DE2442042B2 - Batteriebehälter für tragbare elektrische Geräte P.R. Mallory & Co. Inc., Indiana¬ - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Batteriebehälter mit einer Mehrzahl von elektrisch untereinander leitend verbundenen Zellen zum Einsetzen in ein elektrisches Gerät, der ein flaches, schachteiförmiges Gehäuse aus zwei entlang ihrer Ränder miteinander verbundenen Schalenhälften aufweist, deren Innenflächen so geformt sind, daß die Zellen an ihrem Platz gehalten werden, und mit zwei Fenstern im Gehäuse, die einen Zugang zu zwei innerhalb des Gehäuses angeordneten Elektroden-Anschlüssen für zwei Anschlußelektroden des elektrischen Gerätes ermöglichen.

ίο In kleinen tragbaren elektrischen Geräten, wie beispielsweise Radios, Kameras und Taschenrechnern gewinnen Gewicht und Raumbedarf der elektrischen Batterie, die das Gerät mit Strom versorgen soll, große Bedeutung. Im allgemeinen wird gefordert daß sowohl das Gewicht der Batterie als auch ihr Raumbedarf minimal gehalten werden müssen. Da die Batterie häufig der voluminöste Bauteil derartiger Geräte sind, bestimmen ihre Abmessungen die Mindestabmessungen des Gerätes und gleichermaßen ihr Gewicht das

Minimalgewicht des Gerätes. Um die Abmessungen und

das Gewicht der tragbaren elektrischen Geräte zu reduzieren, müssen die Gehäuse für die Batterien so klein und leicht wie möglich sein.

Ein anderer wichtiger Gesichtspunkt in Verbindung

mit der Anwendung von Batterien in derartigen kleinen tragbaren Geräten ist das Einsetzen der Batterie in das

Gerät und damit die Verbindung des elektrischen Schaltkreises des Gerätes mit der Batterie. Die bekannten Batteriebehälter der eingangs be-

schriebenen Art besitzen in der Regel ein erhebliches Eigengewicht Bei dem aus dem DE-GM 19 29 067 bekannten Batteriebehälter wird das richtige Einschieben in das mit elektrischer Energie zu versorgende Gerät dadurch sichergestellt, daß seitlich Führungslei sten vorgesehen sind, die in entsprechende Führungsnu ten im Gerät eingreifen. Derartige Führungsleisten erhö'ien aber wiederum das Gewicht und die Abmessungen des Batteriebehälters und zwingen darüber hinaus den Konstrukteur des elektrischen Gerätes, die entsprechenden Führungsnuten an einer ganz bestimmten Stelle seines Gerätes vorzusehen und damit auch dort eine Vergrößerung der Abmessungen in Kauf zu nehmen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Batteriebehälter in Form einer auf einfache Weise in ein elektrisches Gerät einzusetzenden Patrone zu schaffen, dessen Gehäuse so ausgebildet ist daß sein Gewicht und seine Abmessungen nur geringfügig über dem Gewicht und der Größe der Batteriezellen selbst liegen, das somit als billiger Wegwerfartikel herstellbar ist und durch seine äußere Gestaltung ein falsches Einsetzen in das Gerät das es mit elektrischer Energie versorgen soll, unmöglich macht Diese Aufgabe wird bei einem Batteriebehälter der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Fenster an der einzuschiebenden Stirnwand des Gehäuses asymmetrisch in bezug auf die parallel zur Einschubrichtung des Batteriebehälters in das Gerät verlaufende Mittelachse des Gehäuses angeordnet sind.

Durch die asymmetrische Anordnung der Fenster im Batteriebehälter wird auf einfache Weise erreicht, daß eine elektrisch leitende Verbindung mit den im elektrischen Gerät vorgesehenen Anschlußkontakten nur dann hergestellt wird, wenn der Batteriebehälter seitenrichtig in das Gerät eingeschoben wird. Dadurch wird die gewünschte Sicherheit erreicht, ohne daß der Batteriebehälter in seinen Abmessungen oder seinem

Gewicht vergrößert wird.

Nach dem Einbau des Batteriesatzes und dem Zusammenstecken der beiden Schalenhälften werden die Ränder durch geeignete Dichtungsmittel miteinander verbunden. Hierfür eignen sich insbesondere chemische Binder oder Ultraschall-Verbindungen.

Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend im Zusammenhang mit einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Batterie mit geöffnetem Gehäuse;

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht eines Teiles der unteren Schalenhälfte des Batteriegehäuses gem.

Fig.3 eine Ansicht der unteren Schalenhälfte des Batteriegehäuses gemäß F i g. 1;

Fig.4 eine Draufsicht auf die obere Schmciseite der SchaJenhälfte gem. F i g. 3;

Fig.4A die gleiche Draufsicht auf die obere Schmalseite der oberen Schalenhälfte des Batteriegehäuses gem. F i g. 1 und

F i g. 5 ein Schnitt gemäß Linie 5-5 in F i g. 3.

Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Batterie enthält sechs elektrische Zellen 16—1 bis 16—6, die in einem geschlossenen Kunststoffgehäuse 10 untergebracht sind, das in der Art einer Patrone leicht in ein kleines transportables elektrisches Gerät eingesetzt werden kann. Die Abmessungen des Gehäuses 10 sind so gewählt, daß das Gehäuse ein sehr leichtes Gewicht hat. Infolgedessen ist die Wandstärke an verschiedenen Stellen des Gehäuses 10 sehr gering, was Probleme für den Fluß des Kunststoffes in der Formmaschine aufwirft Die Konstruktion des Gehäuses ist deshalb so gewählt, daß ein ausreichender Fluß in der Formmaschine in gewissen Teilbereichen der Form möglich ist, von denen aus der Plastikwerkstoff auf kurzem Wegen in die niedrigen Teilbereiche der Form fließen kann, die auf andere Weise durch den Längsfluß des Kunststoffes in der Form nicht erreicht werden können. Mit anderen Worten, Rippen 40 und 42, die später als Abstandsstege für die elektrischen Zellen der Batterie dienen, werden in der Form als Laufrinnen für den flüssigen Kunststoff benutzt

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, besteht das Gehäuse 10 aus zwei Schalenhälften 12 und 14, nämlich einer Bodenschale 12 und einem Deckel 14. Jede Schalenhälfte 12 bzw. 14 ist ein geformter Plastikkörper, wobei mindestens die Bodenschale 12, vorzugsweise aber auch der Deckel 14, eine Anzahl von kreisbogenförmigen Nuten oder Auskehlungen 30—1 bis 30—6 enthält, deren Anzahl selbstverständlich der Anzahl der elektrischen Zellen entspricht, die in dem Gehäuse 10 aufzunehmen sind. Die sechs langgestreckten zylinderförmigen Zellen 16—1 bis 16—6 zeigen mit ihrem Anodenanschlüssen abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen, damit sie auf einfache Weise in einer Reihenschaltung miteinander verbunden werden können. Die Schalenhälfte 12 dient beim Zusammenbau des Batteriesatzes gleichzeitig als Montagebrett für die einzelnen Zellen 16—1 bis 16—6, da diese durch die Lage in den Nuten 30—1 bis 30—6 in der richtigen Stellung und Zuordnung zueinander gehalten werden.

Während des Zusammenbaus des Batteriesatzes werden die Zellen 16—1 und 16—2 durch einen Verbindungsstreifen 18 elektrisch miteinander verbunden, der mit dem Blechmancel 16—1/i der Zelle 16—1 und dem Anodenanschluß 16—2B der Zeile 16—2 punktverschweißt ist. Ein geeigneter Isolierstreifen 20 zwischen dem Blechmantel der Zelle 16—2 und dem Verbindungsstreifen 18 verhindert einen Kurzschluß der Zelle 16—2. Die Blechmäntel der Zellen berühren sieht nicht, da sie durch Abstandsstege 40, 42 zwischen den Nuten 30—ί bis 30—6 voneinander getrennt werden, wie aus F i g. 2 hervorgeht

Die Zellen 16—2 und 16—3 sind auf die gleiche Weise durch einen Verbindungsstreifen 22 zwischen dem Blechmantel 16—2A und der Anode 16—3fl miteinander verbunden; ein Isolator 21 verhindert eine Berührung des Blechmantels der Zelle 16—3.

Die Verbindung der Zellen 16—3 und 16—4, die auf die gleiche Weise ausfeführt ist, ist in F i g. 1 nicht zu sehen. Die Zellen 16—4 und 16—5 sind wiederum in dem in der Zeichnung nach oben weisenden Teil durch einen Verbindungsstreifen 24 miteinander verbunden, der auf geeignete Weise an dem Blechmantel der Zelle 16—4 und der Anode der Zelle 16—5 punkiverschweißt ist. Schließlich verbindet ein Verbindungsstreifen den Blechmante! 16—5Λ der Zelle 16—5 mit der Anode 16-6ß der Zelle 16-6. Der Boden 16-6C der Zelle 16—6 weist dabei nach oben und dient als positiver Elektrodenanschluß der Batterie.

Es ist vorgesehen, die beiden Elektrodenanschlüsse der Batterie so anzuordnen, daß beim Einsetzen der Batterie in ein elektrisches Gerät keine Vertauschung zwischen dem positiven und dem negativen Anschluß möglich ist. Deshalb werden nach der Erfindung die Elektrodenanschlüsse der Batterie asymmetrisch in bezug auf eine Zentralachse des Gehäuses 10, die in derjenigen Richtung liegt, in der das Gehäuse in das elektrische Gerät eingeschoben wird, angeordnet. Selbstverständlich muß die Lage der Elektrodenanschlüsse der Batterie mit derjenigen der Anschlußelektroden des elektrischen Schaltkreises im elektrischen Gerät, in das die Batterie eingesetzt werden soll, übereinstimmen.

Der negative Elektrodenanschluß der Batterie wird durch einen langgestreckten Metallstreifen 25 gebildet, der mit seinem Endstück 25—1 mit der Anode 16—15 der Zelle 16—1 punktverschweißt ist. Der Metallstreifen 25 besteht aus dünnem flexiblem Kupfer. Das Endstück 25—1 setzt sich in einem ersten brückenförmigen Teilstück 25—2, einem zweiten brückenförmigen Teilstück 25—3 und einem als Auflagestück dienenden Endstück 25—4 fort. Die drei letztgenannten Teilstücke liegen über einem Flansch 26, der an der Schalenhälfte 12 angeformt ist und einerseits als Stütze für den Metallstreifen 25 und andererseits als Isolierung zwischen den Metallstreifen und den Verbindungsstreifen 22 und 24 dient. Der Streifenabschnitt 25—3 dient als Kontaktfläche des negativen Elektrodenanschlusses des elektrischen Gerätes, das von der Batterie versorgt wird, kontaktiert wird. Das Endstück 25—4 wird fest nach unten gehalten durch einen an dem Deckel 14 angeformten Finger 27. Eine öffnung 12—1 in der Schalenhälfte 12 ermöglicht einen Zugang zu der Anode 16—Iß der Zelle 16--1 zum Anschweißen des Metallstreifens 25.

An die Ränder der Seitenwände der Schalenhälfte 12 sind Rippen 28—1 bis 28—4 angeformt, die beim Zusammenstecken der beiden Schalenhälften 12 und 14 in entsprechende Vertiefungen in den Rändern der Seitenwände der Schalenhälfte 14 passen, so daß die beiden Schalenhälften beim Zusammenstecken geführt

werden und ein dicht schließender Sitz erreicht wird. Nach dem Zusammenstecken werden die beiden Schalenhälften 12 und 14 entweder durch einen chemischen Binder oder durch Ultraschallerhitzung verbunden.

Die Schalenhälfte 14 hat in der Darstellung gemäß Fig. 1 eine nach oben weisende Seitenwand 14—1, die nach dem Zusammenbau des Gehäuses über dem brückenförmigen Teilstück 25—2 des Metallstreifens 25 liegt und somit eine Bewegung des Metallstreifens 25 verhindert. Die Schalenhälfte 14 weist ferner einen Flansch 14—2 auf, der beim Zusammenstecken der beiden Schalenhälften 12 und 14 unter den Flansch 26 gleitet und somit eine zusätzliche Stütze für den Metallstreifen 25 bildet. Schließlich besitzt die Schalenhälfte 14 eine halbkreisförmige Ausnehmung 14—3, die zusammen mit einer gleich geformten Ausnehmung 12—3 in der Schalenhälfte 12 das notwendige Fenster für den Zugang zu dem Elektrodenanschluß 16—6Cder Zelle 16—6 bildet. Die Schalenhälfte 14 besitzt oberhalb des Flansches 14—2 eine Ausnehmung 14—2/4, die das Zugangsfenster zu dem Metallstreifen 25, der elektrisch leitend mit dem zweiten Elektrodenanschluß 16—Iß verbunden ist, ermöglicht.

Aus der Darstellung in Fig.2, die einen Teil der Schalenhälfte 12 zeigt, gehen konstruktive Details der Grundfläche der Schalenhälfte mit den kreisringförmigen Nuten 30—2 bis 30—5 und den zwischen ihnen liegenden Abstandsstegen 40 und 42 hervor, die es ermöglichen, daß die Grundfläche mit einem Minimum an Materialaufwand und infolgedessen mit einem Minimum an zusätzlichem Gewicht extrem dünn hergestellt werden kann. Jede der sechs Nuten 30—1 bis 30—6 müssen nicht der Form der elektrischen Zellen 16—1 bis 16—6 entsprechen.

Der enge Abstand in der Form, der der Dicke 32—£ der Nutenböden entspricht, ist für einen freien Fluß de; flüssigen Kunststoffes in der Längsrichtung der Fornr unzureichend. Der dickere Teilbereich in der Form, dei den Abstandsstegen 40, 42 entspricht und eine Dicke 36— D besitzt, wirkt jedoch als eine Art Hilfsgießrinne durch die der flüssige Kunststoff auch in Längsrichtung frei fließen und von dort aus seitlich in die enger

ίο Bereiche der Form einströmen kann, die die Böden der Nuten 30-1 bis 30-6 bilden. In Fig.2 ist diesel seitliche Fluß durch Pfeile 40—1 und 42—1 angedeutet Die Wege, die der seitliche Fluß des flüssiger Kunststoffes zurücklegen muß, sind relativ kurz, so daC trotz der geringen Höhe der Form in der Mitte zwischen zwei Hilfsgießrinnen der flüssige Kunststoff die gesamte Form ausfüllen kann. Die dünnen Nutenböden der fertigen Schalenhälften werden sowohl durch die Abstandsstege 40, 42 als auch durch die Seitenwände der Schalenhälfte ausreichend verstärkt, so daß trot2 der dünnen Wandteile eine stabile Gehäuseform erhalten wird.

Wie in F i g. 2 angedeutet, kann die Höhe der Abstandsstege 40, 42 durch die Stegteile 40—2, 42—2 verlängert werden; aber eine solche zusätzliche Höhe der Abstandsstege ist im allgemeinen unnötig und erhöht das Gesamtgewicht.

Obwohl das erfindungsgemäße Batteriegehäuse die in ihm befindlichen elektrischen Zellen bündig umschließt und somit den gesamten Batteriesatz in seiner elektrischen Schaltungsanordnung fixiert, kann das Gehäuse aus Wänden mit einer sehr geringen Dicke und damit einem sehr niedrigen Eigengewicht bestehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Ratteriebehälter mit einer Mehrzahl von elektrisch untereinander leitend verbundener Zellen zum Einsetzen in ein elektrisches Gerät, der ein flaches, schachteiförmiges Gehäuse aus zwei entlang ihrer Ränder miteinander verbundenen Schalenhälften aufweist, deren Innenflächen so geformt sind, daß die Zellen an ihrem Platz gehalten werden, und mit zwei Fenstern im Gehäuse, die einen Zugang zu zwei innerhalb des Gehäuses angeordneten Elektrodenanschlüssen für zwei Anschlußelektroden des elektrischen Gerätes ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Fenster (14—24, 12—3) an der einzuschiebenden Stirnwand des Gehäuses (10) asymmetrisch in bezug auf die parallel zur Einschubrichtung des Batteriebehälters in das Gerät verlaufende Mittelachse des Gehäuses angeordnet sind.

2. Sat.teriebehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste der beiden Fenster (12—3) in der Nähe einer der Längswände des Gehäuses (10) angeordnet ist und daß der zugeordnete Elektrodenanschluß (16—6C) nach innen versetzt ist

3. Batteriebehälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Fenster (12—3) rund ist

4. Batteriebehälter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dem ersten Fenster (12—3) zugeordnete Elektrodenanschluß (16—6C) ein Endstück einer der beiden Endzellen (16-6) ist

5. Batteriebehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Endzeile (16—6) durch eine in mindestens einer der beiden Schalenhälften (12, 14) vorgesehene kreisförmige Nut (30—6) in Fluchtlinie mit dem ersten Fenster (12—3) gehalten ist

6. Batteriebehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Fenster (14—2.A^ im wesentlichen in der Mitte der einzuschiebenden Stirnwand (10) angeordnet ist und daß der zugeordnete Elektrodenanschluß ein Metallstreifen (25) ist, der mit der anderen der beiden Endzellen (16—1) der Batterie elektrisch leitend verbunden ist

7. Batteriebehälter nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Fenster (14—2A) länglich, insbesondere viereckig ausgebildet ist.

8. Batteriebehälter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Fenster (14—2A) aus einem kurzen Ausschnitt in der einzuschiebenden Stirnwand (14—1) der oberen Schalenhälfte (14) und einem darunterliegenden Ausschnitt (12—1) in der einzuschiebenden Stirnwand der unteren Schalenhälfte (12) gebildet ist welch letzterer sich bis zur anderen Endzelle (16— 1) erstreckt wobei an die untere Schalenhälfte im Bereich des zweiten Fensters ein Flansch (26) als Stütze für den an die andere Endzelle angelöteten Metallstreifen (25) angeformt ist