DE3242825A1

DE3242825A1 - Elektrisches geraet mit wiederaufladbarer batterie in einem wasserdichten gehaeuse

Info

Publication number: DE3242825A1
Application number: DE19823242825
Authority: DE
Inventors: Masami Shiga Kitamura; Masao Hikone Shiga Matsumoto; Kenzo Shirakawa; Norio Hikone Shiga Yamada; Shinsaku Yasunaka
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1981-11-20
Filing date: 1982-11-19
Publication date: 1983-06-01
Also published as: GB2115973B; FR2517126B1; GB2115973A; US4451980A; DE3242825C2; FR2517126A1

Description

"Elektrisches Gerät mit wiederaufladbarer Batterie in einem wasserdichten Gehäuse"

Die Erfindung betrifft ein elektrische Gerät mit wiederaufladbarer Batterie in einem spritzwassergeschützten oder wasserdichten Gehäuse, das mit einer Anschlußvorrichtung zur Zuführung des Ladestroms versehen ist.

Bei elektrischen Geräten mit wiederaufladbarer Batterie kommt es beim nichtvorschriftsmäßigen Wiederaufladen wie etwa beim Überladen, beim Laden mit falscher Polung, beim Schnelladen oder beim Laden bei sehr niedriger Temperatur zur Entstehung von großen Mengen von Wasserstoff und Sauerstoff im Verhältnis von 2:1 innerhalb der Batterie, wie dies auch bei der Wasserelektrolyse bekannt ist. Hat das Gerät ein wasserdichtes Gehäuse, so ist im allgemeinen ein Überdruckoder Rückschlagventil in einem Teil des Gehäuses vorgesehen, das bei Erreichen eines bestimmten Überdruckes das gebildete Gas nach außen abströmen läßt. Hieran ist jedoch nachteilig, daß das in dem Gerät verbleibende Gasgemisch ausgelöst durch den an einem Schalter des Gerätes entstehenden Funken oder durch das Bürstenfeuer eines in dem Gerät enthaltenen Motors explodieren kann, wodurch das Gerät beschädigt oder sogar der Benutzer verletzt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Gerät der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, bei dem das sich im Ausnahmefall entwickelnde und in dem Gerät ansammelnde Gas unter Aufrechterhaltung der Wasserdichtigkeit des Gehäuses gleichmäßig nach außen abströmen kann, so daß das Risiko einer Explosion ausgeschaltet ist. Dies soll aber auch dann gewährleistet sein, wenn die geschaffene Verbindung mit der Außenatmosphäre teilweise durch Staub oder dergleichen zugesetzt ist. Angestrebt wird weiter, daß das Gas bzw. Gas-

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gemisch bereits während seiner Entstehung gleichförmig nach außen abgeleitet wird und daß auch durch Rekombination von Wasserstoff und Sauerstoff gebildetes Wasser nach außen weggeführt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegeben.

Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen.

In der Zeichnung ist das Gerät nach der Erfindung in beispielsweise gewählten Ausführungsformen und deren Einzelheiten schematisch dargestellt. Es zeigt:

Figur 1 ein erfindungsgemäß ausgebildetes

Gerät in einer teilweise im Schnitt gehaltenen Seitenansicht,

Figur 2 eine perspektivische Ansicht des

unteren Teiles des Gerätes nach Figur 1 bei entferntem Gehäuse _r

Figur 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung

des unteren Teiles des Gerätes nach Figur 1,

Figur 4 eine vergrößerte Schnittdarstellung

ähnlich Figur 3, jedoch für eine andere Ausführungsform des Gerätes,

Figur 5 eine perspektivische Darstellung des

zerlegten unteren Teiles des Gerätes nach Figur 4, und

Figuren 6 bis- 11 Schnittdarstellungen ähnlich der

Figur 4, jedoch für jeweils weitere Ausführungsformen, wobei Figur 10 das

Gerät nach Figur 9 in Verbindung mit

einem Ladegerät wiedergibt.

In den Figuren 1 bis 3 ist lediglich als Beispiel für ein elektrisches Gerät derjenigen Gattung, für die der vorliegende Vorschlag gedacht ist, ein wiederaufladbarer Trockenrasierer veranschaulicht. Er umfaßt ein wasserdichtes Gehäuse 10, das eine wiederaufladbare Batterie 11 und zumindest die wesentlichen Bestandteile des Rasierers umschließt. Auf dem oberen Teil des Gehäuses 10 sitzt ein Scherkopf 12, der aus der Batterie 11 mit Strom versorgt wird. Im unteren Teil des Gehäuses ist ein Ladeanschluß 13 angeordnet. Der Scherkopf enthält einen Schermesserträger 15, auf dem die Schermesser in bekannter Weise drehbar gelagert sind, die gegen die Innenfläche einer Scherfolie 16 anliegen und durch einen Motor 14 angetrieben werden, der in der oberen öffnung des Gehäuses 10 befestigt und mit der wiederaufladbaren Batterie 11 verbunden ist. Hierzu ist ein Tragrahmen 17 für den Motor 14 über einen O-Ring 18 mit dem Gehäuse 10 flüssigkeitsdicht verbunden. Zwischen dem Tragrahmen 17 und einem Scherfolienhalter 19 für die Scherfolie 16 sitzt ein drehbarer Ring 20. Der Motor 14 hat eine Antriebswelle 21, die durch den mittleren Teil des Ringes 20 hindurchverläuft und mit dem Schermesserträger 15 verbunden ist. Die Antriebswelle 21 wird flüssigkeitsdicht von einer Dichtung umschlossen. Auf diese Weise ist der Scherkopf 12 über den O-Ring 18 und die Dichtung 22 mit dem Gehäuse 10 wasserdicht verbunden. Im Umfangsteil des Ringes 20 befinden sich Durchgangsbohrungen, die mit entsprechenden Bohrungen im ümfangsteil des unteren Abschnittes des Scherfolienhalters 19 fluchten. Der Scherkopf 12 kann daher unter einen Wasserstrahl gehalten und auf diese Weise vom Rasierstaub, der sich in dem Raum 23 innerhalb des Ringes 20 ansammelt, gereinigt werden, ohne daß die von dem Gehäuse 10 dicht umschlossenen Bauteile in Mitleidenschaft gezogen werden.

Nach dem vorliegenden Vorschlag ist nun im unteren Teil des

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Gehäuses ein Strömungsweg vorgesehen, über den in dem Gerät entstandene Gase entweichen können. Innerhalb des Gehäuses befindet sich ein rohrförmiges Gehäuse 30 für die wiederaufladbare Batterie 11. Im unteren Teil dieses rohrförmigen Gehäuses 30 ist eine Ringschulter 31 ausgebildet, die zusammen mit dem nach innen gezogenen Unterrand des Gehäuses 30 einen Sitz für eine Dichtplatte 32 bildet. Ein elastisches Ventilglied 33 liegt von außen gegen die Dichtplatte 32 an und schließt eine in dieser Dichtplatte 32 vorgesehene^ zentrale öffnung normalerweise flüssigkeitsdicht ab, läßt jedoch aus dem rohrförmigen Gehäuse 30 dort etwa entstehendes Gas nach außen abströmen. Gegen die Dichtplatte 32 liegt weiterhin eine pfannenförmige Anodenanschlußplatte 34 an, so daß sie das Ventilglied 33 umschließt. An dem flachen Boden der Anodenanschlußplatte 34 ist ein Anodenanschluß 35 befestigt» In der unteren stirnseitigen öffnung des Gehäuses 10 sitzt eine flüssigkeitsdichte Kappe 36 aus elastischem Material, die in ihrem nach oben gezogenen Randbereich einen nach innen weisenden ringförmigen Flansch 37 hat, der von außen in die Ringschulter 31 des rohrförmigen Batteriegehäuses 30 eingreift. Die Kappe 36 hat einen nach unten weisenden Vorsprung 38, der einen in axialer Richtung verlaufenden Strömungsweg umschließt und durch den der Anodenanschluß 35 flüssigkeitsdicht herausgeführt ist. In der unteren Stirnöffnung des Gehäuses 10 sitzt weiterhin eine einen Teil dieses Gehäuses bildende Bodenkappe 40, die über Schrauben 42 und 42a und einen O-Ring flüssigkeitsdicht mit der Bodenöffnung eines Außengehäuses 41 verbunden ist, in dem das Gehäuse 10 aufgenommen ist. Innenseitig trägt die Bodenkappe 40 eine gedruckte Schaltungsplatine 43, die eine mit der Batterie 11 in irgendeiner bekannten Weise verbundene Ladeschaltung bildet. Durch die Bodenkappe 40 sind mittels O-Ringen Anschlußstifte 44 und 45 flüssigkeitsdicht hindurchgeführt und an ihren innenliegenden Enden mit der gedruckten Schaltungsplatine 43 elektrisch verbunden und verlötet. Hierbei ist der Anschlußstift 44 hohl ausgebildet und umschließt ^:;- · ? * - 8 -

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Nach einer Weiterbildung des vorliegenden Vorschlages ist der als Belüftungsrohr ausgebildete Anschlußstift so beschaffen, daß das Gas selbst dann leicht abströmen kann, wenn das Rohrende zugesetzt ist. Diese Weiterbildung ist in Figur 6 dargestellt, in der die gleichen Teile wie in den Figuren 4 und 5 mit den gleichen, jedoch um 100 erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Ein hohler Anschlußstift 244 hat eine Gasausströmöffnung 255 in der Nähe einer Bodenkappe 240, durch welche sich der Anschlußstift 244 hindurcherstreckt und die gegenüber der Bodenöffnung eines Gehäuses 210 zurückversetzt ist, so daß selbst bei zugesetzter Spitze des Anschlußstiftes 244 das Gas aus letzerem über die Entlüftungsbohrung 255 entweichen kann. Der Ort der Anbringung der Entlüftungsbohrung ist so gewählt, daß selbst dann, wenn ein Verbindungsstecker beispielsweise eines Ladegerätes fest auf die Anschlußstifte 244 und 255 aufgeschoben ist, das Gas leicht entweichen kann. In allen übrigen Teilen und Funktionen stimmt diese Ausführungsform im wesentlichen mit derjenigen nach Figur 4 überein.

Nach einer anderen Ausführungsform kann das bis zu der flüssigkeitsdichten Kappe vorgedrungene Gas ohne Benutzung eines Anschlußstiftes nach außen abgeleitet werden. Figur 7 zeigt diese Ausführungsform, bei der die in den Figuren 1 bis 3 bereits dargestellten Teile mit den gleichen Bezugsziffern, jedoch mit vorangestellter Ziffer 3 bezeichnet sind. Hierbei ist ein flüssigkeitsdichtes Belüftungsrohr 356 mit seinem einen Ende flüssigkeitsdicht in einen Vorsprung 138 einer flüssigkeitsdichten Kappe 336 eingedrückt und ist durch eine Wand eines das Gehäuse 310 umschließenden Gehäuses 341 über eine flüssigkeitsdichte Packung 357 nach außen geführt und endet in einem Spalt zwischen dem Gehäuse 341 und einer daran befestigten Seitenplatte 358. Das Gas strömt aus dem Belüftungsrohr 356 über den Spalt durch eine Bohrung in der Seitenplatte 358 ab, wie durch den Pfeil F¹ angedeutet. In ihren übrigen Teilen entspricht diese Ausführungsform derjenigen nach den Figuren 1 bis 3.

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In Figur 8 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der ebenfalls der Anschlußstift nicht zum Ablassen des Gases benutzt wird. Gleiche Teile wie in den Figuren 1 bis 3 sind mit den gleichen Bezugsziffern, jedoch mit vorangestellter Ziffer 4 bezeichnet. Ein Belüftungsrohr 461 ist über eine Muffe 460 mit einem Vorsprung 438 einer flüssigkeitsdichten Kappe 436 verbunden und erstreckt sich nach unten durch eine gedruckte Schaltungsplatine 443 und eine elastische Packung 462 hindurch, welch letztere zwischen der Platine 443 und einer Bodenkappe 440 eines Gehäuses 410 gehalten ist, die eine Bohrung 463 zur Aufnahme des Unterendes des Belüftungsrohres 461 hat. Nach Erreichen des von der flüssigkeitsdichten Kappe 436 umschlossenen Raumes strömt somit das Gas weiter über das Belüftungsrohr 461 und die Bohrung 463 nach außen. In der gezeigten Schnittansicht ist lediglich ein Anschlußstift 444 zu erkennen, da der andere, dahinter liegende Anschlußstift verdeckt ist. Die übrigen Teile entsprechen denjenigen der vorbeschriebenen Ausführungsformen.

Bei einer Weiterbildung des vorliegenden Vorschlages sind zwei Gasströmungswege vorgesehen, von denen einer nur während des Ladens der Batterie freigegeben wird. Diese Weiterbildung ist in Figur 9 und 10 veranschaulicht, bei der die mit der Ausführungsform nach Figur 8 übereinstimmenden Teile mit gleichen, jeoch um 100 erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Mit dem hohlen Vorsprung 538 einer flüssigkeitsdichten Kappe 536 ist ein Stutzen 564 eines elastischen Abstandhalters 562 verbunden, der sich zwischen einer gedruckten Schaltungsplatine 543 und einer Bodenkappe 5 40 eines Gehäuses 510 befindet. Der hierdurch geschaffene Strömungsweg steht mit einer Bohrung 563 in der Bodenkappe 540 in Verbindung.

In einem anderen Teil der Bodenkappe 540 befindet sich eine weitere Bohrung 543, die mit einer öffnung 565 in einer gedruckten Schaltungsplatine 543 in Verbindung steht. In der

Bohrung 566 ist ein Ventilsitz 567 ausgebildet sowie eine Ventilstange 568 aufgenommen, die axial verschiebbar ist. Die Ventilstange 568 hat an ihrem außenliegenden Ende einen Ventilkopf 569, auf den in Abstand ein Ringflansch 571 folgt, zwischen welchen beiden Teilen ein O-Ring 570 liegt, der von innen gegen den Ventilsitz 567 anliegt. Auf das obere Ende der Ventilstange 568 drückt das eine Ende einer Schraubendruckfeder 57 3, deren anderes Ende sich gegen einen nach innen gerichteten Arm 572 des Gehäuses 510 abstützt. Im Normalfall wird somit der O-Ring 570 durch den Ringflansch 571 elastisch gegen den Ventilsitz 567 gedrückt.

Wenn nun beispielsweise die Bohrung 56 3 durch Staub oder dergleichen zugesetzt ist, erreicht das Gas den anderen Stömungsweg über eine Bohrung 565 in der gedruckten Schaltungsplatine 543. Beim Anschließen eines Ladegerätes 574 (Figur 10) das oberseitig mit einer Nase 575 versehen ist, wird die Ventilstange 569 durch diese Nase 575 nach oben gedrückt, so daß der O-Ring 570 von dem Ventilsitz 567 abhebt und das Gas gleichmäßig entweichen kann. Wenn der Innendurchmesser des Stutzens 564 klein genug gemacht wird, daß nur Gas hindurchströmen kann, kann in diesen Strömungsweg eindringende Flüssigkeit nicht über den elastischen Abstandhalter 62 hinausgelangen. Da der andere Stömungsweg mit der Bohrung 566 normalerweise nicht durchgängig ist, kann auch über diesen keine Flüssigkeit eindringen. Vorzugsweise ist daher auch der Innendurchmesser der Bohrung 566 erheblich größer als der Außendurchmesser der Nase 575 des Ladegerätes 57 4, so daß diese beim Eindringen in die Bohrung 566 keinen Staub in diesen Strömungsweg hineindrückt. Die übrigen Teile entsprechen wiederum denjenigen der zuvor beschriebenen Ausführungsformen.

Figur 11 zeigt eine Weiterbildung der in den Figuren 9 und 10 dargestellten Ausführungsform, und zwar mit einer zusätzlichen Bodenkappe, die am Unterteil des Gehäuses angeordnet ist. Es

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werden die gleichen Bezugszeichen wie in den Figuren 9 und 10, jedoch um 100 erhöht, benutzt. Ein elastischer Abstandhalter 662 hat einen Stuzen 664, der mit einer Öffnung 663 in der Seitenfläche einer Bodenkappe 640 in Verbindung steht, die am unteren Ende eines Gehäuses 610 angebracht ist. Auch bei dicht an der Unterseite der Bodenkappe 6 40 anliegendem Ladegerät kann etwa entstehendes Gas gleichmäßig über die zur. Seite hin offene Bohrung 66 3 abströmen. Die übrigen Teile entsprechen denjenigen der Ausführungsform nach den Figuren 9 und 10.

Der vorliegende Vorschlag wurde zwar anhand eines elektrischen Trockenrasierers näher erläutert, ist aber in gleicher Weise auf andere Geräte wie etwa elektrische Zahnbürsten, elektrische Haarschneidmaschinen, kleine elektrische Beleuchtungsgeräte wie Taschenlampen und Blitzlichter usw. anwendbar, soweit sie mit einer wiederaufladbaren Batterie versehen sind. Mögliche Abwandlungen dieses Vorschlages sind beispielsweise die Kombination der Maßnahmen entsprechend den Figuren 1 bis 3 und 7 oder die ergänzende Ausgestaltung der Ausfuhrungsformen nach den Figuren 1 bis 3, 4,5 und 6 mit den Weiterbildungen nach den Figuren 9 und 10.

Bei allen Ausführungsformen wird erreicht, daß sich innerhalb des elektrischen Gerätes mit wiederaufladbarer Batterie entwickelnde Gase über vorgegebene Strömungswege nach außen abströmen können, so daß kein Risiko einer durch einen Funken eines eingebauten Motors oder dergleichen ausgelösten Explosion besteht, die Lebensdauer und Betriebssicherheit des Gerätes also erheblich erhöht wird. Eine wesentliche Verbesserung wird hierbei noch durch die Möglichkeit geschaffen, daß das Gas während des Ladevorganges, der die Gasentwicklung verursacht, nach außen abgeleitet werden kann.

Claims

Dietrich Lewinsky

Heinz - Joachim Huber

Reiner Prietsch

Gotthardstr. 81

München 21

Matsushita Electric Works, Ltd. 19„ November 1982

14.359-IV/ek

Patentansnrüche :

Elektrisches Gerät mit wiederaufladbarer Batterie in einem, spritzwassergeschützten oder wasserdichten Gehäuse, das mit einer Anschlußvorrichtung zur Zuführung des Ladestroms versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Batterie eine Auslaßvorrichtung (32, 33) für in der Batterie etwa entstehende Gase zugeordnet ist und daß die Auslaßvorrichtung mit einem nach außen führenden Strömungsweg (46) verbunden ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Aus-1aßvorrichtung ein an den Anodenanschluß (34, 35) der Betterie (11) angrenzendes Ventilglied (33) umfaßt? das öffnet, sobald die entstandenen Gase einen vorgegebenen Druck erreicht haben.
3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie (11) von einem Gehäuse (30) umschlossen ist, das an der Anodenseite der Batterie offen ist und daß das Ventilglied (33) das offene Ende des Gehäuses (30) im Regelfall verschließt, jedoch bei Erreichen des vorgegebenen Druckes nach außen öffnet, und daß das offene Ende des Batteriegehäuses (30) und das Ventilglied (3 3^ von einer Vorrichtung (36) flüssigkeitsdicht umgeben sind, die aus dem Ventilglied (33) ausströmendes Gas am Eintritt in das Innere des Gerätes hindert.

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4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Eintritt des Gases in das Innere des Instrumentes verhindernde Vorrichtung aus einer elastischen Kappe (36) und einem Anodenanschluß (35) besteht, dessen eines Ende mit der Anode der Batterie (11) verbunden ist und dessen anderes Ende durch die elastische Kappe (36) hindurch nach außen geführt ist.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußvorrichtung zur Zuführung des Ladestromes flüssigkeitsdicht in das Gehäuse eingesetzt ist und zwei Anschlußstifte (44, 45) umfaßt, die mit einer Ladeschaltung (43) für die Batterie (11) verbunden sind und von denen wenigstens einer (44) hohl ausgebildet ist und einen Teil des nach außen führenden Strömungsweges bildet.
6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg ein Belüftungsrohr (46) umfaßt, das mit seinem einen Ende durch die elastische Kappe (36) hindurch in den von dieser umschlossenen Raum reicht und durch den hohlen Anschlußstift (44) verläuft, sowie wenigstens an seinem anderen Ende zur Vergrößerung des Öffnungsquerschnittes schräg abgeschnitten ist.
7. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Anschlußstifte (244, 245) in einer Vertiefung des Gehäuses (210) zur Aufnahme eines Ladegeräteanschlusses befinden und daß der hohle Anschlußstift (244) eine seitliche Entlüftungsbohrung (255) nahe dem Boden der Gehäusevertiefung hat.
8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg beim Anschließen eines getrennten Ladegerätes (574) öffnet.

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9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg in dem Gehäuse (510) vorgesehen ist und ein Ventil (567 bis 573) enthält.
10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet._r daß der Strömungsweq einen Ventilsitz (567) enthält und daß das Ventil aus einer Ventilstange (568) besteht, die ein Dichtorgan (570) trägt und unter einer elastischen Vorspannung steht, die das Dichtorgan (570) gegen den Ventilsitz (567) hält,
11. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg mit einer Öffnung in der elastischen Kappe in Verbindung steht und daß ein weiterer Strömungsweg im Bodenbereich des Gehäuses (510)vorgesehen ist, der öffnet, wenn mit diesem Bodenbereich ein getrenntes Ladegerät 1574) verbunden wird.
12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichent, daß der erste Strömungsweg in einer nahe dem Boden des Gehäuses (610) angeordneten, seitlichen Bohrung (663) endet.

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