DE4033909C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Spannungsversor­ gungsanordnung für elektrische Geräte, wie z. B. trag­ bare Computer od. dgl., umfassend eine Mehrzahl wieder­ aufladbarer Batterien bzw. Akkus, welche miteinander mechanisch und elektrisch verbunden und in eine Aus­ nehmung des Geräts formschlüssig einsetzbar sind.

Derartige Batteriepakete werden praktisch für alle batteriebetriebenen, tragbaren elektrischen Geräte benötigt. In den meisten Fällen werden die Batterien individuell in jeweils vorgesehene Plätze eines Kunststoff-Schalengehäuses eingesetzt. Um die Größen­ toleranzen unterschiedlicher Batteriehersteller aus­ gleichen zu können, müssen die Batterien in einem sol­ chen Gehäuse über Federkontakte gelagert werden. Dies bringt die Gefahr mit sich, daß bei mechanischen Er­ schütterungen die Qualität der Kontakte leidet oder Kontakte ganz unterbrochen werden, was zu einer Fehl­ funktion bzw. einer Nichtfunktion des jeweiligen Ge­ rätes führt.

Aus dem DE-G 83 06 383.8 ist es auch schon bekannt geworden, Batterien und auch wiederaufladbare Batte­ rien, eventuell unterschiedlicher Größe und gegebenen­ falls mit anderen Bauteilen zusammen, mittels eines Schrumpfschlauches zu einem Paket zu vereinen. Hier­ durch wird aber im wesentlichen nur ein mechanischer Zusammenschluß erreicht, wobei insbesondere auch keine Möglichkeit besteht, eine Anpassung der Paketabmessun­ gen an die Ausnehmung in dem jeweiligen Gerät vorzu­ nehmen.

Darüber hinaus ist es aus dem DE-G 86 20 714.8 bekannt, in einem hermetisch abgeschlossenen Gehäuse Batterien durch Abstandhalter zu fixieren wobei der Zwischenraum zwischen der Gehäusewand und den Batterien mit einem Isoliermaterial, z. B. Polyurethan-Schaum gefüllt ist.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein leichtes, kompaktes, an unterschiedliche Geräte individuell anpaßbares Batterienpaket zu schaf­ fen, welches zuverlässig kontaktierbar ist und ein Entgasen der Batterien ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Batterien bzw. Akkus in einen der Ausnehmung des Gerätes in der Form angepaßten Schaumstoffkörper einge­ schäumt sind, wobei der Schaumstoffkörper von Bohrungen durchsetzt ist, die ein Ausgasen der Akkus ermöglichen.

Ein derartiger Schaumstoffkörper, der z. B. aus Poly­ urethanschaum bestehen kann, läßt sich äußerst genau in seinen Außenabmessungen herstellen, wobei etwaige Größentoleranzen der Batterien selbst ausgeglichen werden. Aufgrund der porigen Struktur des Schaumstoffes ist dieser als solcher sehr leicht, so daß es zu einer wesentlichen Gewichtseinsparung im Vergleich zu in der Elektrotechnik z. B. üblichen Eingießverfahren unter Verwendung von Epoxidharz kommt.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß eine Kontakt­ leiste in den Schaumstoffkörper zur Außenseite hin frei liegend eingeschäumt ist. Vor dem Einschäumen wird die Mehrzahl von Batterien untereinander verdrah­ tet, wobei die Drahtenden zu dieser Kontaktleiste ge­ führt werden. Die Kontaktleiste kann in der Form mit­ tels entsprechender Formausnehmungen bzw. Vorsprünge ganz exakt positioniert werden. An ihrer Innenseite kann die Kontaktplatte Vorsprünge aufweisen, um eine zuverlässige Verankerung im Schaumstoffkörper zu er­ reichen. Nach der Entformung liegt die Kontaktplatte dann einerseits fest im Schaumstoffkörper verankert, andererseits bietet sie zur Außenseite hin frei zu­ gängliche, exakt positionierte Kontakte.

Insoweit ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Kontaktleiste eine Mehrzahl von Einschubhaltern zum Einschieben von mit Leitungsdrähten verbundenen elek­ trischen Kontaktplatten aufweist. Auf diese Weise kön­ nen die Kontaktplatten vor dem Umschäumen, d. h. vor Ausbildung des Schaumstoffkörpers, einfach in die Kon­ taktleiste eingeschoben werden.

Weiterhin kann vorgesehen sein, daß wenigstens zwei der Kontaktplatten mit einem Temperaturmeßwiderstand verbunden sind. Ein derartiger Temperaturmeßwiderstand kann dazu verwendet werden, insbesondere beim Laden eine unzulässige Erwärmung zu erfassen. Wenn dement­ sprechend also die Spannungsversorgungsanordnung aus dem Gerät herausgenommen und in ein korrespondierendes Ladegerät eingesetzt wird, kann gleichzeitig mit dem Einsetzen auch eine Kontaktierung der Temperaturüber­ wachung erfolgen.

Um zu vermeiden, daß es bei der Handhabung der Span­ nungsversorgungsanordnung vor dem Einsetzen in das Gerät oder in eine Ladeeinrichtung zu Kurzschlüssen durch Berührung der Kontakte kommen kann, kann vorge­ sehen sein, daß die Kontaktleiste mit einer abnehm­ baren Schutzabdeckung abgedeckt ist. Diese Schutzab­ deckung kann auch zurückklappbar oder zurückschiebbar ausgebildet sein.

Günstigerweise sind im Bereich der Kontaktplatten der Kontaktleiste in der Schutzabdeckung Meßbohrungen vor­ gesehen. Durch diese Meßbohrungen hindurch kann der Ladezustand der Spannungsversorgungsanordnung über­ prüft werden, ohne daß die Schutzabdeckung abgenommen werden muß. Trotzdem bleibt der Schutz gegen eine un­ beabsichtigte Kontaktierung unverändert aufrechter­ halten.

Auf die die Kontakte der Akkus bzw. Batterien aufwei­ senden Stirnseiten sind vorteilhafterweise gasdurch­ lässige Abdeckplatten aus Vliesmaterial od. dgl. aufge­ setzt. Durch diese Ausgestaltung wird dem Umstand Rechnung getragen, daß auch hochwertige wiederauflad­ bare Batterien zumindest unter bestimmten Umständen ausgasen. Diesem austretenden Gas muß ein Austreten nach außen möglich sein. Zusätzlich können noch Boh­ rungen eingebracht werden, welche ein problemloses Austreten des Gases erleichtern.

Die Abdeckplatten können Ausnehmungen zum Aufsetzen von Kontaktlaschen aufweisen, wobei die Kontaktlaschen zur Verbindung der Pole benachbarter Batterien dienen.

Um bereits vor dem Gießen des Schaumstoffkörpers die einzelnen Batterien zu positionieren und zusammenzu­ halten, können diese mittels eines Isolierschlauches od. dgl. gebündelt sein.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Aus­ führungsformen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungs­ gemäßen Spannungsversorgungsanordnung im fer­ tigen Zustand und

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Einzelteile einer erfindungsgemäßen Spannungs­ versorgungsanordnung vor dem Umschäumen.

Eine in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße Spannungsversorgungsanordnung 1 umfaßt eine Mehrzahl von runden, stabförmigen, wiederaufladbaren Batte­ rien 2, von welchen z. B. je drei in einer Reihe hin­ tereinander und je drei derartiger Reihen neben­ einander ein Paket bilden. Die einzelnen Reihen sind mittels eines Isolierschlauches 3 vorgebündelt. Kon­ taktierungsplatten 4 und Drähte 5 sorgen für eine Verbindung der aufladbaren Batterien 2 in Form einer Reihenschaltung, wobei die freien Enden der Drähte 5 mit Kontaktplatten 6 verbunden sind. Weiterhin kann eine Temperaturüberwachung in Form von Temperatur­ meßwiderständen 7 vorgesehen sein, welche ebenfalls mit Kontaktplatten 6 verbunden sind. Diese Kontakt­ platten 6 werden in Halteausnehmungen 7 einer Kon­ taktleiste 8 eingeschoben. Die Kontaktleiste 8 weist Ansätze 9 zur Erzielung einer festen Verbindung mit dem herzustellenden und nachfolgend beschriebenen Schaumstoff-Formkörper auf.

Die Kontaktleiste 8 ist mittels einer Abdeckung 10 ab­ gedeckt, welche, wie gestrichelt angedeutet, zurück­ klappbar bzw. zurückziehbar oder abnehmbar ist, wenn die Spannungsversorgungsanordnung in ein Gerät einge­ setzt werden soll.

In der Schutzabdeckung 10 ist eine Mehrzahl von Meß­ bohrungen 11 vorgesehen, welche das Aufsetzen von Prüfspitzen eines Meßinstrumentes gestatten, um den Ladezustand zu ermitteln.

Auf die Stirnseiten 12 des Batteriepakets sind Abdeck­ platten 13 aufgesetzt, welche sich längs der Oberseite erstreckende Laschen 14 aufweisen, welche mit Entlüf­ tungsbohrungen 15 versehen sind, die mit Bohrungen 19 im Schaumstoff-Formkörper 17 korrespondieren. Die Platten 13 selbst weisen Ausnehmungen 16 auf, um das Anbringen von Kontaktierungsplatten 4 zu ermöglichen.

Zusätzlich oder alternativ kann der Schaumstoff-Form­ körper 17 Aussparungen (nicht dargestellt) aufweisen, die im Isolierschlauch 3 angeordnete Öffnungen (nicht dargestellt) freilegen und so das Ausgasen erleichtern bzw. ermöglichen.

Die in Fig. 2 dargestellte, vorstehend beschriebene Anordnung wird nach Einsetzen in eine Gußform mit Polyurethan-Schaumstoff unter Ausbildung eines Schaum­ stoff-Formkörpers 17 umgossen, der in Fig. 1 im gegos­ senen Zustand und in Fig. 2 ebenfalls im fertigen Zu­ stand, jedoch nur strichpunktiert, eingezeichnet ist.

Wie sich noch aus Fig. 1 ergibt, können in dem Schaum­ stoff-Formkörper 17 Halteausnehmungen 18 vorgesehen sein, welche mit korrespondierenden Ausnehmungen an der geräteseitigen Ausnehmung zusammenwirken und eine exakte Positionierung sicherstellen. Sofern es erfor­ derlich ist, die Spannungsversorgungsanordnung selbst einrastbar am Gerät festzulegen, können im Bereich dieser Ausnehmungen 18 z. B. federbeaufschlagte Halte­ schieber vorgesehen sein.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß mit der erfin­ dungsgemäßen Spannungsversorgungsanordnung eine kom­ pakte, leichte Anordnung geschaffen wird, welche eine sehr problemlose Handhabung beim Einsetzen in das Gerät bzw. in das Ladegerät ermöglicht, welche eine hohe Sicherheit gegen unbeabsichtigte Kurzschlüsse bietet und eine leichte Kontrolle des Ladezustandes und des Ladevorganges gewährleistet.

Claims (9)

1. Spannungsversorgungsanordnung für elektrische Geräte, insbe­ sondere für tragbare Computer, umfassend eine Mehrzahl wiederaufladbarer Batterien bzw. Akkus, welche miteinander mechanisch und elektrisch verbunden und in eine Ausnehmung des Geräts formschlüssig einsetzbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterien bzw. Akkus (2) in einen der Ausnehmung des Geräts in der Form angepaßten Schaumstoffkörper (17) eingeschäumt sind, wobei der Schaumstoffkörper (17) von Bohrungen (19) durchsetzt ist, die ein Ausgasen der Akkus ermög­ lichen.

2. Spannungsversorgungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kontaktleiste (8) in den Schaumstoffkörper (17) zur Außenseite hin frei liegend eingeschäumt ist.

3. Spannungsversorgungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktleiste (8) eine Mehrzahl von Einschubhaltern (7) zum Einschieben von mit Leitungsdrähten (5) verbundenen elektrischen Kon­ taktplatten (6) aufweist.

4. Spannungsversorgungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei der Kon­ taktplatten (6) mit einem Temperaturmeßwiderstand (7) verbunden sind.

5. Spannungsversorgungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktleiste (8) mit einer vor dem Einsetzen in das elektrische Gerät ab­ nehmbaren Schutzabdeckung (10) abgedeckt ist.

6. Spannungsversorgungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Kontakt­ platten (6) der Kontaktleiste (8) in der Schutzab­ deckung (10) Meßbohrungen (11) vorgesehen sind.

7. Spannungsversorgungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die die Kontakte der Akkus bzw. Batterien (2) aufweisenden Stirnseiten (12) gasdurchlässige Abdeckplatten (13) aus Vliesmaterial od. dgl. aufgesetzt sind.

8. Spannungsversorgungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatten (13) Ausnehmungen (16) zum Aufsetzen von Kontaktlaschen (4) aufweisen.

9. Spannungsversorgungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Akkus oder Batterien (2) vor dem Umgießen mittels eines Isolierschlauches (3) gebündelt sind, wobei der Schaumstoffkörper (17) Aussparungen aufweist, die Öffnungen im Isolierschlauch (3) freilegen.