für alle solche Batterien, die an einer Stirnseite mit einem Pol und an der anderen Stirnseite und/oder Umfangsfläche (vom Halteteil übergriffen) mit einem zweiten Pol ausgebildet sind.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Haltern und Kontaktieren einer Batterie (8), die eine mit einem Pol (13) der Batterie ausgebildete Vorderseite und eine mit dem anderen Pol (11) der Batterie ausgebildeten Rückseite aufweist, mit einem Tragteil (2), an dem ein die Batterie (8) übergreifendes Halteteil (14; 48; 58) angebracht ist, welches Halteteil eine elektrische Verbindung zwischen dem rückseitigen Pol (11) und einem Schaltungsanschluß (6) herstellt und derart dimensioniert ist, daß die Batterie mit Vorspannung zwischen einem am Tragteil vorgesehenen Kontakt (4) zur Kontaktierung des vorderseitigen Pols (13) und dem Halteteil gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (14; 48; 58) das Tragteil (2) hintergreift und durch die von ihm ge­ haltene Batterie (8) in Anlage am Tragteil gehalten wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil eine Leiterplatte (2) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (2) eine Leiterbahn (6) zur Kontaktierung des Tragteils (14) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter­ platte (3) eine Leiterbahn (4) zur Kontaktierung des Deckels (12) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil (14; 58) wenigstens zwei die Batterie (8) zwischen sich aufnehmende Stege (16, 18) aufweist, deren Enden zu Schenkeln (20, 22, 24, 26; 62, 64) abgebogen sind, die die Batterie bzw. das Tragteil hintergreifen und daß die die Batterie und/oder das Tragteil hintergreifende Schenkel zu einem Brückenteil (28; 60) einteilig miteinander verbunden sind, das zum Tragteil hin gewölbt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Zentrum des Brückenteils (28) eine Kontaktausbauchung (30) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß von den Stegen (16, 18) Haltearme (38) zur Anlage an eine Mantelfläche der Batterie (8) vorstehen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Stege (16, 18) durch Schlitze (34, 36) des Tragteils (2) hindurcherstrecken.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die Batterie (8) hintergreifenden Schenkel (20, 22) des Halteteils (14) in Axial­ ansicht der Batterie (8) deren vorderseitigen Pol (13) nicht überragen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (48) zwei das Tragteil (2) gegensinnig übergreifende Schenkel (54,56) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (14) durch die Batterie (8) in federnde Anlage an ein das Tragteil (2) aufnehmendes Gehäuse (46) gedrängt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Leiterplatte (2) ein Elektronikbaustein (45) angebracht ist, der von der von dem Tragteil (14) aufgenommenen Batterie (8) überdeckt ist, wobei der Deckel (12) der Batterie gegen eine an der Leiterplatte (2) angebrachte und den Elektronikbaustein zumin­ dest teilweise überdeckende Kontaktzunge (40) gedrängt ist.