DE19947059A1 - Kontaktierungsanordnung für eine Batterie - Google Patents
Kontaktierungsanordnung für eine BatterieInfo
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Abstract
Kontaktierungsanordnung für eine Batterie (3), welche eine Zylindergestalt aufweist, an deren Zylinderboden (5) der eine elektrische Pol (11) der Batterie zur Kontaktierung freiliegt und an deren Zylinderdeckel (9) der andere elektrische Pol (11) der Batterie zur Kontaktierung freiliegt, wobei ein Zylindermantel (13) vorgesehen ist, der mit dem Zylinderdeckel leitend verbunden ist, gegenüber dem Zylinderboden isoliert ist und an seiner Außenfläche eine Isolationsschicht (17) trägt, so daß der Batteriemantel elektrisch isoliert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierungsanordnung einen ersten Kontaktierungsleiter (19) zur Verbindung eines durch die Batterie zu betreibenden elektrischen Verbrauchers mit dem Pol der Batterie umfaßt, der mit dem Zylindermantel leitend verbunden ist, wobei der erste Kontaktierungsleiter einerseits zur Kontaktierung mit dem elektrischen Verbraucher ausgebildet ist und andererseits Isolationsschicht-Durchdringungsmittel (25, 27, 29) zum Durchdringen der Isolationsschicht aufweist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontaktierungsanordnung für eine Bat
terie.
Übliche Batterien weisen zwei elektrische Pole auf, welche zur Kontaktierung
derselben mit Kontaktierungsleitern, wie etwa Federelemente oder Kontaktzun
gen, welche unter Druck gegen den Pol gepreßt werden, in Anlage gebracht wer
den. Hierdurch sind die Batterien eines elektrischen Geräts auch einfach aus
tauschbar, da keine festen Verbindungen, insbesondere Lötverbindungen, zwi
schen der Batterie und deren Kontaktierungsanordnung neu erstellt werden
müssen.
Allerdings müssen die Kontaktierungsleiter der herkömmlichen Kontaktierungs
anordnung unter Druck in Anlagekontakt mit den Polen der Batterie gebracht
werden, was an die geometrische Anordnung der Kontaktierungsleiter besondere
Anforderungen stellt.
Bei den weit verbreiteten Batterien, welche Zylindergestalt aufweisen, an deren
Zylinderboden der eine elektrische Pol der Batterie zur Kontaktierung freilegt
und an deren Zylinderdeckel der andere elektrische Pol der Batterie zur Kontak
tierung freiliegt muß die Kontaktierungsanordnung Zylinderboden und Zylin
derdeckel der Batterie umgreifen, um die Kontaktierungsleiter gegen die vonein
ander wegweisenden Pole der Batterie zu drücken.
Der bei der herkömmlichen Kontaktierungsanordnung zu treffende Aufwand in
Bezug auf Bauteile und deren Geometrie hat sich als nachteilig erwiesen.
Es ist demgemäß eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kontaktie
rungsanordnung für eine Batterie der eingangs genannten Art derart weiterzu
bilden, daß sie hinsichtlich ihres Aufbaus und/oder ihrer Einsatzmöglichkeiten
verbessert ist.
Der Erfindung liegt folgende Idee zugrunde: Man hat nämlich festgestellt, daß
die beschriebenen herkömmlichen Batterien einen meist metallischen Zylinder
mantel aufweisen, welcher leitend mit einem Pol der Batterie verbunden ist. Von
dem anderen Pol der Batterie ist dieser metallische Zylindermantel über eine
speziell hierfür vorgesehene Isolierung elektrisch getrennt. Um nun die Batterie
vor möglichen Kurzschlüssen über den Zylindermantel zu dem anderen Pol der
Batterie zu schützen, ist üblicherweise der Batteriemantel nach außen durch ei
nen Isoliermantel bzw. eine Isolationsschicht abgedeckt, welche meist aus einem
Kunstoff oder einem Lack besteht.
Um den Pol der Batterie zu kontaktieren, der mit dem Zylindermantel leitend
verbunden ist, ist es erfindungsgemäß nicht notwendig, diesen Pol direkt zu kon
taktieren, sondern es ist vorgesehen, den metallischen Zylindermantel direkt zu
kontaktieren, wozu allerdings die Isolationsschicht des Zylindermantels zu
durchdringen ist, um mit dem Kontaktierungsleiter einen elektrischen Kontakt
mit dem leitenden Zylindermantel herzustellen.
Demgemäß weist die erfindungsgemäße Kontaktierungsanordnung einen Kon
taktierungsleiter auf, welcher einerseits zur Kontaktierung mit einem elektri
schen Verbraucher ausgebildet ist und welcher andererseits Isolationsschicht-
Durchdringungsmittel zum Durchdringen der Isolationsschicht der Batterie auf
weist.
Mit dem Kontaktierungsleiter gemäß Erfindung ist es somit möglich, eine leiten
de Verbindung zu dem leitenden Zylindermantel und damit zu dem gewünschten
Pol der Batterie herzustellen.
Diese erfindungsgemäße Lösung erschließt eine Vielzahl Möglichkeiten der Bat
teriekontaktierung, wobei es insbesondere nicht mehr notwendig ist, durch eine
die Batterie im wesentlichen umgreifende Kontaktierungsleiteranordnung die
beiden voneinander wegweisenden Pole der Batterie direkt zu kontaktieren.
Die Isolationsschicht-Durchdringungsmittel können hierbei jegliche Mittel sein,
die in der Lage sind, die Isolationsschicht der Batterie zu durchdringen, wobei
insbesondere scharfkantige und schneidenartige oder zackenartige Ausgestaltun
gen der Isolationsschicht-Durchdringungsmittel in Frage kommen.
Obwohl die Isolationsschicht-Durchdringungsmittel, die die Funktion der be
reichsweisen Beschädigung der Isolationsschicht übernehmen, separat von Kon
taktierungsmitteln zur Herstellung des tatsächlichen elektrischen Kontakts mit
dem Zylindermantel ausgebildet sein können, so ist doch bevorzugt, daß die Iso
lationsschicht-Durchdringungsmittel selbst elektrisch leitend ausgebildet sind
und auch elektrisch leitend mit dem Kontaktierungsleiter verbunden sind, so daß
die beiden Funktionen der Durchdringung der Isolationsschicht und der elek
tronischen Kontaktierung des Zylindermantels in einem Bauteil vereinigt sein
können.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Kontaktierungsanordnung einen
Batteriemantelhalterungsbereich aufweist, der derart auf die Gestalt der Batterie
abgestimmt ist, daß in eine mechanische Kopplung zwischen Batterie und Kon
taktierungsanordnung hergestellt werden kann. Es ergibt sich somit eine selbst
tragende Anbindung der Kontaktierungsanordnung an die Batterie, so daß elek
trische Geräte, mit welchen die Kontaktierungsanordnung fest verbunden ist,
eine Batterie einsteckbar ist und in dem Gerät gehalten wird, ohne daß separate
Verschlußmittel für ein Batteriefach oder ähnliches zur Halterung der Batterie in
dem Gerät vorgesehen sein müssen. Ferner ist es hierbei insbesondere auch
möglich, ein elektrisches Gerät bereitzustellen, welches auf die Batterie aufsteck
bar ist und welches keine separaten Griffbereiche aufweist, da das Gerät dann
durch ergreifen der Batterie in die Hand genommen werden kann.
Die Möglichkeit, die Batterie in die Kontaktierungsanordnung hineinzustecken
ist dann besonders einfach gegeben, wenn der Batteriemantelhalterungsbereich
haubenartig auf den Zylinderboden bzw. den Zylinderdeckel der Batterie auf
steckbar ist.
Hierbei wird die Kraft, welche auf die Isolationsschicht-Durchdringungsmittel
aufzuwenden ist, damit diese die Isolationsschicht durchdringen können, vor
zugsweise bereitgestellt, indem die Isolationsschicht-Durchdringungsmittel von
dem Batteriemantelhalterungsbereich unter Federspannung gegen den Batte
riemantel gedrückt werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Batteriemantelhalterungsbereichs
ist dadurch gegeben, daß dieser einen Spiralfederbereich umfaßt. Eine derartige
Spiralfeder kann unter schraubender Bewegung auf die Batterie aufgebracht
werden, wobei bereits metallische Bereiche der Schraubenfedern die Isolations
schicht durchdringen oder insbesondere ein scharfkantiges Ende der Feder die
Isolationsschicht derart verletzt, daß ein elektrischer Kontakt mit dem Zylin
dermantel durch die Schraubenfeder gewährleistet ist.
Hierbei wiederum ergibt sich eine besonders vorteilhafte Möglichkeit zur Kon
taktierung des Schraubmantels einer Glühbirne dann, wenn sich der Spiralfe
derbereich in einen weiteren Spiralfederbereich fortsetzt, in welchen der
Schraubmantel der Glühbirne einschraubbar ist.
Zur Kontaktierung des anderen Pols der Batterie ist vorzugsweise ein zweiter
Kontaktierungsleiter vorgesehen, welcher zur Verbindung mit dem elektrischen
Verbraucher ausgebildet ist und insbesondere bei der haubenartigen Ausgestal
tung des Batteriemantelhalterungsbereichs zentral an diesem angeordnet ist.
Vorzugsweise ist der zweite Kontaktierungsleiter unter Federvorspannung gegen
den zu kontaktierenden Batteriepol gedrückt.
Um den zweiten Kontaktierungsleiter gegen den Batteriepol zu drücken sind
vorzugsweise Druckausübungsmittel vorgesehen, welche vorzugsweise durch eine
federnde Ausgestaltung des zweiten Kontaktierungsleiters selbst bereitgestellt
sein können oder welche, ebenfalls bevorzugt, durch eine Schraubanordnung
gebildet sein können, welche an der Seite der Batterie angreift, welche von dem
hier zu kontaktierenden Pol wegweist und welche durch Schraubbewegung eine
Bewegung der Batterie hin zu dem zweiten Kontaktierungsleiter veranlaßt. Dies
kann beispielsweise durch einen Schraubstopfen erzielt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert. In diesen
zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Batteriehalterungsanord
nung,
Fig. 2 einen seitlichen Schnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Batteriehalte
rungsanordnung in einer eine Batterie kontaktierenden Stellung und
Fig. 3 einen erfindungsgemäßen elektrischen Verbraucher in Form einer Ta
schenlampe.
Eine erfindungsgemäße Batteriekontaktierungsanordnung 1 ist in den Fig. 1
und 2 schematisch dargestellt. Diese Kontaktierungsanordnung dient zur Ver
bindung eines in der Figur nicht dargestellten elektrischen Verbrauchers mit ei
ner Batterie 3. Die Batterie 3 weist im allgemeinen Zylindergestalt auf, wobei an
ihrem Zylinderdeckel 5 der elektrische Pluspol 7 der Batterie zur Kontaktierung
freiliegt und wobei an dem von dem Zylinderdeckel 5 entgegengesetzten Ende an
dem Zylinderboden 9 der entsprechende elektrische Minuspol 11 der Batterie
ebenfalls zur Kontaktierung freiliegt. Mit dem Zylinderdeckel 5 ist ein leitender
Zylindermantel 13 mechanisch und elektrisch leitend verbunden, so daß er eben
falls mit dem Pluspol 7 der Batterie 3 elektrisch verbunden ist. Gegenüber dem
Minuspol 11 der Batterie 3 ist der Zylindermantel 13 durch einen Isolatonskör
per 15 elektrisch isoliert.
Um Kurzschlüsse zu vermeiden, welche durch von außen angelegte Gegenstände
verursacht werden können, ist der Zylindermantel 13 mit einer Isolationsschicht
17 bedeckt, welche meist aus Kunststoff oder Lack hergestellt ist.
Die Kontaktierungsanordnung 1 umfaßt eine in der Draufsicht der Fig. 1 stern
förmige Leiteranordnung 19 mit drei sich radial von einem Zentrum 21 weger
streckenden Schenkeln 23. An ihrem radial äußeren Enden setzen sich die
Schenkel 23 in Finger 25 fort, welche in etwa senkrecht zur Erstreckungsrich
tung der Schenkel 23 verlaufen. Die Finger 25 sind zu ihren Enden hin verjüngt
und weisen an ihrer aufeinanderzuweisenden Seite jeweils eine Messerschneide
27 und mehrere Sägeschneiden 29 auf.
Wenn die Batterie 3 zwischen die Finger 25 der Kontaktierungsanordnung 1 ein
geschoben wird, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, so durchdringen die Finger 25
mit den nach innen bzw. zur Batterie weisenden Messerschneiden 27 und Säge
schneiden 29 die Isolationsschicht 17 der Batterie 3, so daß die Finger 25 einen
elektrischen Kontakt mit dem Zylindermantel 13 der Batterie bilden. Da der Zy
lindermantel 13 auch mit dem Pluspol 7 elektrisch verbunden ist, ist gleichzeitig
eine elektrische Kontaktierung des Pols 7 über die Finger 25 hergestellt.
Der Abstand der Finger 25 ist dabei derart auf den Durchmesser der Batterie 3
abgestimmt, daß die Finger 25 beim Einschieben der Batterie leicht voneinander
weggespreizt werden, so daß in dem in Fig. 2 dargestellten eingeführten Zu
stand die Finger 25 unter Federvorspannung an dem Zylindermantel 13 der Bat
terie 3 anliegen.
An einem der Schenkel 23 ist ein Draht 31 angelötet, welcher an seinem Ende
eine Schraubklemme 33 zur Verbindung mit einem elektrischen Verbraucher
trägt. Die drei Schenkel 23 stehen über einen Ring 35 miteinander in elektrischer
und mechanischer Verbindung. Innerhalb des Rings 35 ist ein Isolationsring 37
eingepaßt, welcher wiederum in seinem inneren einen im Zentrum 81 angeord
neten Metallstift 39 trägt. Von diesem Metallstift 39 geht eine leitend mit diesem
verbundene S-förmig gebogene Blattfeder 41 aus, Welche zur Kontaktierung des
Minuspols 11 der Batterie vorgesehen ist und in der in Fig. 2 dargestellten
Stellung unter Federvorspannung an diesem Pol 11 anliegt. Auf der anderen Sei
te ist der Metallstift 39 mit einem weiteren Draht 43 elektrisch verbunden, wel
cher an seinem Ende eine weitere Öse 45 ebenfalls zur Verbindung mit dem elek
trischen Verbraucher aufweist.
Zur Sicherung der mechanischen Halterung der Finger 25 an der Batterie 3 und
zur Intensivierung des elektrischen Kontakts zwischen den Fingern 25 und dem
Zylindermantel 13 ist ein elastischer Kunststoffring 47 vorgesehen, welcher von
unten auf die sich nach unten verjüngenden Finger 25 aufgeschoben werden
kann, um aufgrund der Keilwirkung der sich verjüngenden Finger 25 auf diese
eine Kraft auszuüben, welche sich nach radial innen auf den Zylindermantel
überträgt.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung in Form einer Ta
schenlampe 101 dargestellt, welche mit einer Batterie 103 zu kontaktieren ist.
Die Batterie 103 weist einen Pluspol 105 auf, welcher mit einem Zylindermantel
107 elektrisch verbunden ist, der eine in der Fig. 3 nicht dargestellte Isolations
schicht trägt. An der dem Pluspol gegenüberliegenden Seilte 105 der Batterie 103
ist der Minuspol 109 der Batterie angeordnet, welcher in Kontakt mit dem zen
tralen Anschluß 111 einer Fassung 113 einer Glühbirne 115 steht. Ein Schraub
mantel 115 der Fassung 113 ist von einem Teil 117 einer Spiralfeder 119 um
schlungen, wobei sich ein oberes Ende des Federteils 117 an einem Flansch 121
eines Lampengehäuses 123 abstützt. Der Schraubmantel 115 der Lampenfassung
113 ist in den oberen Federbereich 117 eingeschraubt.
Das Lampengehäuse 123 weist an seinem von der Glühbirne 115 entgegengesetz
ten Ende eine Gewindeverbindung 125 mit einem Schraubstopfen 127 auf, wel
cher in das Lampengehäuse 123 derart einschraubbar ist, daß er Druck auf den
Pluspol 105 der Batterie ausübt, so daß deren Minuspol 109 unter Druckkontakt
an dem zentralen Lampenpol 111 anliegt, wobei zur Abstützung der Glühbirne
105 gegenüber diesem Druck die Anlage bzw. Abstützung des Endes des Federbe
reichs 117 an dem Flansch 121 dient.
Der Federabschnitt 117 setzt sich fort in einen zweiten Federabschnitt 129, wel
cher den Batteriemantel 107 an seinem dem Minuspol nahen Bereich 109 um
schlingt. Die Batterie 103 wird in diesen Federabschnitt 129 eingeschraubt, wo
bei ein scharfkantiges Ende 131 des Federabschnitts 129 die Isolationsschicht auf
den Zylindermantel 107 verletzt und eine elektrische Verbindung zu dem Zylin
dermantel und damit zum Pluspol 105 der Batterie 103 herstellt.
Es sind somit die nötigen elektrischen Verbindungen zwischen Batterie 103 und
Glühbirne 115 geschaffen, so daß diese aus der Batterie Strom zehren kann und
damit brennt. Die Glühlampe 115 kann ausgeschaltet werden, indem der Stopfen
127 aus dem Gehäuse 123 soweit herausgeschraubt wird, daß der zentrale Pol
111 der Glühlampe 115 aufgrund der Federwirkung der Feder 119 von dem Mi
nuspol 109 der Batterie 103 entfernt wird.
Claims (13)
1. Kontaktierungsanordnung für eine Batterie (3), welche Zylindergestalt
aufweist, an deren Zylinderboden (9) der eine elektrische Pol (11) der
Batterie (3) zur Kontaktierung freiliegt und an deren Zylinderdeckel
(5) der andere elektrische Pol (7) der Batterie (3) zur Kontaktierung
freiliegt, wobei ein Zylindermantel (13) vorgesehen ist, der mit dem
Zylinderdeckel (5) leitend verbunden ist, gegenüber dem Zylinderbo
den (9) isoliert ist und an seiner Außenfläche eine Isolationsschicht
(17) trägt, so daß der Batteriemantel (13) elektrisch isoliert ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierungsanordnung einen ersten
Kontaktierungsleiter (19) zur Verbindung eines durch die Batterie (3) zu
betreibenden elektrischen Verbrauchers mit dem Pol (7) der Batterie um
faßt, der mit dem Zylindermantel (13) leitend verbundenen ist, wobei der
erste Kontaktierungsleiter (19) einerseits zur Kontaktierung mit dem elek
trischen Verbraucher ausgebildet ist und andererseits Isolationsschicht-
Durchdringungsmittel (25) zum Durchdringen der Isolationsschicht (17)
aufweist.
2. Kontaktierungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Isolationsschicht-Durchdringungsmittel (25) selbst elektrisch leitend
ausgebildet und elektrisch leitend an den ersten Kontaktierungsleiter (19)
angebunden sind.
3. Kontaktierungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch
einen auf die Gestalt der Batterie (3) abgestimmten Batteriemantelhalte
rungsbereich (19) zur mechanischen Kopplung der Batterie (3) mit der Kon
taktierungsanordnung.
4. Kontaktierungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Batteriemantelhalterungsbereich (19) haubenartig auf den Zylinderbo
den (9) aufsteckbar ist.
5. Kontaktierungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Isolationsschicht-Durchdringungsmittel (25) - bei auf die Bat
terie (3) aufgestecktem Batteriemantelhalterungsbereich (19) - an dem Bat
teriemantelhalterungsbereich unter Federvorspannung gegen den Batte
riemantel (13) gedrückt sind.
6. Kontaktierungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Batteriemantelhalterungsbereich einen ersten Spiral
federbereich (129) umfaßt.
7. Kontaktierungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Spiralfederbereich (129) sich fortsetzt in einen zweiten Spiralfe
derbereich (117), der zur elektrischen Verbindung mit, und insbesondere
zur wenigstens teilweisen mechanischen Halterung von, einem Schraub
mantel (115) einer Lampenfassung (113) ausgebildet ist.
8. Kontaktierungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeich
net durch einen zweiten Kontaktierungsleiter (41; 111) zur Verbindung des
elektrischen Verbrauchers (115) mit dem Pol (9; 109), der nicht leitend mit
dem Zylindermantel verbundenen ist.
9. Kontaktierungsanordnung nach Anspruch 8 in Verbindung mit Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kontaktierungsleiter (41; 111) - bei
auf die Batterie aufgestecktem Batteriemantelhalterungsbereich - an dem
Batteriemantelhalterungsbereich unter Federvorspannung gegen den Zy
linderboden (9; 109) gedrückt ist.
10. Kontaktierungsanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich
net, daß eine die Batterie umgreifende Batteriehalterung (123) mit Druck
ausübungsmitteln (127) vorgesehen ist, welche den zweiten Kontaktie
rungsleiter (111) gegen den Zylinderboden (109) drücken.
11. Kontaktierungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Druckausübungsmittel einen in die Batteriehalterung einschraubbaren
Schraubstopfen (127) umfassen.
12. Elektrisch betreibbares Handgerät, umfassend eine Kontaktierungsanord
nung für eine Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
13. Verfahren zum Kontaktieren einer Batterie, welche Zylindergestalt auf
weist, an deren Zylinderboden der eine elektrische Pol der Batterie zur
Kontaktierung freiliegt und an deren Zylinderdeckel der andere elek
trische Pol der Batterie zur Kontaktierung freiliegt, wobei ein Zylin
dermantel vorgesehen ist, der mit dem Zylinderdeckel leitend verbun
den ist, gegenüber dem Zylinderboden isoliert ist und an seiner Au
ßenfläche eine Isolationsschicht trägt, so daß der Batteriemantel elek
trisch isoliert ist,
umfassend die Schritte:
- - Durchdringen der Isolationsschicht mit Isolationsschicht- Durchdringungsmitteln zur Herstellung eines elektrischen Kontakts mit dem Zylindermantel,
- - elektrisches Verbinden der Isolationsschicht-Durchdringungsmittel über einen ersten Kontaktierungsleiter mit dem einen Anschluß eines elektrischen Verbrauchers, und
- - elektrisches Verbinden des anderen Anschlusses des elektrischen Ver brauchers mit dem am Zylinderboden freiliegenden Pol der Batterie über einen zweiten Kontaktierungsleiter.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19947059A DE19947059A1 (de) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | Kontaktierungsanordnung für eine Batterie |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR (1) | FR2799311B1 (de) |
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