DE579157C - Elektrische Batterie - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung bildet eine elektrische Batterie, innerhalb welcher Einheiten von Trockenelementzellen zwecks Bildung einer Batterie von jeweils gewünschter Kapazität vereinigt sind und welche Batterien mit fest untereinander verbundenen Zellen gegenüber den großen Vorteil bietet, daß eine verbrauchte Zelle ohne weiteres leicht und mühelos ausgeschieden bzw. durch eine frische ersetzt werden kann, die Lebensdauer und Brauchbarkeit der gesamten Batterie also ganz beträchtlich erhöht bzw. mit geringem Aufwand ständig aufrechterhalten werden kann. Die Batterien gemäß der Erfindung eignen sich insbesondere für Radioempfangs- und Sendeapparate, als Hochspannungsanode oder B-Batterie in Verbindung mit Heizrohren.

Ein Hauptvorteil der Batterien gemäß der Erfindung besteht darin, daß die gesamten Einzelteile der Batterie in dem sie enthaltenden, zweckmäßig mit einem Seitendeckel versehenen Behälter in so einfacher und sicherer Weise angeordnet sind, daß die Zusammensetzung bzw. Auswechslung auch von dem Ungeübtesten leicht und mühelos vorgenommen werden kann. Unter Berücksichtigung dessen wird zweckmäßig keines der Innenteile der Batterie einschließlich der Zwischenwände unlösbar angeordnet. Andererseits werden aber alle Teile durch Druck in ihrer Lage gesichert, so daß jedes Einzelteil leicht zwecks Prüfung oder Ersatz losgelöst werden kann. Die hierfür vorgesehenen Mittel-sind dabei derart, daß der die Batterie enthaltende Behälter beträchtlich erschüttert werden kann, ohne daß die Einzelteile die ihnen gegebene Lage ändern.

Es ist bekannt, elektrische Batterien mit mehreren durch Spiralfedern ergänzten Zellensäulen abwechselnder Stromrichtung herzustellen, die nebeneinander in einem durch Scheidewände entsprechend unterteilten Behälter angeordnet und mit Ausnahme der beiden mit gesonderten Kontaktplatten versehenen Endpole der Batterie wechselseitig paarweise durch Kontaktplatten leitend verbunden sind. Derartige Batterien bieten wohl die Möglichkeit, aus ihnen je nach der Anzahl der in den Entnahmestromkreis eingeschalteten Einzelelemente Strom verschiedener Spannung zu entnehmen. Sie besitzen aber den großen Nachteil, daß ihre Einzelteile nur unter Schwierigkeiten ausgewechselt und die Gesamtbatterie nur umständlich in ihre Einzelteile zerlegt werden kann. Soll z. B. eine Einzelzelle geprüft oder erneuert werden, so muß erst der Kopfteil des Batterierahmens abgeschraubt und einschließlich der Kontaktplatten abgenommen werden. Dann müssen die darüber angeordneten Zellen einschließlich der Federkappen entfernt und schließlich auch noch die gewünschte Zelle in umständlicher Weise aus dem sie enthältenden Schachtteil des Batterie^·

behälters herausbefördert werden, was im allgemeinennur durch völliges Auf-den-Kopf-Stellen der Batterie mögKch ist. Hierbei läßt es sich praktisch nicht vermeiden, daß auch die übrigen Zellensäulen zum mindesten teilweise mit herausfallen und somit das Ganze in entsprechende Unordnung gerät. Derselbe umständliche Weg ist dann wieder für das Zusammenfügen der Batterie erforderlich und wiederholt sich immer to wieder beim Nachprüfen der Einzelzellen. Sinngemäß das gleiche gilt auch für die Herausnahme und den etwaigen Ersatz der Kontaktplatten und der zwischen den Zellensäulen angeordneten Zwischenwände. Gemäß der Erfindung werden derartige Batterien von allen diesen Schwierigkeiten befreit und derart gestaltet, daß sie in einfachster Weise ohne Störung des sonstigen Verbundes jederzeit die Nachprüfung und den Ersatz jedes Einzelteils gestatten. Die kennzeichnenden Merkmale der Batterien gemäß der Erfindung bestehen darin, daß die Kontaktplatten mit quer liegenden Einkerbungen bzw. Ausbuchtungen versehen sind und die Innenwände des Behälters diesen entsprechende Aussparungen aufweisen und die Scheidewände in diese Einkerbungen der Kontaktplatten eingeschoben sind, so daß die federnd gelagerten Zellensäulen die an sich lose gelagerten Kontaktplatten und diese wieder ihrerseits die Scheidewände bei leichter Auswechselbarkeit der Einzelteile in ihrer Lage gegenüber dem Behälter sichern.

Diese leichte Auswechselbarkeit aller Einzelteile unterscheidet den Erfindungsgegenstand von den bekannten, mit den vorerwähnten Schwierigkeiten behafteten Konstruktionen in grundsätzlicher Weise und bedingt ihren großen praktischen Wert jenen gegenüber. Bei den Batterien gemäß der Erfindung kann so z, B. jede Einzelzelle, ohne daß sonstige Teile gelöst oder aus ihrer Lage gebracht werden müßten, ohne weiteres aus dem Behälter herausgenommen, geprüft und in gleicher Weise wieder eingesetzt bzw. erforderlichenfalls durch eine neue EinzelzeUe ersetzt werden. Das gleiche gilt für die die einzelnen Zellensäulen ergänzenden Spiralfedern, die Kontaktplatten und die Zwischenwände, falls erstere in ihrer Spannkraft nachgelassen haben oder z. B. durch oxydierende Einflüsse in ihrem Kontakt unsicher geworden sein sollten oder falls die Kontaktplatten bei nachlassender Leitfähigkeit gereinigt bzw. ersetzt oder die Zwischenwände zum entgegengesetzten Zweck im Bedarfsfalle gesäubert oder erneuert werden sollen. Mit den vorerwähnten charakteristischen Merkmalen unterscheiden sich die Batterien gemäß der Erfindung auch in vorteilhaftester Weise von Batterien anderer bekannter Konstruktionen, die nur aus einzelnen durch Federkontakte leitend verbundenen Zellen bzw. Zellensäulen bestehen, welche "in -entsprechend ausgehöhlten aufklappbaren Behältern untergebracht sind. Derartige weder lösbare Scheidewände noch solche sichernde Kontaktplatten noch, durch Federn ergänzte Zellensäulen enthaltende Konstruktionen sind für den allgemeinen Bedarf viel zu kostspielig und kommen demzufolge praktisch auch nur für kleine Einheiten in Betracht.

Nach einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung werden zwecks besonders guter Lagesicherung für die nicht auf den die Zellensäulen verbindenden Kontaktplatten ruhenden Endteile der Scheidewände entsprechende, zu ihrer Führung bzw. Aufnahme geeignete Aussparungen an der Innenwahdung des Behälters angebracht.

Vorteihaft ist es weiter, in" der Behälterwandung an den sämtlichen Kontaktplatten oder mindestens den beiden Endkontaktplatten entsprechenden Wandungsteilen des Behälters Durchbrüche vorzusehen und in dieselben Kontaktstücke, z. B. Muffen, vorzugsweise lösbar einzulassen, die einerseits mit den Kontaktplatten in Berührung stehen oder mit diesen verbunden sind und andererseits zur Aufnahme von Stromentnahmevorrichtungen, wie Klemmschrauben, Steckern u. dgl., geeignet oder dazu ausgebildet sind. Zur Erzielung eines besonders guten Kontaktes können die die Zellehsäulen ergänzenden Spiralfedern, die zweckmäßig am jeweils wechselseitigen Ende der ZeUensäulen anzuordnen sind, an einem oder beiden Enden mit vorteilhaft runden und zum Abnehmen eingerichteten Kontaktkappen versehen werden.

Der Gegenstand der Erfindung wird durch die beihegenden Abbildungen näher erläutert.

Fig. ι zeigt einen Behälter mit abgenommenem Seitendeckel, in dessen Innerem eine Reihe von Einzelzellen im Sinne vorliegender Erfindung zu einer Batterie zusammengestellt sind. - '

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt entsprechend dem Schnitt II-II von Fig. 1 mit aufgelegtem Seitendeckel.

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Teüansicht von Fig. i.

Fig. 4 zeigt eine Spannfeder mit aufgesetzten no Endkappen.

Der flache Behälter 1, in dem die einzelnen Zellen C unter Bildung von Zellensäulen angeordnet sind, kann aus irgendeinem geeigneten Material, wie Holz, Fiber, Kautschuk, Hartgummi o. dgl., oder mehreren solcher Materialien oder auch aus Metall mit geeigneter Isolierung hergestellt werden.

Der Behälter ist durch, eine Reihe von vorzugsweise parallel gerichteten Scheidewänden 2 unterteilt, welche die Abteilungen 3 bilden, die ihrerseits ungefähr den Ausmaßen der Trocken-

elementzellen entsprechen, um eine seitliche Lageveränderung der letzteren zu vermeiden. Dabei richtet sich die Zahl der Abteilungen bzw. die Trockenelementzahl danach, welche Maximalkapazität jeweils für die Batterie gefordert wird, bzw. umgekehrt diese nach jener. An dem einen Ende jeder Abteilung 3 ist eine Spiralfeder 4 aus geeignetem Metall, z.B. versilbertem Kupfer, angeordnet, um die einzelnen Zellen zusammenzuhalten. Am entgegengesetzten Ende der Abteilungen ist eine Kontaktplatte 5 o. dgl., vorzugsweise aus einem Metall geringen Leitwiderstandes, angeordnet. Die Spiralfedern 4 sind an beiden Enden mit abnehmbaren zylindrischen Kontaktkappen 15 versehen, die zweckmäßig ebenfalls aus einem Metall geringen Leitwiderstandes hergestellt sind und bei welchen der flache Kopfteil eine gute breite Kontaktfläche gegenüber dem negativen Pol 11 der Zellen und der Kpntaktplatte 5 bietet.

Die Kontaktplatten 5 fassen über die Enden von zwei benachbarten Zellensäulen und bilden eine Stromverbindung zwischen dem positiven Pol 10 am Zellenende und der leitenden Feder 4 der anschließenden bzw. benachbarten Zellensäule.

Jede Kontaktplatte 5 wird in ihrer Lage gegenüber dem Behälter durch das entsprechende Endteil einer Zwischenwand gehalten. Insbesondere um jegliche seitliche Verschiebung der . Kontaktplatten mit Sicherheit auszuschließen, ist jede derselben mit einer Ausbuchtung 13 und Einkerbung 17 versehen und die Wandung 16 des Behälters mit entsprechenden Aussparungen 12 ausgestattet, in welche die Ausbuchtungen 13 - der Kontaktplatte eingreifen. Die Kontaktplatten werden in dieser Lage dadurch gehalten, daß das eine Ende der betreffenden Scheidewand 2 in die Einkerbung 17 der Kontaktplatte eingreift und das andere Ende der Scheidewand in eine entsprechende Aussparung 12 an der entgegengesetzten Wandung 16 des Behälters eingefügt ist.

Es ist hervorzuheben, daß eine besondere Geschicklichkeit nicht dazu erforderlich ist, die Federn und Zwischenwände einzusetzen. Ebenso können die Zwischenwände der Kontaktplatten jederzeit leicht ausgewechselt werden. .

Weiterhin ist zu erwähnen, daß die Zellen den benachbarten Abteilungen jeweils entgegengesetzt angeordnet werden, daß die Federn zweckmäßig jeweils am entgegengesetzten Ende angebracht werden und daß eine Kontaktplatte jeweils den positiven Pol 10 eines Zellensäulenendes mit der Feder 4 verbindet, welche mit dem negativen Endpol 11 einer anderen Zellensäule in Verbindung steht.

Endkontaktplatten 6 und 6^a aus Metall ge-:

ringen Leitwiderstandes, die kürzer · sind als die anderen Kontaktplatten 5, werden an den entsprechenden Enden der Batterie angebracht und mit den Stromentnahmevorrichtungen 7 und 8 verbunden, an welchen ein Strom ent- ' sprechend der Gesamtkapazität der Batterie abgeleitet werden kann.

Der positive Pol 10 der Endzelle wird durch Federdruck gegen die Kontaktplatte 6 gepreßt und erhält diese so in ihrer Lage. In gleicher · Weise ist dies mit der Kontaktkappe 15 der Feder 4 und der Kontaktplatte 6" am anderen Batterieende der Fall.

Von den Kontaktplatten 6 und 6° kann jede mit einem Kontaktstück ig, z. B. einer Muffe, versehen werden, das in einem entsprechenden Durchbruch 20' in die Wandung des Behälters eingelassen ist.' Dieses Kontaktstück kann entweder zur Aufnahme von Stromentnahme-Vorrichtungen 7 o*der 8, wie Klemmschrauben, ; ■ Steckern o. dgl., eingerichtet oder dazu ausgebildet werden. Diese Kontaktstücke oder Stromentnahmevorrichtungen können entweder unabhängig von der Kontaktplatte eingeführt und nur mit dieser- -in leitende Berührung, ge- · bracht oder auch mit dieser fest verbunden werden. Im ersteren Falle kann z. B. auch noch ein besonderer Verbindungsstift 21 zur Herstellung des erforderlichen Kontaktes eingefügt werden.

Die Länge jeder Abteilung ist derart zu wählen, daß der Zwischenraum zwischen dem Ende der Feder 4 und der entgegengesetzt angeordneten Kontaktplatte genügt, eine Reihe von Trockenzelleneinheiten C in der aus Fig. 1 "■· ersichtlichen Weise unter Bildimg einer Zellensäule in gegenseitigen Kontakt unter zubringen. Die Zelleneinheiten C werden gemäß Fig. 1 in jeder Abteilung in gerader Reihe zweckmäßig derart angeordnet, daß jeweils der positive Pol 10 des einen Endes mit dem negativen Pol 11 am anderen Ende der nächstfolgenden Zelle in Verbindung steht, und daß die Kontaktkappen 15 jeder Feder einerseits gegen das negative Polende ΐϊ der jeweiligen Endzelle und andererseits gegen die entsprechende Kontaktplatte 5, 6 oder 6^a rücken. Die Batterien können auch mit Stromentnahmevorrichtungen 14 an der Außenseite des Behälters versehen werden, um die Entnahme eines Stromes beliebiger, jeweils gewünschter Stärke zu ermöglichen, wie dies in den Abbildungen durch die Positionen 22 und" 23 dargestellt ist und oben für die beiden Endpole der Batterie näher ausgeführt wurde. In Fig. 1 sind solche Teile nur in Verbindung mit einigen der Zellensäulen dargestellt, sie können aber natürlich auch entsprechend den sämtlichen Kontaktplatten vorgesehen werden.

Es ist weiterhin hervorzuheben, daß die Batterien)· idie in den Abbildungen mit nach-

einandergeschalteten Zellen dargestellt sind, natürlich auch in sinngemäß gleicher Weise in Parallelschaltung oder auch gleichzeitig beiden Schaltarten ausgebildet werden können. Wie aus ^ Fig. 2 ersichtlich ist, steht der Deckel ii, wenn er auf den Behälter aufgelegt ist, in dichter Berührung mit den einzelnen Zellen,, so daß er auch seinerseits geeignet ist, die Zellen gegen Lageveränderung und Unterbrechung des Kontaktes zu sichern. Es ist dabei zu betonen, daß die Entfernung oder Öffnung des Deckels die Stromverbindung nicht unterbricht, wie dies im Gegensatz zu den Batterien gemäß vorliegender Erfindung bei einigen bekannten Batterien der Fall ist.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Elektrische Batterie mit mehreren aus übereinandergestapelten, durch Berührung hrntereinandergeschalteten Trockenelementzellen gebildeten und durch Spiralfedern ergänzten Zellensäulen abwechselnder Stromrichtung, die nebeneinander in einem durch Scheidewände entsprechend unterteilten, zweckmäßig mit Seitendeckel versehenen Behälter angeordnet und mit Ausnahme der beiden mit gesonderten Kontaktplatten versehenen Endpole der Batterie wechselseitig paarweise durch Kontaktplatten leitend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktplatten mit quer liegenden Einkerbungen bzw. Ausbuchtungen versehen sind, die Innenwände des Behälters diesen entsprechende Aussparungen aufweisen und die Scheidewände in diese Einkerbungen der Kontaktplatten eingeschoben sind, so daß die federnd gelagerten Zellensäulen die an sich lose gelagerten Kontaktplatten und diese wieder ihrerseits die Scheidewände bei leichter Auswechselbarkeit der Einzelteile in ihrer Lage gegenüber dem Behälter sichern.
2. 2. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die nicht auf den die Zellensäulen verbindenden Kontaktplatten ruhenden Endteile der Scheidewände entsprechende, zu ihrer Führung bzw. Aufnahme geeignete Aussparungen an der Innenwandung des Behälters angebracht sind.
3. 3. Batterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Behälterwandung an den sämtlichen Kontaktplatten oder mindestens den beiden Endkontaktplatten entsprechenden Wandungsteilen des Behälters Durchbrüche vorgesehen und in dieselben Kontaktstücke, z.B. Muffen, vorzugsweise lösbar eingelassen sind, die einerseits mit den Kontaktplatten in Berührung stehen oder mit diesen verbunden sind und andererseits zur Aufnahme , von Stromentnahmevorrichtungen, wie Klemmschrauben, Steckern u. dgl., geeignet oder dazu ausgebildet sind.
4. 4. Batterie nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zellensäulen ergänzenden, vorzugsweise an einem oder beiden Enden mit zweckmäßig runden und zum Abnehmen eingerichteten Kontaktkappen versehenen Spiralfedern am jeweils wechselseitigen Ende der Zellensäulen angeordnet .sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen