DE2365579C3

DE2365579C3 - Batteriegetriebenes elektrisches Antriebsgerät

Info

Publication number: DE2365579C3
Application number: DE2365579A
Authority: DE
Inventors: Kenichi Tokio Mabuchi
Original assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Current assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Priority date: 1972-11-24
Filing date: 1973-11-21
Publication date: 1980-05-22
Also published as: DE2365579B2; DE2358042B2; DE2365579A1; US3941618A; HK31978A; DE2358042A1; DE2358042C3; JPS4974340A; GB1459805A

Description

Die Erfindung betriffl ein baueriegetriebenes elektrisches Anlriebsgcräl mit einem Motor und einem äußeren Gehäuse, einem Gehäuseteil /ur Aufnahme des Motors, einem untersetzenden Getriebe, einer mehrere insbesondere wiederaufladbare Zellen enthaltenden Batterie, mit einem Schalter zwischen Motor und den Elektroden dci Batterie, wobei am Gehäuse ein einseitig offenes Gehäusteil als Haltegriff für das Antriebsgerät ausgebildet ist, und die Batterie lösbar in sich aufnimmt und am offenen Ende mit einem Deckel verschließbar ist.

Aus der GB-PS 9 80 345 ist ein derartiges elektrisches Antriebsgerät bekannt, bei dem sich eine oder mehrere Batteriezellen in dem zur Aufnahme dieser Zellen vorgesi henen Gehäuseteil nacheinander einführen lassen. Anschließend wird der diesen Gehäuseteil abschließende Deckel aufgeschraubt. Auf der Innenseite des Deckels befindet sich eine Spiralfeder, die den Außenkontakt der Batteriezellen elektrisch mit dem Gehäuse verbindet, und die den zentralen oberen Kontakt der Batteriezellen an den Anschlußkontakt des Motors drückt. Dieses bekannte Antriebsgerät gestattet also lediglich die Aufnahme einer oder mehrerer elektrisch und räumlich in Serie liegender Batteriezellen, von denen ein Kontr.kt am motorseitigen Ende des Batterieaufnahmegehäuses, und der andere Kontakt am offenen Ende des Gehäuseteils kontaktiert wird. Die einzelnen Batteriezellen befinden sich ohne Halter innerhalb des rohrförmigen, als Griff ausgebildeten Gehäuseteils, wodurch eine schnelle Austauschbarkeit sowie die stets richtige Polung der Batteriezellen nicht gewährleistet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein batteriegetriebenes elektrisches Antriebsgeräl der ein-

gangs genannten Art zu schaffen, welches eine Vielzahl von elektrisch in Serie liegenden Batteriezellen, insbesondere Nickel-Cadmium-Zellen, die in mindestens zwei räumlich parallel liegenden Reihen angeordnet sind, aufnimmt, und eine schnelle Austauschbarkeit der Batterieeinheit bei stets richtiger Polung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem batteriegetriebenen elektrischen Antriebsgerät der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs genannten Merkmale gelöst.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß durch Verwendung des Batteriehalters die elektrisch in Serie geschalteten einzelnen Batteriezellen räumlich parallel angeordnet werden können und als eine Baueinheit aus dem Haltegriff des Antriebsgeräts herausgenommen bzw. eingeschoben werden können. Dadurch läßt sich eine wesentlich größere Anzahl an in Serie geschalteten Zellen bei vergleichbarer Baulänge in dem die Zellen aufnehmenden Geräteteil unterbringen. Ferner erfolgt der Auslausch der Batlerieeinheit besonders schnell und einfach und stets in der geforderten richtigen Polung relativ zum Motor des Antrieb^geräts.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt, teilweise im Schnitt, eine Aufsicht auf eine Ausführungsform eines Batteriehalters nach der Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Batleriehallers:

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt längs der Linie X-X' des in den F i g. 1 und 2 dargestellten Batteriehalters;

Fig.4 zeigt eine Vorderansicht auf eine Stirnwand des Batteriehaltcrs nach F i g. I;

Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt des Haltegriffs des erfindungsgemäßen battcricgctriebencn Antriebsgeräts;

Fig. 6 stellt eine perspektivische Ansicht des Haltegriffs nach F i g. 5 dar;

I- i g. 7 zeigt einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Antriebsgerät mit einem an der Welle befestigten Aufsatz und mit dem Batteriehalter;

Fig. 8 zeigt einen Längsschnitt durch das Motorgehäuse des Antriebsgeräts und durch einen Teil des Haltegriffs.

In den Fig. 1 bis 4 ist eine Ausführungsform eines Batteriehalters dargestellt, der in ein batteriegetriebenes elektrisches Antriebsgeräl cinsetzbar ist und ein/eine wiederaufladbare Zellen 4 aufnimmt. Der so Grundkörper 1 des Batteriehalters besitzt Luftöffnungen la, die zur Kühlung der Zellen dienen und gleichzeitig das Gesamtgewicht des Halters verringern. Der Grundkörper 1 ist mit Laschen \b versehen, die die Zellen federnd halten sollen. Mit 2 sind die Stirnwände des Batteriehalters bezeichnet, der öffnungen 2a an seiner vorderen und hinteren Stirnwand 2 zum Anschließen der Anoden der Zellen und öffnungen 2b zum Anschließen der Kathoden der Zellen besitzt. Mit 3 ist ein Zwischensteg bezeichnet, der mit dem Grundkörper 1 und den Stirnwänden 2 verbunden ist und eine rechte und eine linke Batteriekammer festlegt und dem Halter mechanische Festigkeit verleiht.

In jeder Kammer sind mindestens zwei Zellen in Serie geschaltet. Die Zellen 4 werden in die Batteriekammern gegen den federnden Widerstand der Laschen \bderart eingedrückt, daß sich jeweils eine Anode und eine Kathode benachbarter Zellen gegenüberstehen und miteinander einen Kontakt herstellen. Auf die Anoden

und Kathoden der unmittelbar an die Stirnwände 2 angrenzenden Zellen 4 wird durch die Stirnwände in Batterierichtung Druck ausgeübt. Die Anoden bzw. die Kathoden dieser Zellen werden durch die Öffnungen 2a und 2b aus dem Batteriehalter herausgeführt

Die in den beiden Kammern des Batteriehalters liegenden Zellen 4 werden auf diese Weise zwischen den Stirnwänden 2 federnd durch die sich am Grundkörper 1 befindenden Laschen lögehalten, vgl. die Fig. 1 bis 3. Insbesondere ist die Lage der Zellen so festgelegt, daß der Kontakt zwischen benachbarten Zellen auch bei Erschütterungen nicht unterbrochen wird. Der Abstand der beiden Stirnwände voneinander ist durch die Anzahl und die Abmessungen der Zellen festgelegt, er ist gleich groß oder etwas kleiner als die gesamte Länge der in Serie liegenden Zellen. Durch geeignete Wahl dieses Abstandes wird eine Rutschbewegung der in Serie liegenden Zellen, dargestellt sind vier in Serie liegende Zellen, verhindert.

Der Zwischensteg 3 isoliert die rechts und links von ihm liegenden Zellen voneinander und dient zusammen mit dem Grundkörper 1 und den Stirnwänden 2 zur mechanischen Stabilisierung des Halters, der dadurch gegen Verbiegungen oder andersartige Verformungen geschützt ist. Die Laschen ib verhindern auch ein Herausfallen der Zellen 4 aus dem Halter, wenn der Halter Erschütterungen oder Zentrifugalkräften ausgesetzt ist oder in beliebiger Lage eingesetzt wird.

Der mit Zellen versehene Batteriehalter wird in ein Versorgungsteil innerhalb eines Haltegriffs eines elektrischen Antriebsgeräts eingesetzt. Die Anoden und die Kathoden der Zellen 4 werden durch die öffnungen 2;) und 2b in den Stirnwänden 2 mit entsprechenden Batlerieanschlüssen (nicht dargestellt) des Versorgungsteils verbunden. Werden alle in Fig. 2 und 3 dargestellten acht Zellen 4 in Serie geschaltet, so werden die Zeilen an einer Stirnwand 2 mit den Balterieanschlußklemmen des Versorgungsieils verbunden und an dtr gegenüberliegenden Stirnwand mit einem Kurzschlußbügcl kurzgeschlossen, der die Anode an der öffnung 2.7 mit der Kathode an der öffnung 2b verbindet. Die im Halter liegenden Zellen sind mit ihren + und —Anschlüssen so angeordnet, daß selbst wenn der in F i g. 2 dargestellte Batteriehalter verkehrt herum in den Versorgungsteil des elektrischen Antriebsgerätes eingeführt wird, die Polarität der Zellen unverändert bleibt. Wird der Batteriehalter gegenüber der in F i g. 3 dargestellten Lege um 180" verdreht in den Versorgungsteil eingeführt, so ist die Polarität der Zellen umgepolt. Der Haller kann dann nicht in seine richtige Stellung geführt werden, weil die Anschlußöffnungen 2a und 2b für Anode und Kathode in der vorderen und hinteren Stirnwand 2 unterschiedliche Durchmesser besitzen, vgl. Fig. 5, und die Batterieanschlußklemmen des Versorgungsteils den öffnungen 2a und 2b entsprechende, verschiedene Durchmesser besitzen, die nur bei richtiger Lage des Batteriehalters in die Öffnungen 2a und 2b eingreifen können. Das Einführen des Batteriehalters mit falscher Polung wird dadurch vermieden.

In Verbindung mit dem Ra'v. Hialter werden keine dünnen federnden metallischen Plättchen eingesetzt, eine Korrosion des Batteriehalters findet dadurch nicht statt, und die Batterien können im Halter selbst aufgeladen werden, ohne aus dem Halter herausgenommen werden zu müssen.

In den Fig.5 und 6 irt das erfindungsgemäße elektrische Antriebsgerät dargestellt, das mit einem Batteriehalter ausgestattet ist, der demjenigen der Fig. 1 bis 4 ähnlich ist und in den aufgeladene Nickel-Cadmium-Batterien eingelegt sind. Sobald die Ausgangsspannung der Zellen abgesunken ist, kann der Batteriehalter aus dem Antriebsgeräl herausgenommen werden und es können die Zellen wieder neu geladen werden. Dieser Aufladevorgang nimmt nur eine sehr kurze Zeit in Anspruch.

In den Fig. 5 und 6 ist der Balteriehalter mit 10 bezeichnet, in dem sich die schnell ladbaren Zellen 11 befinden. Die rechte und die linke Seitenwand 12 des Halters 10 besitzen Laschen 12a, die die Zellen 11 festhalten. Mit 13 ist ein Deckel mit einer Federaufnahme 13a bezeichnet, der auf das offene Ende des Handgriffes, d. li. des Gehäuses für den Batteriehalter mil einem zwischengelegten Dichtungsring 14 aufschraubbar ist und den Batteriehalter wasserdicht abdichtet. Mit 15 ist eine Spiralfeder und mit 16 eine Batterieverbindungsplatte bezeichnet. Die Spiralfeder 15 wird an ihrem einen Ende in der Federauflage 13a gehalten und ist an ihrem anderen Ende an der Batterieverbindungsplaite 16 befestigt, sie läßt sich gegenüber einem auf der Platte 16 befestigten Stift 16a drehen, kann aber nicht von der Platte 16 gelöst werden. Anschlüsse 166 der Batterieverbindungsplatte 16 werden mit den in dem Halter 10 liegenden Zellen 11 in Kontakt gebracht. Der Deckel 13 läßt sich, wenn über die Anschlüsse lööalle Zellen 11 in Serie geschallet sind, auf das offene Ende des Handgriffs und Gehäuses für den Batteriehalter ai aufschrauben.

Das Bezugszeichen 23 kennzeichnet einen Schalter und 24 kennzeichnet eine wasserdichte Hülle für den Schalter. Die Hülle 24 ist über eine Öffnung 25 des Gehäuses ;i\ gespannt und der Schalter 23 kann von außen durch die Hülle 24 hinweg betätigt werden. Mit 26 sind die- Batlerieanschlüsse bezeichnet, die an einer Halteplatte 26a vorgesehen sind, 27 bezeichnet elektrische Anschlußdrähte.

In Fig. 7 ist das elektrische Antriebsgerät mit auswechselbaren Aufsätzen im Schnitt dargestellt. Der Buchstabe a bezeichnet das motorgetriebene Gerät, das aus einem Motorgehäuse a\ und einem Haltegriff a? besteht. In dem Motorgehäuse a\ ist ein elektrischer Kleinmotor 31 und ein untersetzendes Getriebe 32 votgesehen, während der Haltegriff a? einen Balteriehalter und die darin befindlichen Zellen 33 mit kleinem Innenwiderstand, z. B. Nickel-Cadmiumbatterien, zur Energieversorgung des Gerätes aufnimmt. Eine Welle 34 ist aus dem untersetzenden Getriebe 32 herausgeführt und wird über einen Schalter mit reduzierter Geschwindigkeit angetrieben.

Mit 35 ist ein Rohrstück und mit 36 ein Haltestift bezeichnet. Im unteren Bereich des Rohrstückes 35 sind mehrere Schlitze 37 vorgesehen, im geschlitzten Bereich ist außerdem eine ringförmige Nut 38 eingearbeitet. Der obere Bereich des Rohrstücks 35 nimmt das untere Ende der Welle 34 auf und ist an dieser mittels des Haltestiftes 36 befestigt. Das untere Ende des Rohrstücks 35 soll bevorzugt leicht konusförmig ausgearbeitet sein.

Mit b ist ganz allgemein ein auf die Welle 34 aufsetzbares Zubehörteil bezeichnet. Als Beispiel ist in den Abbildungen 13 und 14 ein an einer Grundplatte & befestigter Schwamm b\ gezeigt, aber selbstverständlich kann das Zubehörteil b auch aus einer Bürste, einem Rührer, einem Tassentrockner, einem Massagegerät, einer Nagelpfeile, einem Bohrer, einer Schleifscheibe oder ähnlichen Einrichtungen bestehen.

Mit 41 ist ein rohrförmigcr Flansch bezeichnet, der auf die Grundplatte fc des Zubehörteils aufgesetzt ist. Der rohrförmig« Flansch besitzt in seiner Bohrung einen ringförmigen Wulst zur Aufnahme der ringförmigen Nut 38 des Rohrslückes 35. Außerdem besitzt der rohrförmige Flansch 4f an seinem oberen Ende Schlitze

40 zur Aufnahme des Haltestifts 36; der Halteslift 36 soll dabei so kurz sein, daß er nicht über die Schlitze 40 übersteht, wenn die beiden rohrförmigen Stücke 35 und

41 ineinander gesteckt sind.

Der rohrförmige Flansch 41 des Zubehörteils b greift in derjenigen Stellung über das Rohrstück 35, in der der Haltestift 36 in die Schlitze 40 einführbar ist. Wenn dann das Rohrstück 35 den ringförmigen Wulst erreicht, so wird das untere, geschlitzte Ende des Rohrstücks 35 in seinem Durchmesser verengt. Der ringförmige Wulst rutscht dann gegen den federnden Widerstand des geschlitzten Rohrstücks 35 in die ringförmige Nut 38. Zur gleichen Zeit ist der Haltestift in die Schlitze 40 des rohrförmigen Flansches 41 gerutscht. Auf diese Weise ist das Zubehörteil b über das Rohrstück 35 mit der Welle 34 verbunden. Das Zubehörteil kann durch Zug wieder von dem Rohrstück 35 abgenommen werden.

In dem dargestellten Beispiel kann das Rohrstück 35 auch weggelassen werden, in diesem Fall sind dann am unteren Ende der Welle 34 Schlitze zur Aufnahme des Zubehörteils vorgesehen.

Fig.8 zeigt im Querschnitt eine Halterung für den Motor. Der Batteriehalter, wiederum in den Handgriff 32 eingebaut, ist nicht dargestellt.

Am Boden des Motorgehäuses a\ sind mindestens zwei Stifte 51 fest angebracht, außerdem sind auf der Seile, an der die Welle 34 herausgeführt ist. in einem den Motor 31 und das Getriebe 32 enthaltenden Gehäuse entsprechende Bohrungen 53 vorgesehen, die zur Aufnahme der Stifte 51 dienen.

Mit 54 ist ein Deckel bezeichnet, der auf das Motorgehäuse ;/i aufschraubbar ist. Ein Dichtring 55 ist dabei zwischen das Gehäuse :i\ und den Deckel 54 gelegt und dichtet das Gerät wasserdicht ab. Auf der Innenseite des Deckels 54 befindet sich ein runder Ansatz 58 mit einer Bohrung 57 zur Aufnahme des Lagers 56 (vgl. auch F i g. 20), in dem die Motorwelle, auf der der Welle 52 gegenüberliegenden Seite gelagert ist.

An der Innenseite eines Deckels 59 für den Handgriff <i2, der den Batteriehalter aufnimmt, befindet sich ein ringförmiger Ansatz 60. Der Deckel 59 läßt sich, nachdem eine Dichtung 6i zwischengeiegt ist, auf das offene Ende des Handgriffs ;i2 wasserdicht aufschrauben. Das Bezugszeichen 62 kennzeichnet einen leitenden Bügel mil mehreren Kontaktstiften 63. Die in dem Halter 64 parallel angeordneten Batterien sind durch die Kontaktstifte 63 in Serie geschaltet. Auf dem leitenden Bügel 62 ist außerdem ein drehbarer Stift 65 vorhanden, an dem eine Spiralfeder 66 befestigt ist, die mil ihrem anderen Ende in dem ringförmigen Ansatz 60 des Deckels 59 sitzt. Wenn der Deckel 59 auf das offene Ende des Handgriffes <)2 aufgeschraubt wird, so dreht sich mit der Feder 66 nur noch der drehbare Stift 65 mil. Der leitende Bügel 62 bleibt fest, die Kontaktstifte 63 des leitenden Bügels 62 werden dann durch die Spiralfeder gegen Anode und Kathode der Batlerien 67 gedrückt. Außerdem ist mit 68 eine wasserdichte Öldichtung bezeichnet, 69 stellen Anschlußdrähtc dar.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Palentanspruch:

Baueriegetriebenes, elektrisches Antriebsgerät mit einem Motor und einem äußeren Gehäuse, einem Gehäuseteil zur Aufnahme des Motors, einem untersetzenden Getriebe, einer mehrere insbesondere wiederaufladbare Zellen enthaltenden Batterie, mit einem Schalter zwischen Motor und den Elektroden der Batterie, wobei am Gehäuse ein einseitig offenes Gehäuseteil als Haltegriff für das Antriebsgerät ausgebildet ist, und die Batterie lösbar in sich aufnimmt und am offenen Ende mit einem Deckel verschließbar ist, dadurch gel. ennzeichnet, daß die Batteriezellen (67) in einem zusätzlichen Batteriehalter (64) angeordnet sind, der mindestens zwei aneinander angrenzende Zellenaufnahmeabschnitte enthält, daß in einer Halteplatte /26ajdie den zur Aufnahme des Motors dienenden Gehäuseteil (a I) von dem den Haltegriff bildenden Gehäuseteil (a 2) trennt, zwei Elektrodenstifte (26) unterschiedlicher Durchmesser vorgesehen sind, die mit dem Motor (31) verbindbar sind und die in entsprechende öffnungen der vorderen Stirnwand des Batteriehalters (64) eingreifen und eine elektrische Verbindung zwischen den Elektroden der Ballericzellen (67) und dem Motor (31) herstellen und daß im Decke! (59) ein leitender Bügel (62) mit mehreren, die Balteriezellen (67) in Serie verbindenden Kontaktsiifien (63) vorgesehen und bezüglich des Deckels (59) drehbar angeordnet ist.