DE9403891U1

DE9403891U1 - Akku-Pack

Info

Publication number: DE9403891U1
Application number: DE9403891U
Authority: DE
Original assignee: AEG Mobile Communication GmbH
Current assignee: AEG Mobile Communication GmbH
Priority date: 1994-03-08
Filing date: 1994-03-08
Publication date: 1995-07-06
Anticipated expiration: 2004-03-09

Description

Akku-Pack

Die Erfindung bezieht sich auf einen Akku-Pack, bestehend aus einem Käfig aus Kunststoffmaterial und mehreren darin aufgenommenen zylindrischen Akkumulatorzellen, die die äußeren Abmessungen gewöhnlicher Primärzellen für die Stromversorgung elektrischer Geräte aufweisen.

Akku-Packs dieser Art sind allgemein bekannt. Sie werden zur Stromversorgung beispielsweise von Videokameras, Blitzlichtgeräten, Geräten der Unterhaltungselektronik, Funkgeräten und Elektrowerkzeugen verwendet, um nur einige Anwendungsgebiete zu nennen. Die in dem Käfig gehaltenen Akkumulatorzellen weisen die äußeren Abmessungen gewöhnlicher Primärzellen auf, wie sie für die Stromversorgung der vorgenannten Geräte ebenfalls allgemein eingesetzt werden. Die Abmessungen solcher Primärzellen und Akkumulatorzellen sind genormt. Je nach Größe werden sie z.B. "Mono", "Baby", "Lady", "Mignon" oder "Micro" genannt.

Im Gegensatz zu Primärzellen, die in aller Regel einzeln gehandhabt werden und in Geräte der genannten Art einzeln, d.h. eine nach der anderen eingesetzt und daraus entnommen werden, finden Akkumulatorzellen im allgemeinen gepackt Anwendung, d.h. mehrere Zellen sind durch eine äußere Umhüllung miteinander vereinigt und in aller Regel innerhalb der Umhüllung elektrisch miteinander in Reihe geschaltet, um an zwei äußeren Anschlüssen eine erhöhte, vom jeweiligen Einsatzzweck verlangte Spannung zur Verfügung zu stellen, die von der Zahl der in Reihe geschalteten Zellen abhängt. Zu solchen Akku-Packs werden Ladegeräte bereitgestellt, die als Zubehör zumeist zusammen mit dem von dem Akku-Pack betriebenen Gerät verkauft werden und die vom Akku-Pack genötigte erhöhte Ladespannung abgeben und die zu dem Akku-Pack passenden Anschlüsse aufweisen. Durch die Zusammenfassung mehrerer Akkumulatorzellen zu einem Pack ist die Handhabung sehr erleichtert, insbesondere wenn bei Erschöpfung der Akku-Ladung ein schneller Austausch der Zellen ausgeführt wer-

den soll.

Andererseits besteht mitunter der Wunsch, ein Gerät der vorgenannten Art anstatt mit einem Akkumulator mit Primärzellen zu betreiben, insbesondere um die Betriebsbereitschaft an Plätzen sicherzustellen, an denen die für die Aufladung von Akkumulatorzellen erforderlichen Stromquellen nicht zur Verfugung stehen. Angesichts der Tatsache, daß die Abgabespannungen beispielweise von NC-Zellen mit 1,2V und von Primärzellen mit 1,5 V nur wenig voneinander abweichen, wirft der Ersatz von Akkumulatorzellen durch Primärzellen in aller Regel elektrisch kein Problem auf, wohl aber, wenn die Abmessungen von Akku-Pack und Primärzellensatz sich merklich unterscheiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Akku-Pack anzugeben, der für die Verwendung in einem Gerät geeignet ist, das wahlweise von dem Akku-Pack oder von einer Anzahl von Primärzellen mit Strom versorgbar sein soll.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Um die vorgenannten Forderungen zu erfüllen, muß der Akku-Pack insgesamt Maße aufweisen, die den Gesamtabmessungen einer entsprechenden Anzahl von Primärzellen weitestgehend gleichen, damit in dem Aufnahmefach eines von den Primärzellen bzw. dem Akku-Pack mit Strom zu versorgenden Geräts wahlweise der Akku-Pack oder die betreffende Anzahl von Primärzellen ohne weitere besondere Anpassungen untergebracht werden können.

Die Verwendung von Akkumulatorzellen in dem Akku-Pack, die die Abmessungen üblicher Primärzellen haben, ist auch wirtschaftlich von Vorteil, weil solche Akkumulatorzellen handelsüblich sind und in großer Zahl angeboten werden und daher entsprechend preiswert sind.

Der Käfig, der die Akkumulatorzellen zum Pack vereinigt, darf die Umrißmaße der gegebenen Gesamtzahl Akkumulatorzellen nur unwesentlich vergrößern, damit bei Ersatz des Akku-Packs mit einer gegebenen Anzahl Zellen durch einen Satz mit gleichviel Primärzellen letztere in dem Aufnahmefach des davon versorgten elektrischen Geräts nicht zu viel Spiel haben.

Weil das betreffende elektrische Gerät wahlweise durch Primärzellen, die ja stets einzeln von dem Gerät kontaktiert werden, und wahlweise durch den Akku-Pack mit Strom versorgbar sein soll, müssen die Akkumulatorzellen trotz ihrer Vereinigung im Akku-Pack einzeln von außen kontaktierbar sein, wozu die Stirnseiten des Käfigs eine der Zahl der Akkumulatorzellen entsprechende Zahl von Durchbrüchen für die Kontaktierung aufweisen. Um eine sichere Kontaktgabe an allen Akkumulatorzellen zu gewährleisten, müssen diese in dem Käfig unabhängig voneinander in axialer Richtung in gewissem Umfang beweglich sein. Wegen der Kompatibilität mit einer durch Primärzellen besorgten Stromversorgung sind die Akkumulatorzellen in dem Akku-Pack elektrisch nicht miteinander verbunden.

Für die Vereinfachung der Herstellung des Käfigs besteht dieser zweckmäßigerweise aus zwei Teilen, die in axialer Richtung auf die Akkumulatorzellen aufgeschoben werden und miteinander verbunden werden, zweckmäßigerweise verrasten. Diese Teile bestehen vorteilhafterweise aus Kunststoff, weil dieser sich leicht verarbeiten läßt und zugleich isoliert, und sie sind wegen der erläuterten Maßforderungen dünnwandig ausgeführt, wobei beispielsweise für die Aufnahme von 3 bis 6 Akkumulatorzellen der Größe "Lady", "Mignon" oder "Micro" unter Stabilitätsgesichtspunkten eine Wanddicke von 0,5 mm vollkommen ausreicht.

Es bietet sich natürlich an, zur leichteren Handhabbarkeit von Primärzellen auch solche in einen Käfig der beschriebenen Art miteinander zu vereinigen, wozu man leicht den Käfig hernehmen könnte, wenn die Akkumulatorzellen unbrauchbar geworden sind. Dadurch wird aber Gefahr heraufbeschworen. Wenn nämlich der

Käfig mit Primärzellen bestückt würde, dann könnte der so gebildete Primärzellen-Pack versehentlich oder aus Unwissenheit in ein Ladegerät eingesetzt werden, oder ggf. innerhalb des mit ihm bestückten Geräts geladen werden, wenn dieses mit entsprechenden Ladeeinrichtungen versehen oder verbindbar ist, was bekanntlich fatale Folgen haben kann. Um zu verhindern, daß der Käfig des Akku-Packs nach dem Unbrauchbarwerden der Akkumulatorzellen geöffnet und mit Primärzellen bestückt wird, ist der Käfig zweckmäßigerweise so gestaltet, daß er nur durch Zerstörung geöffnet werden kann. Das gilt auch dann, wenn der Käfig aus zwei miteinander verbundenen Teilen besteht. Die Käfigteile können daher ggf. zusätzlich zu einer unlösbaren Verrastung zweckmäßigerweise auch noch miteinander verklebt oder verschweißt sein.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß nach dem Unbrauchbarwerden der Akkumulatorzellen durch Aufbrechen des Käfigs die Akkumulatorzellen getrennt vom Käfig entsorgt werden können.

Vorteilhafterweise kann der Käfig des Akku-Packs außerdem mit einer Sicherheitseinrichtung versehen sein, die sicherstellt, daß ein Ladevorgang an Zellen, die in das von diesen zu versorgende Gerät eingesetzt sind, nur dann möglich ist, wenn sich die Zellen in einem Akku-Pack-Käfig befinden. Wenn also in das Gerät Primärzellen eingesetzt sind, fehlt diese Sicherheitseinrichtung und wird den Zellenanschlüssen des Gerätes keine Ladespannung zugeführt, auch wenn das Gerät in den Ladebetrieb gebracht ist. Eine solche Sicherheitseinrichtung kann beispielsweise ein Vorsprung sein, der an dem Käfig des Akku-Packs ausgebildet ist und in eine entsprechende Vertiefung im elektrischen Gerät paßt und dort einen Schaltvorgang hervorruft.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf zwei in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung einer ersten Ausführungs-

form der Erfindung ohne Akkumulatorzellen;

Fig. 2 eine Darstellung der Einzelteile der Ausführungsform von Fig. 1, und zwar

a) das Oberteil von unten;

b) das Oberteil von der Schmalseite gesehen, teilweise geschnitten;

c) das Oberteil von der Breitseite her gesehen, teilweise geschnitten;

d) das Unterteil von der Breitseite her gesehen, und

e) das Unterteil von oben;

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, ohne Akkumulatorzellen.

Der übersichtlichkeithalber sind in Fig. 1 keine Akkumulatorzellen dargestellt, da diese handelsüblich und allgemein bekannt sind und nicht erläutert zu werden brauchen. Fig. 1 zeigt daher nur einen Käfig zur Bildung des Akku-Packs, bestehend aus einem Oberteil 1 und einem Unterteil 2, die im vorliegenden Falle zur Aufnahme von drei Akkumulatorzellen bestimmt sind und entsprechende Aufnahmeabteile 3 aufweisen. Das Käfigoberteil 1 hat eine Stirnwand 4, die in jedem Abteil 3 einen Durchbruch 5 aufweist, durch den hindurch der dort liegende elektrische Anschluß der Akkumulatorzelle von außen zugänglich ist. Entsprechend hat das Käfigunterteil 2 eine Stirnwand 6, die an jedem Abteil mit einem Durchbruch 7 versehen ist.

Außerdem ist an der unteren Stirnwand 6 ein Vorsprung 8 ausgebildet, der die oben erläuterte Sicherheitseinrichtung darstellt und ggf. auch der lagerichtigen Positionierung des Akku-Packs in dem von ihm versorgten elektrischen Gerät bzw. im

Ladegerät dienen kann.

An Ober- und Unterteil 1 bzw. 2 sind Verbindungselemente ausgebildet, die in toten Räumen verlaufen, die von den von dem Käfig aufgenommenen zylindrischen Akkumulatorzellen nicht ausgefüllt werden. Diese Verbindungselemente sind an dem Käfigoberteil 1 als Fahnen 9 gestaltet, die sich jeweils in den toten Zwickel hinein erstrecken, der zwischen zwei benachbarten Akkumulatorzellen in dem Käfig verbleibt, und an denen seitlich jeweils Vorsprünge 10 ausgebildet sind. Am Käfigunterteil 2 sind die Verbindungselemente relativ steife Streben 11, die ebenfalls in den toten Zwickeln verlaufen und deren den Aufnahmeabteilen 3 zugewandten Seiten eine Kontur haben, die an die benachbarte Zylinderkontur der Akkumulatorzellen angepaßt ist, und die in Gabeln 12 enden, in deren Schlitz 14 jeweils Profilierungen 13 ausgebildet sind, die zu den Vorsprüngen 10 an den Fahnen 9 passen. Im zusammengebauten Zustand sitzen die Fahnen 9 in den Schlitzen 14 der Gabeln 12, und die Vorsprünge 10 sind in den Profilierungen 13 zweckmäßigerweise so verrastet, daß die Verrastung nur durch Zerstörung der daran beteiligten Elemente gelöst werden kann.

Zur weiteren Versteifung der Streben 11 sind diese durch querlaufende Materialstege 15 miteinander verbunden.

Die Abteile 3 sind jeweils von Wänden 16 umgeben, die die Endbereiche der Akkumulatorzellen umgeben und seitlich sichern.

Fig. 2 zeigt die Teile 1 und 2 des Käfigs in verschiedenen Ansichten, wobei in Fig. 2d) außerdem beispielhaft eine Akkumulatorzelle Z teilweise dargestellt ist, deren positiver Anschlußpol P durch den Durchbruch 7 in der Stirnwand 6 des Käfigunterteils 2 nach außen ragt.

Die Zeichnungen der Fig. 2 sprechen für sich selbst, und angesichts der Erläuterung der Fig. 1 erscheint eine weitergehende Erläuterung der Fig. 2 entbehrlich.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die sich von der ersten Ausführungsform dadurch unterscheidet, daß die Fahnen 9 am Käfigoberteil 1 nicht in den Totraumzwickel zwischen zwei benachbarten Akkumulatorzellen eintauchen, sondern diesen Zwickel außen am Umriß des Akku-Packs überbrücken. Ähnlich sind auch die Streben 11 am Käfigunterteil 2 ausgebildet, und sie weisen an ihren Enden Nasen 17 auf, die in entsprechende Durchbrüche 18 in den Fahnen 9 eingreifen, wenn der Käfig zusammengesetzt ist.

In allen Ausführungsformen können die Käfigober- und -unterteile ggf. nicht nur miteinander verrastet sein, sondern können die Verbindungselemente 9 und 11 auch noch miteinander verklebt oder verschweißt sein, um ein Öffnen des Käfigs mit Sicherheit unmöglich zu machen, es sei denn, man zerstört den Käfig.

Claims

Ansprüche

1. Akku-Pack, bestehend aus einem Käfig (I₇2) aus Kunststoffmaterial und mehreren darin aufgenommenen zylindrischen Akkumulatorzellen (Z), die die äußeren Abmessungen gewöhnlicher Primärzellen für die Stromversorgung elektrischer Geräte aufweisen, bestehend aus zwei Teilen (1,2) geringer Wanddicke, die jeweils Abteile (3) für die Aufnahme der Kopf- bzw. Fußabschnitte der Akkumulatorzellen (Z) aufweisen und stirnseitig Durchbrüche (5,7) haben, durch die hindurch die Boden- bzw. Kopfkontakte (P) der Akkumulatorzellen (Z) von außen zugänglich sind, und die ferner Verbindungselemente (9,11) haben, die sich in toten Räumen zwischen den Zylindermänteln der Akkumulatorzellen (Z) und dem Umriß des Akku-Packs erstrecken und miteinander verbunden sind, wobei zwischen den Akkumulatorzellen (Z) und dem umgebenden Käfig (1,2) ausreichend Spiel vorhanden ist, das eine begrenzte, voneinander unabhängige Axialbewegung der Akkumulatoren (Z) in dem Käfig (1,2) ermöglicht.

2. Akku-Pack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an verschiedenen Käfigteilen (1,2) augebildeten Verbindungseinrichtungen (9, 11) miteinander verrastet sind.

3. Akku-Pack nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verrastung unlösbar ist.

4. Akku-Pack nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (9,11) zusätzlich miteinander verklebt sind.

5. Akku-Pack nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (9,11) zusätzlich miteinander verschweißt sind.

6. Akku-Pack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

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gekennzeichnet, daß benachbarte Verbindungselemente (11) untereinander durch querlaufende Materialstege (15) versteift sind.

7. Akku-Pack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einem der Käfigeteile (1,2) ein nach außen stehender Vorsprung (8) ausgebildet ist.

8. Akku-Pack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (11) an dem einen Käfigteil (2) an ihren Enden gegabelt (12) sind und in dem Gabelschlitz (14) eine Rastprofilierung (13) aufweisen, und die Verbindungselemente an dem anderen Käfigteil (1) Fahnen (9) sind, die in dem Gabelschlitz (14) sitzen und eine zu der Rastprofilierung (13) des Gabelschlitzes (14) komplementäre Rastprofilierung (10) aufweisen, die jeweils mit der Rastprofilierung (13) in den Gabelschlitzen (14) in Eingriff ist.

9. Akku-Pack nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (11) an dem einen Käfigteil (2) jeweils eine vorstehende Nase (17) aufweisen, die in Ausnehmungen (18) in den Verbindungselementen (9) des anderen Käfigteils (1) sitzen.