NO313930B1 - Batteri-anordning - Google Patents

Abstract

En anordning (5) for et batteri har et avstandsstykke (6) for å hindre direkte fysisk kontakt mellom første og andre batterier (1) ordnet i en fysisk rekke. En fjærende leder (7) som sørger for elektrisk ledende kontakt mellom en midtelektrode (3) på det første batteri og en endeelektrode (4) på et andre batteri, holdes ved hjelp av avstandsstykket. En lommelykt som inneholder en sådan batterianordning.

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder generelt området beskyttelsesutstyr for batteri-elektroder. Nærmere bestemt gjelder oppfinnelsen en anordning for et batteri, som omfatter et elektrisk ikke-ledende avstandsstykke og en fjærende leder som holdes av avstandsstykket.

Tørrelementbatterier som typisk brukes i bærbare innretninger, slik som lommelykter, leketøy og lignende, er sylindriske og forsynt med en midtelektrode og en endeelektrode. Midtelektroden er vanligvis utformet som et tapplignende fremspring med en diameter som er mye mindre enn batteriets ytre diameter. Denne midtelektrode utgjør vanligvis den positive pol. I den annen ende av batteriet er det utformet en endeelektrode som er tilformet som en plan kontaktplate med en mye større diameter enn midtelektroden. Ofte ordnes batteriene såvel fysisk som elektrisk i serie ved at et første batteris midtelektrode bringes i direkte kontakt med et andre batteris endeelektrode. Dersom det anordnes mer enn to batterier bringes det andre batteris midtelektrode i direkte kontakt med et tredje batteris endeelektrode, osv.

I for eksempel en lommelykt opprettes en elektrisk krets typisk fra et batteris ene elektrode, f.eks. det aller fremste batteris midtelektrode, via en leder til en bryter og så til en lyspæres ene elektrode. Etter å ha passert gjennom lyspærens glødetråd, løper den elektriske krets gjennom en andre elektrode på lyspæren i elektrisk ledende kontakt med en leder som i sin tur er elektrisk ledende forbundet med lommelyktens hus. Når selve lommelykthuset er fremstilt i metall eller en leder strekker seg langs innsiden av huset, slik som når huset er fremstilt i et plastmaterial, dannes typisk en elektrisk ledende bane til en elektrisk leder, vanligvis et fjærelement, som står i kontakt med et batteris annen elektrode, dvs. typisk endeelektroden på det aller bakerste batteri. Aktivering av bryteren for å lukke den elektriske krets gjør det mulig for elektrisk strøm å passere gjennom glødetråden, for derved å generere lys som typisk fokuseres ved hjelp av en reflektor for å danne en lysstråle.

I tilfellet av batterier eller oppladbare lagringsbatterier av middels eller stor størrelse, og som ofte brukes i lommelykter av politi og brannvernspersonell for offentlige sikkerhets-formål, kan batterienes elektroder bli deformert på grunn av fysiske støt som lommelyktene kan bli utsatt for. På den ene side kan endeelektroden bli deformert fordi den har en forholdsvis stor diameter og derfor er lite stiv. På den annen side kan midtelektroden bli deformert fordi den utsettes for en forholdsvis høy sammenpressende påkjenning som skyldes dens lille diameter. Foruten en deformasjon av selve det tapplignende fremspring skjer det ofte særlig at det finner sted en annen deformasjon som forskyver hele det tapplignende fremspring langs batteriets midtakse.

Skjønt problemene ovenfor bare kan opptre dersom to batterier er forbundet i rekke, er elektrodene enda mer tilbøyelige til å bli deformert dersom en kolonne bestående av et større antall batterier, f.eks. en kolonne på fire eller fem batterier, er anordnet, siden vekten av batterikolonnen er høyere når flere batterier er anordnet. Derfor øker det støttrykk som mottas av elektrodene med større antall batterier. Sannsynligheten for deformasjon blir enda større dersom tunge batterier med stor ytterdiameter brukes, siden støttrykket i dette tilfelle øker enda mer. Dersom en overskytende deformasjon av elektrodene har funnet sted, kan den aller bakerste elektrode miste kontakten med den aller bakerste leder som generelt er en fjærleder, eller den aller fremste elektrode kan miste kontakten med lederen forbundet med en av lyspærenes to elektroder. Det er også mulig at batteriets elektroder vil miste kontakten med hverandre ved at de i lengde-retningen befinner seg i avstand fra hverandre. I så fall kan den elektriske krets ikke lenger lukkes og derfor heller ikke lyspæren bli slått på.

Det er således behov for en anording anordning som kan tjene til å beskytte batteri-elektroder.

Et første aspekt av foreliggende oppfinnelse gjelder således en anordning for et batteri som omfatter et elektrisk ikke-ledende avstandsstykke og en fjærende leder som holdes av avstandsstykket, idet anordningen har som særtrekk at avstandsstykket har et hull som strekker seg fullstendig gjennom det, mens den fjærende leder er anordnet i hullet, er avdekket ved begge ender av hullet og er fjærende sammenpressbar i hullets aksiale retning.

På denne måte sørger anordningens avstandsstykke for å forflytte et batteris ende bort fra vedkommende kontaktpunkt, mens den fjærende leder sørger for effektivt å forlenge batterielektroden og overvinne forflytningen, slik at elektrisk kontakt kan oppnås både med en elektrode på det tilhørende batteri og et kontaktpunkt som batteriet er blitt forflyttet fra ved hjelp av avstandsstykket.

I henhold til oppfinnelsen kan avstandsstykket være sirkulært og dessuten ha et hulrom som strekker seg om omkretsen av hullet for å motta den fjærende leder. Avstandsstykket kan være adskilt fra batteriet eller være i ett stykke med batteriets innkapsling.

I en utførelse består den fjærende leder av to bladfjærer i elektrisk kontakt og som strekker seg diametralt over hullet, idet i det minste en av bladfjærene er buet for å strekke seg utenfor avstandsstykket i hullets aksiale retning. I en annen utførelse har den fjærende leder en spiralfjær med aksial utstrekning og større diameter i den ene ende samt mindre diameter i den annen ende, idet enden med større diameter er festet til avstandsstykket ved omkretsen av hullet. Dessuten kan den fjærende leder ha et midtparti med en sammenpresset tykkelse som er vesentlig mindre enn tykkelsen av avstandsstykket.

Et andre aspekt av oppfinnelsen gjelder en lommelykt utstyrt med en anordning for et

batteri ifølge det første aspekt av foreliggende oppfinnelse, idet lommelykten omfatter en sylinder i hvilken flere batterier er fysisk ordnet i rekke, og en hodeenhet i den ene ende av sylinderen, som omfatter et hode, en linse, en lyspære og en reflektor. Lommelykten har da ifølge oppfinneslen som særtrekk at nevnte anordning for et batteri er satt inn mellom to av batteriene.

På denne måte kan særlig elektrodene på f.eks. tørrelementbatterier som ofte benyttes i lommelykter, beskyttes mot å bli skadet ved påvirking fra slag og lignende.

Ytterligere formål for og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av beskrivelsen nedenfor gitt med henvisning til de vedføyde tegninger, på hvilke: Fig. 1 viser et snitt gjennom en første utførelse av en batterianordning plassert mellom

inntilliggende batterier,

fig. 2 viser den første utførelse av batterianordningen, sett forfra,

fig. 3 viser et snitt gjennom den første utførelse av batterianordningen,

fig. 4 viser et snitt gjennom en andre utførelse av batterianordningen plassert mellom

inntilliggende batterier,

fig. 5 viser den andre utførelse av batterianordningen, sett forfra,

fig. 6 viser et snitt gjennom den andre utførelse av batterianordningen,

fig. 7 viser et snitt gjennom en lommelykt utstyrt med nevnte batterianordning,

fig. 8 viser et snitt gjennom en lommelykt tilsvarende den i fig. 7, men som i tillegg er

utstyrt med en batterianordning lengst fremme,

fig. 9 viser et snitt gjennom en annen utførelse, hvor batterier i henhold til oppfinnelsen

er plassert med fjærende lederpartier mellom seg,

fig. 10 er en sideskisse av batterianordningen i henhold til en tredje utførelse,

fig. 11 viser batterianordningen i fig. 10, sett forfra,

fig. 12 viser batteriet i fig. 10, sett bakfra,

fig. 13 viser et snitt gjennom en fjerde utførelse hvor en annen type batterianordning i

henhold til oppfinnelsen med fjærende lederpartier, er plassert mellom dem,

fig. 14 er en sideskisse av batterianordningen i henhold til den fjerde utførelse,

fig. 15 viser batterianordningen i fig. 13, sett forfra, og

fig. 16 viser batteriet i fig. 13, sett bakfra.

Som vist i fig. 1 er flere batterier 1 koblet i serie på en slik måte at de danner en kolonne. Denne kolonne kan være plassert inne i et hus eller en sylinder 2 i den elektriske apparatur. Hvert batteri 1 har en midtelektrode 3 som typisk er den positive pol, og en endeelektrode 4 som typisk er den negative pol på batteriet 1. En anordning generelt betegnet 5, er inneklemt mellom inntilliggende batterier 1. Anordninger 5 er også vist alene i fig. 2 og 3.

Anordningen 5 er utstyrt med et avstandsstykke 6 og en fjærende leder 7. Avstandsstykket 6 har to motstående uttagninger 8 som mottar den fjærende leder 7. Avstandsstykket 6 er ringformet anordnet med et hull som strekker seg fullstendig igjennom det. Som vist består det av en ring som kan passe inn i en lommelykts sylinder 2 eller lignende. Ringen 6 har en slik størrelse at den ligger an mot en ende 9 av batteri-innkapslingen 10 for et gitt batteri av standard størrelse og den er tykkere enn den avstand som midtelektroden 3 på den gitte størrelse av et standard tørrelementbatteri strekker seg forbi enden av batteri-innkapslingen. Lommeiyktsylindre 2 er som sådanne dimensjonert for å romme standardelementer 1 av en spesifikk størrelse og ringen 6 vil også bli passende plassert inne i en sylinder 2 for å ligge an mot endene 9 av batteri-innkapslingen 10.

Den fjærende leder 7 er ved bøying utført i ett stykke fra en metallplatestrimmel. To bladfjærer er tilformet slik at de i hovedsak er i samsvar med hverandre, men bøyet noe fra hverandre i deres midtparti, slik som vist i fig. 3. En sløyfe forbinder de to avgrens-ede bladfjærer.

Den elektrisk ledende kontakt mellom elektrodene 3 og 4 på inntilliggende batterier 1 frembringes ved hjelp av den fjærende leder 7. Lederen 7 blir elastisk deformert av de inntilliggende batterier 1 på en slik måte at den fjærende leder 7 presses mot elektrodene 3 og 4 for å sikre god kontakt.

Fig. 4 - 6 viser en andre utførelse av batterianordningen generelt betegnet 11. Som vist på tegningene er den fjærende leder 12 utformet som en skrueformet fjær som er bygget opp ved å presse ut og tilskjære en rund plate på en spirallignende måte og deformere den for å utvide spiralen aksialt. Den runde plate er også stansebehandlet for å frem-bringe en ringformet krave 13. Avstandsstykket 14 i henhold til den andre utførelse er forsynt med et ringformet spor 15 som den ringformede krave 13 er ført inn i.

Som vist i fig. 4 er avstandsstykkepartiet 14 inneklemt mellom endene av batteri-inn-kapslingene, slik som allerede vist ved den første utførelse. Midtelektroden 3 presses mot den fjærende leder 12 som er utformet som en spiraifjær, dvs. mot fjærens aller innerste vinding som har den minste diameter. På den annen side presses kontaktelektroden 4 mot en eller flere av fjærens ytre vindinger.

Fig. 7 viser et snitt gjennom en lommelykt som omfatter batterier 1 og batterianordningen 5 i henhold til den første utførelse inneklemt mellom batteriene. Batteriene 1 og batterianordningen 5 er plassert inne i et lommelykthus 16 som omfatter en sylindrisk beholder 17, en endekapsel 18 og en hodeenhet 19. For å forenkle tegningene er det bare vist to batterier 1. Avhengig av hvor lang lommelykten er, kan flere batterier 1 med hver sin anordning 5 anbringes i den, f.eks. fem batterier 1 med fire batterianordninger 5 inneklemt derimellom.

Endekapselen 18 er forsynt med en fjærlignende elektrisk leder 20 som står i kontakt med kontaktelektroden 4 på det aller bakerste batteri 1. På den annen side står midtelektroden 3 på det aller fremste batteri 1 i kontakt med en annen fjærlignende leder 21. Ved hjelp av en bryter 22 som er skjematisk vist på tegningene, er denne leder 21 forbundet med en første elektrode 23 på lyspæren 24. Den første elektrode 23 er forbundet med glødetråden 25 i lyspæren 24. Denne glødetråd 25 er i sin tur elektrisk ledende forbundet med en sokkel 26 på lyspæren 24. Sokkelen 26 er elektrisk ledende forbundet med lommelykthuset 16 som er fremstilt i aluminium. Når bryteren 22 lukkes, hvilket kan gjøres ved å trykke ned en knapp 27, kan elektrisk strøm flyte gjennom batteriene 1 og batterianordningene 5 mellom dem, til midtelektroden 3 på det aller fremste batteri 1 og videre gjennom den fjærlignende leder 21 og bryteren 22, gjennom elektroden 23, glødetråden 25, sokkelen 26, lommelykthuset 16, en skruegjenge 28, endekapselen 18 og den fjærlignende, bakre leder 22, til endeelektroden 4 på det aller bakerste batteri 1. Med bryteren 22 lukket, sender lyspæren ut lys. Siden batteriene 1 står i kontakt med hverandre ved hjelp av batteri-innretninger 5 og ikke direkte over batterieléktrodene 3 og 4, blir batteriene 1 ikke deformert og derfor oppnås permanent elektrisk ledende kontakt mellom elektrodene 3 og 4 på batteriene 1. Fig. 8 viser et snitt gjennom en lommelykt som har tilsvarende konstruksjon som den vist i fig. 7. De samme og analoge komponenter er betegnet med de samme henvisningstall og beskrivelsen av disse er derfor utelatt for å unngå gjentagelser. Hovedforskjellen mellom utførelseen vist i fig. 7 og den i fig. 8 er at i stedet for den fjærlignende leder 21 for kontakt med midtelektroden 3 på det aller fremste batteri, er det anordnet en hovedsakelig ikke-ettergivende leder 36 som er elektrisk ledende forbundet med en batterianordning 5 aller fremst. Dette sikrer at ingen deformasjon av midtelektroden 3 kan finne sted og at en god elektrisk ledende kontakt alltid opprettholdes mellom den ikke-fjærende leder 36 og midtelektroden 3 på det aller fremste batteri 1, på samme måte som om posisjonen var mellom to nabobatterier. Fig. 9 viser en annen utførelse som utnytter batterier 32 som er utformet på en slik måte at midtelektroden 29 og endeelektroden 30 er beskyttet mot deformasjon. En fjærende leder 31 sørger for den elektrisk ledende kontakt mellom nabobatterier 32 mens elektrodene 29 og 30 befinner seg i innbyrdes avstand. Et skålformet, mottagende rom 33 beregnet på å romme den fjærende leder 31 er avgrenset av et avstandsstykke 34 som er utformet som en ringformet krave 34 som omslutter midtelektroden 29. Det skålformede, mottagende rom 33 er lukket ved hjelp av endeelektroden 30 på det inntilliggende batteri 32. I samsvar med den viste utførelse er den fjærende leder 31 festet til midtelektroden 29. Den fjærende leder 31 kan imidlertid også være løst tilpasset i det mottagende rom 33 og fjærende presse mot de inntilliggende elektroder 29 og 30. Fig. 10, 11 og 12 viser et batteri 32 alene. Som vist i fig. 10 rager den fjærende leder 31 i denne utførelse ikke forbi den ringformede kant 34 fordi endeelektroden 30 rager inn i det skålformede, mottagende rom 33. Det er imidlertid også mulig at endeelektroden 30 er plan, eller til og med er nedsenket, og at den fjærende leder 31 da rager forbi den ringformede kant eller krave 34 for å komme i kontakt med endeelektroden 30 på det inntilliggende batteri 32. Det er også mulig at midtelektroden 29 og endeelektroden 30 har identisk fasong og at begge er forsynt med en fjærende leder 31.

Som det fremgår av fig. 10 og 11 er den fjærende leder 31 ganske lik den fjærende leder 7 vist i den første utførelse. En lignende utførelse av batteriet 32 er vist i fig. 13 - 16. De samme og analoge komponenter er betegnet med de samme henvisningstall og beskrivelsen av disse er derfor utelatt for å unngå gjentagelser. Hovedforskjellen mellom utførelsen vist i fig. 9 - 12 og den vist i fig. 13 - 16 er forskjellen i fasongen av den fjærende leder betegnet 35. Denne fjærende leder 35 ligner på den fjærende leder 12 beskrevet i sammenheng med den andre utførelse vist i fig. 2 - 6. Skjønt endeelektroden 30 rager inn i det skålformede, mottagende rom vist i fig. 13 og 14, rager den fjærende leder 35 forbi avstandsstykket 34 vist i fig. 14.

I stedet for å anbringe en batterianordning som den vist i fig. 1 - 6, kan batteriene 32 inne i lommelyktene vist i fig. 7 og 8 anordnes med en integrert batterianordning og fjærende leder 31 eller 35 i samsvar med utførelsene vist i fig. 9 - 16 for å beskytte elektrodene fra å bli deformert.

Claims (9)

1. Anordning for et batteri (1, 32), som omfatter et elektrisk ikke-ledende avstandsstykke (6, 14, 34) og en fjærende leder (7, 12, 31, 35) som holdes av avstandsstykket, karakterisert ved at avstandsstykket (6, 14, 34) har et hull som strekker seg fullstendig gjennom det, mens den fjærende leder (7, 12, 31, 35) er anordnet i hullet, er avdekket ved begge ender av hullet og er fjærende sammenpressbar i hullets aksiale retning.

2. Anordning for et batteri, som angitt i krav 1, og hvor avstandsstykket (6, 14, 34) er sirkulært.

3. Anordning for et batteri, som angitt i krav 2, og hvor avstandsstykket (6, 14) har et hulrom (8, 15) som strekker seg om omkretsen av hullet for å motta den fjærende leder (7, 12).

4. Anordning for et batteri, som angitt i krav 1, og hvor avstandsstykket (6, 14) er adskilt fra batteriet (1).

5. Anordning for et batteri, som angitt i krav 1, og hvor den fjærende leder (7) består av to bladfjærer i elektrisk kontakt og som strekker seg diametralt over hullet, idet i det minste en av bladfjærene (7) er buet for å strekke seg utenfor avstandsstykket (6) i hullets aksiale retning.

6. Anordning for et batteri, som angitt i krav 1, og hvor den fjærende leder (12, 35) har en spiralfjær med aksial utstrekning og større diameter i den ene ende samt mindre diameter i den annen ende, idet enden med større diameter er festet til avstandsstykket (14, 34) ved omkretsen av hullet.

7. Anordning for et batteri, som angitt i krav 1, og hvor avstandsstykket (34) er i ett stykke med batteriets (32) innkapsling.

8. Anordning for et batteri, som angitt i krav 1, og hvor den fjærende leder (7, 12, 31, 35) har et midtparti med en sammenpresset tykkelse som er vesentlig mindre enn tykkelsen av avstandsstykket (6, 14, 34).

9. Lommelykt utstyrt med en anordning for et batteri, som angitt i krav 1, idet lommelykten omfatter en sylinder (2) i hvilken flere batterier (1, 32) er fysisk ordnet i rekke, og en hodeenhet (19) i den ene ende av sylinderen, som omfatter et hode, en linse, en lyspære (24) og en reflektor, karakterisert ved at anordningen for et batteri er satt inn mellom to av batteriene (1, 32).