RU2208877C1

RU2208877C1 - Storage battery

Info

Publication number: RU2208877C1
Application number: RU2001131133/09A
Authority: RU
Inventors: А.А. Васин; К.Д. Клочков; М.Д. Конторов; В.А. Марей; И.А. Столяревская
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Форест Грин"
Priority date: 2001-11-20
Filing date: 2001-11-20
Publication date: 2003-07-20

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: battery has auxiliary lead-out contacts along with main ones, each of them being electrically connected to respective main lead-out contact and secured on front or rear working edge of case symmetrically with respect to main lead-out contact of same polarity. Auxiliary lead-out contact is disposed either against respective main lead-out contact or along same line parallel to longitudinal axis of case (or on this axis). Such design enables user to disregard working edge the battery case oriented to when installing battery to power compartment of apparatus and in most cases to disregard angle of turn of battery case about its longitudinal axis. EFFECT: enhanced operating reliability of battery. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться в устройствах электропитания, а более конкретно в батареях на основе химических источников тока. The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in power supply devices, and more particularly in batteries based on chemical current sources.

Известна батарея, содержащая расположенные вдоль одной оси и электрически соединенные последовательно химические источники тока цилиндрической формы, размещенные в корпусе, на передней рабочей грани которого закреплен выводной контакт положительной полярности, а на задней рабочей грани - выводной контакт отрицательной полярности, электрически соединенные с соответствующими выводами первого и последнего химических источников тока (ЕР 0768724 А2, 1997). A battery is known that contains cylindrical-shaped chemical current sources located along one axis and electrically connected in series, housed in a housing, on the front working face of which is connected an output contact of positive polarity, and on the rear working face is an output contact of negative polarity, electrically connected to the corresponding terminals of the first and the latter chemical current sources (EP 0768724 A2, 1997).

Такая батарея имеет низкую эксплуатационную надежность, поскольку при ее неправильной установке в отсек электропитания ("перепутывание" полярности) возможен выход из строя как самой батареи, так и аппарата, требующего электропитания. Such a battery has low operational reliability, since if it is improperly installed in the power compartment ("reversing" the polarity), both the battery itself and the apparatus requiring power supply can fail.

Из известных устройств наиболее близкой к заявленной является батарея, содержащая соединенные между собой химические источники тока, размещенные в корпусе, имеющем параллельные переднюю и заднюю рабочие грани, и два, закрепленных на рабочих гранях корпуса, основных выводных контакта, каждый из которых электрически соединен посредством расположенных внутри корпуса соединительных проводников с выводами химических источников тока соответствующей полярности, а, по крайней мере, один из основных выводных контактов размещен на передней рабочей грани корпуса (РСТ 01/67529 А1, 2001). Пара основных выводных контактов положительной и отрицательной полярности, выполненные в виде фигурных борнов, в этой батарее расположены преимущественно на передней рабочей грани корпуса, который имеет правильную геометрическую форму. Основным выводным контактом отрицательной полярности может служить и боковая поверхность корпуса, выполненного металлическим. Рабочими гранями батарея закрепляется в отсеке электропитания аппарата, для питания которого она предназначена. Of the known devices, the closest to the claimed one is a battery containing interconnected chemical current sources located in a housing having parallel front and rear working faces, and two main output contacts fixed to the working faces of the housing, each of which is electrically connected by means of inside the case of connecting conductors with leads of chemical current sources of the corresponding polarity, and at least one of the main output contacts is located on the front side of the hull (PCT 01/67529 A1, 2001). A pair of main output contacts of positive and negative polarity, made in the form of curly borns, in this battery are located mainly on the front working face of the housing, which has the correct geometric shape. The main output contact of negative polarity can also serve as the side surface of the metal housing. By working faces, the battery is fixed in the power compartment of the device for which it is intended to be powered.

Такая батарея также имеет недостаточно высокую эксплуатационную надежность. При установке батареи в отсек электропитания аппарата, например при замене истощенной или дефектной батареи, требуется внимание со стороны пользователя, чтобы не перепутать полярность подключения. Наличие "человеческого фактора", особенно в экстремальных ситуациях, приводит к ошибкам, которые могут повлечь к выходу из строя как самой батареи, так и аппарата, в который она устанавливается. Меры же конструктивного характера по недопущению неправильной установки батареи (выполнение корпуса несимметричной формы, введение элементов - ключей и др.) не всегда возможны и, по меньшей мере, усложняют, удорожают батарею и снижают ее универсальность. Such a battery also has insufficiently high operational reliability. When installing the battery in the power supply compartment of the device, for example when replacing a depleted or defective battery, attention is required from the user so as not to reverse the polarity of the connection. The presence of the "human factor", especially in extreme situations, leads to errors that can lead to failure of both the battery itself and the apparatus in which it is installed. Measures of a constructive nature to prevent improper installation of the battery (the execution of an asymmetrical case, the introduction of elements - keys, etc.) are not always possible and, at least, complicate, increase the cost of the battery and reduce its versatility.

Задача, решаемая изобретением, состоит в создании батареи, лишенной недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в повышении эксплуатационной надежности батареи. The problem solved by the invention is to create a battery devoid of the disadvantages of the prototype. The technical result provided by the invention is to increase the operational reliability of the battery.

Это достигается тем, что в батарею, содержащую соединенные между собой химические источники тока, размещенные в корпусе, имеющем параллельные переднюю и заднюю рабочие грани, и два, закрепленных на рабочих гранях корпуса, основных выводных контакта, каждый из которых электрически соединен посредством расположенных внутри корпуса соединительных проводников с выводами химических источников тока соответствующей полярности, а, по крайней мере, один из основных выводных контактов размещен на передней рабочей грани корпуса, введены два дополнительных выводных контакта, каждый из которых электрически соединен с одним из основных выводных контактов и закреплен на передней или задней рабочей грани корпуса симметрично основному выводному контакту той же полярности вдоль одной оси, параллельной продольной оси корпуса. Топология выводных контактов на передней и задней рабочих гранях корпуса может быть выбрана из условия непересечения фигур вращения, образуемых траекториями движения разнополярных выводных контактов при произвольном повороте корпуса вокруг его продольной оси. This is achieved by the fact that in the battery, containing interconnected chemical current sources located in the housing having parallel front and rear working faces, and two, fixed on the working faces of the housing, the main output contacts, each of which is electrically connected by means located inside the housing connecting conductors with leads of chemical current sources of the corresponding polarity, and at least one of the main output contacts is located on the front working face of the housing, two additional additional output contacts, each of which is electrically connected to one of the main output contacts and is fixed on the front or rear working face of the housing symmetrically to the main output contact of the same polarity along one axis parallel to the longitudinal axis of the housing. The topology of the output contacts on the front and rear working faces of the housing can be selected from the condition of non-intersection of the rotation patterns formed by the motion paths of the bipolar output contacts during arbitrary rotation of the housing around its longitudinal axis.

Указанный выше технический результат обеспечивается всей совокупностью существенных признаков. The above technical result is provided by the totality of the essential features.

На фиг. 1 показана конструкция варианта батареи с размещением основных выводных контактов на передней рабочей грани корпуса; на фиг.2 - конструкция варианта батареи с размещением одного из основных выводных контактов на передней рабочей грани, а другого - на задней рабочей грани корпуса; на фиг.3, фиг.4 - варианты конструкции выводных контактов. In FIG. 1 shows the design of a battery variant with the placement of the main output contacts on the front working face of the housing; figure 2 - design of a variant of the battery with the placement of one of the main output contacts on the front working face, and the other on the rear working face of the housing; figure 3, figure 4 - design options for output contacts.

Батарея содержит корпус 1 и размещенные в ней химические источники тока 2, соединенные между собой. В предельном случае химический источник тока 2 может быть и один. В одном из конструктивных вариантов выполнения на передней рабочей грани 3 корпуса 1, выполненного, например, из диэлектрического материала, закреплена пара основных выводных контактов 4, 5, а на задней рабочей грани 6 - пара дополнительных выводных контактов 7, 8 (фиг.1). При этом симметрично (напротив и вдоль одной оси, параллельной продольной оси корпуса 1) основному выводному контакту 4, например положительной полярности, расположен дополнительный выводной контакт 7 той же полярности, а симметрично выводному контакту 5 отрицательной полярности аналогично расположен дополнительный выводной контакт 8 той же отрицательной полярности. Выводные контакты 4, 5, 7, 8 электрически соединены с выводами 9, 10 химических источников тока 2 соответствующей полярности посредством размещенных в корпусе 1 соединительных проводников 11. Например, вывод 9 положительной полярности соединен с выводными контактами 4 и 7, а вывод 10 отрицательной полярности соединен с выводными контактами 5 и 8. В другом конструктивном варианте (фиг. 2) на передней рабочей грани 3 корпуса 1, преимущественно цилиндрической формы из металла или диэлектрического материала, закреплены один из основных выводных контактов 4, например в центре передней рабочей грани 3, и противоположный ему по полярности дополнительный выводной контакт 8, например в виде кольца или кольцевого буртика металлического футляра 1, а на задней рабочей грани 6 аналогичным образом закреплены основной выводной контакт 5 и дополнительный выводной контакт 7, который в данном случае находится с основным выводным контактом 4 на продольной оси корпуса 1. При этом металлический футляр 1 изолирован посредством диэлектрических прокладок (на чертеже не показаны) от выводных контактов 4, 7. Топология (расположение, размеры и форма) выводных контактов 4, 5, 7, 8 выбрана преимущественно из условия непересечения фигур вращения, образуемых траекториями движения разнополярных выводных контактов 4, 5, 7, 8 при произвольном повороте корпуса 1 вокруг его продольной оси (на фиг.3 траектории показаны прерывистыми линиями). Конструкция выводных контактов 4, 5, 7, 8 может в этих условиях быть разнообразной и представлять собой, например, цилиндрические "пятачки" 4, 5 (и 7, 8), как показано на фиг.3, или фигурные борны, плоские лепестки и др. Они могут быть выполнены в виде центрального "пятачка" 4 и кольца 8 (и соответственно 7 и 5), как показано на фиг.4. Корпус 1 выполнен преимущественно в форме симметричного относительно своей продольной оси тела (в виде правильной фигуры) - цилиндра, эллипсоида, прямоугольной призмы и др. Его сечение параллельно продольной оси представляет собой прямоугольник. The battery includes a housing 1 and placed in it chemical current sources 2, interconnected. In the extreme case, the chemical current source 2 may be one. In one of the structural embodiments, on the front working face 3 of the housing 1, made, for example, of dielectric material, a pair of main output contacts 4, 5 is fixed, and on the rear working face 6 a pair of additional output contacts 7, 8 (Fig. 1) . In this case, symmetrically (opposite and along one axis parallel to the longitudinal axis of the housing 1) to the main output terminal 4, for example of positive polarity, there is an additional output terminal 7 of the same polarity, and symmetrically to the output terminal 5 of negative polarity, an additional output terminal 8 of the same negative polarity. The output contacts 4, 5, 7, 8 are electrically connected to the terminals 9, 10 of chemical current sources 2 of the corresponding polarity by means of connecting conductors 11 located in the housing 1. For example, the terminal 9 of positive polarity is connected to the terminal contacts 4 and 7, and the terminal 10 of negative polarity connected to the output contacts 5 and 8. In another constructive embodiment (Fig. 2) on the front working edge 3 of the housing 1, mainly of a cylindrical shape made of metal or dielectric material, one of the main output contacts is fixed 4, for example, in the center of the front working face 3, and an additional output terminal 8 opposite in polarity, for example, in the form of a ring or an annular collar of the metal case 1, and on the rear working face 6, the main output contact 5 and the additional output contact 7 are similarly fixed , which in this case is located with the main output terminal 4 on the longitudinal axis of the housing 1. In this case, the metal case 1 is insulated by means of dielectric spacers (not shown in the drawing) from the output contacts 4, 7. Topol gia (location, size and shape) of the output contacts 4, 5, 7, 8 is chosen mainly from the condition of non-intersection of the rotation patterns formed by the motion paths of the bipolar output contacts 4, 5, 7, 8 with an arbitrary rotation of the housing 1 around its longitudinal axis (in FIG. .3 paths are shown in broken lines). The design of the output contacts 4, 5, 7, 8 can, under these conditions, be varied and represent, for example, cylindrical “heels” 4, 5 (and 7, 8), as shown in FIG. 3, or curly borns, flat petals and etc. They can be made in the form of a central "patch" 4 and a ring 8 (and, respectively, 7 and 5), as shown in Fig.4. The housing 1 is made mainly in the form of a body symmetrical about its longitudinal axis (in the form of a regular figure) - a cylinder, an ellipsoid, a rectangular prism, etc. Its cross section parallel to the longitudinal axis is a rectangle.

При необходимости установки батареи в аппарат, электропитание которого она обеспечивает, достаточно установить ее в отсек электропитания, не обращая внимания, какой именно рабочей гранью корпуса 1, передней 3 или задней 6, она ориентирована относительно входных контактов отсека электропитания. Это особенно важно в экстремальных условиях, например в темноте. При этом может быть повышена надежность электрического контактирования входных контактов отсека электропитания и выводных контактов 4, 5, 7, 8 батареи, если входные контакты продублированы, т. е. в отсеке электропитания размещены дополнительные входные контакты напротив (симметрично) основных входных контактов соответствующей полярности. В случае, когда соблюдено условие непересечения фигур вращения, образуемых траекториями движения разнополярных выводных контактов 4, 5, 7, 8 на соответствующей рабочей грани 3 или 6 корпуса 1 при его повороте вокруг продольной оси, батарея может быть при установке в отсек электропитания произвольно ориентирована (повернута) вокруг своей продольной оси. Это создает дополнительные удобства в эксплуатации батареи, особенно в экстремальных ситуациях. Если указанное выше условие не соблюдено, для предотвращения неправильной установки батареи при ее произвольной ориентации вокруг продольной оси, обычно предусматривается выполнение дополнительных конструктивных элементов - проточек, выступов и др. в корпусе 1 (на чертежах не показаны) с соответствующими ответными элементами в отсеке электропитания. If it is necessary to install the battery in the apparatus, the power of which it provides, it is enough to install it in the power compartment, not paying attention to which working face of the housing 1, front 3 or rear 6, it is oriented relative to the input contacts of the power compartment. This is especially important in extreme conditions, such as in the dark. In this case, the reliability of electrical contacting of the input contacts of the power supply compartment and the output contacts of the batteries 4, 5, 7, 8 can be improved if the input contacts are duplicated, i.e., additional input contacts are located opposite (symmetrically) to the main input contacts of the corresponding polarity in the power compartment. In the case when the condition of non-intersection of the rotation figures formed by the paths of the bipolar output contacts 4, 5, 7, 8 on the corresponding working face 3 or 6 of the housing 1 is met when it is rotated around the longitudinal axis, the battery can be arbitrarily oriented when installed in the power compartment ( rotated) around its longitudinal axis. This creates additional convenience in battery operation, especially in extreme situations. If the above condition is not met, to prevent improper installation of the battery with its arbitrary orientation around the longitudinal axis, it is usually envisaged to perform additional structural elements - grooves, protrusions, etc. in the housing 1 (not shown in the drawings) with corresponding response elements in the power compartment.

Пример реализации. Батарея выполнена на основе восьми последовательно соединенных химических источников тока 2 типа Д-0,55С, размещенных в цилиндрическом корпусе 1 диаметром 36 и длиной 90 мм. Выводные контакты 4 и 7 положительной полярности выполнены в виде цилиндрических "пятачков" диаметром 10 мм, размещенных в центре соответствующей рабочей грани 3 и 6 концентрично относительно продольной оси корпуса 1. Выводные контакты 5 и 8 отрицательной полярности выполнены в виде колец с внутренним диаметром 30 мм и внешним диаметром 35 мм, также размещенных на соответствующей рабочей грани 3 и 6 концентрично относительно продольной оси корпуса 1. Implementation example. The battery is made on the basis of eight series-connected chemical current sources 2 of type D-0.55C, placed in a cylindrical housing 1 with a diameter of 36 and a length of 90 mm. The output contacts 4 and 7 of positive polarity are made in the form of cylindrical "spots" with a diameter of 10 mm, placed in the center of the corresponding working face 3 and 6 concentrically relative to the longitudinal axis of the housing 1. The output contacts 5 and 8 of negative polarity are made in the form of rings with an inner diameter of 30 mm and an external diameter of 35 mm, also placed on the corresponding working faces 3 and 6 concentrically with respect to the longitudinal axis of the housing 1.

Батарея, выполненная в соответствии с изобретением, имеет высокую эксплуатационную надежность, она удобна для пользователя при установке в отсек электропитания питаемого аппарата. The battery, made in accordance with the invention, has high operational reliability, it is convenient for the user when installed in the power compartment of the powered device.

Claims

1. A battery containing interconnected chemical current sources located in a housing having parallel front and rear working faces, on each of which a pair of opposite-pole output contacts is attached, connected to the terminals of chemical current sources of the corresponding polarity, and the unipolar output contacts are symmetrically one relative to another along an axis parallel to the longitudinal axis of the housing, characterized in that the topology of the pairs of output contacts on the front and rear working faces of the housing the wound from the condition of non-intersection of the rotation figures formed by the trajectories of motion of the bipolar output contacts with an arbitrary rotation of the housing about its longitudinal axis.

2. The battery according to claim 1, characterized in that the connection of the output contacts with the conclusions of chemical current sources is made by means of connecting conductors placed inside the housing.