DE3521889A1

DE3521889A1 - Tragbare hilfs-energiequelle

Info

Publication number: DE3521889A1
Application number: DE19853521889
Authority: DE
Inventors: William Joseph Maple Grove Minn. McArthur; Glenn Woodruff London Merry
Original assignee: Duracell International Inc
Current assignee: Duracell Inc USA
Priority date: 1984-06-25
Filing date: 1985-06-19
Publication date: 1986-01-02
Also published as: BE902717A; US4620111A; FR2566586B1; CH668506B; SE8503137L; FR2566586A1; SE8503137D0; DK284785A; NL8501781A; DK284785D0; JPS6113557A; CA1240733A; AU567854B2; AU4369285A

Description

Tragbare Hilfs-Energiequelle

Die Erfindung betrifft eine tragbare Hilfs-Energiequelle nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine tragbare HilfsEnergiequelle zum Betreiben von batteriebetriebenen Geräten, speziell Klein-Radios und Mini-Kassettenabspielgeräten.

Die Anzahl und die verschiedenen Typen von batteriebetriebenen tragbaren Klein-Musikgeräten hat in jüngster Zeit nicht unerheblich zugenommen. Dies betrifft insbesondere kleine Stereo Radio- und Kassettenspielgeräte mit kleinen Leichtgewicht-Kopfhörern, welche speziell in der Freizeit und sogar bei sportlichen Aktivitäten getragen werden.

Die Verwendung derartiger Geräte während sportlicher Betätigung, wie z.B. Jogging oder Radfahren macht es nötig, daß diese Geräte so kompakt und leicht wie möglich sind, wobei diese Geräte idealerweise an einem Gürtel befestigt werden oder an anderer Stelle der Kleidung so getragen werden, daß sie möglichst wenig behindern. Die Größen-

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und Gewichtsminimierung derartiger Geräte hatte zur Folge, daß die Mehrzahl dieser Geräte nun mit einer Betriebsspannung von 3 V arbeiten, wobei diese Spannung von zwei üblichen AA- Zellen erhalten wird.

Typische alkalische AA-Zellen liefern ihre Betriebsspannung jedoch nur ungefähr 12 Stunden lang, was in der Mehrzahl der Fälle zu kurz ist. Es wurden daher Versuche unternommen, externe Hilfs-Energiequellen für Klein-Musikgeräte zu schaffen. Derartige Hilfs-Energiequellen sind jedoch bisher in Form von relativ unhandlichen Batterie-Paketen erhältlich, die oft genauso viel - wenn nicht mehr - wiegen wie das Musikgerät selbst. Weiterhin bilden sie einen zusätzlichen Gegenstand, der an einem Gürtel oder an der Kleidung befestigt werden muß.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Energiequelle, insbesondere für tragbare Klein-Musikgeräte, zu schaffen, welche möglichst kompakt und leicht ist und den Gebrauch eines Klein-Musikgerätes möglichst wenig einschränkt oder den Benutzer des Klein-Musikgerätes behindert.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Leichtgewicht-Hilfsenergiequelle vorgesehen, welche eine Mehrzahl von Knopfzellen, vorzugsweise Zink/Luft-Zellen verwendet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Gehäuseteil mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen vorgesehen, wobei in jeder der Ausnehmung eine oder mehrere der scheibenförmigen Knopfzellen angeordnet sind; weiterhin sind Schalteinrichtungen zum Regeln des Sauerstoffes zu den Zellen und elektrische Verbindungseinrichtungen vorgesehen, um die Hilfsenergiequelle auf geeignete Weise mit dem batteriebetriebenen Gerät verbinden zu können.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsformen anhand der Zeichnung.

Es zeigt:
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Fig. 1 in perspektivischer Darstellung eine erfindungsgemäße Hilfs-Energiequelle, welche mit einem zu betreibenden Gerät verbunden ist;

Fig. 2 in auseinandergezogener Darstellung eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 in einer Darstellung ähnlich Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 in Fig. 4.

Die Hilfs-Energiequelle gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet eine Mehrzahl von Zink/Luft-Zellen - vorzugsweise Knopfzellen - und liefert einen Arbeitsstrom bei einer Spannung von 3 V und/oder 6 V.

Eine in Fig. 1 mit 1 bezeichnete Energiequelle ist an einem mit Energie zu versorgenden Gerät angeordnet, das in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien angedeutet ist. In der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 2 weist ein Gehäuse vier Vertiefungen 3, 4, 5 und 6 auf, wobei jede der vier Vertiefungen eine einzige Knopfzelle 13, 14, 15 und 16

aufnehmen kann. Weiterhin weist das Gehäuse 2 eine Rükkenplatte 7 und einen gleitbeweglichen Schalter 8 auf, wobei der Schalter 8 zwischen der Rückenplatte 7 und den freiliegenden positiven Kontaktoberflächen der Knopfze1-len 13, 14, 15 und 16 angeordnet ist. Der Schalter 8 weist einen vorspringen Bereich 18 auf, der in einer Ausnehmung 28 geführt ist und diese vorspringend durchtritt. Der Schalter 8 kann gleitbeweglich vor- und zurückbewegt werden, indem der vorspringende Bereich 18 entsprechend bewegt wird, so daß in der Stellung AUS der Schalter 8 verhindert, daß Luft durch Öffnungen 23, 24, 25 und 26 zu den Knopfzellen 13 bis 16 gelangt, wohingegen der Schalter 8 in der Stellung EIN den Zutritt von Luft durch diese Öffnungen zu den Knopfzellen ermöglicht.

Das Gerät weist weiterhin eine Verbindungsvorrichtung 9 auf, mit welcher es elektrisch mit dem zu versorgenden Gerät verbindbar ist.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, verschließt der Schalter 8, der plattenförmig ausgebildet ist, eine jede der Öffnungen, welche den einzelnen Knopfzellen zugeordnet sind. Alternativ hierzu kann der Schalter den Zutritt von Sauerstoff in das Innere der Energiequelle unterbinden, indem er die Öffnungen 23, 24, 25 und 26 abdichtet. Diese alternative Ausführungsform kann jedoch etwas weniger vorteilhaft sein, da der gesamte Sauerstoff im Inneren der Energiequelle zum Zeitpunkt des Abschaltens weiterhin den Knopfzellen zur Verfügung steht, wohingegen die Ausführungsform gemäß Fig. 2 jeden weiteren Zutritt von Sauerstoff zu den Zellen über den bereits vorhandenen Sauerstoff innerhalb der Zellen hinaus unterbindet. Die Rückenplatte 7 wird mittels einer Riegelzunge 17 lagefixiert, welche eine Ausnehmung 27 in dem Gehäuse 2 durchtritt und unter Federkraft dort anliegt.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind die Zellen 13 und 14 sowie die Zellen 15 und 16 in Serie geschaltet und

die zwei Zellenpaare können parallel geschaltet werden, um eine Spannung von 3 V zu erzeugen oder in Serie geschaltet werden, um eine Spannung von 6 V zu erzeugen. Wie am besten aus Fig. 3 hervorgeht, sind die Zellen 13 und 14 elektrisch miteinander über eine Kontaktvorrichtung 19 verbunden. Auf ähnliche Weise, jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt, sind die Zellen 15 und 16 miteinander verbunden.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 4 weist die Hilfsenergiequelle ein Gehäuse 32 auf, in welchem Vertiefungen 33, 34, 35 und 36 ausgebildet sind, wobei jede der Vertiefungen 33 bis 36 zur Aufnahme von zwei Zink/Luft-Knopfzellen vorgesehen ist. Die Rückenplatte 7 und der Schalter 8 sind ähnlich der Rückenplatte 7 und dem Schalter von Fig. 2. Die Hilfsenergiequelle gemäß Fig. 4 weist ebenfalls einen elektrischen Schalter 38 auf, der es mittels einer geeigneten Kontaktbelegung ermöglicht, wahlweise eine Spannung von 3 oder 6 V einzustellen.

Knopfzellen 43a, 43b, 44a, 44b, 45a, 45b, 46a und 46b in den Fig. 4 und 5 sind ähnlich wie die Zink/Luft-Knopfzellen in dem Gerät gemäß Fig. 1. Die entsprechenden Zellen a und b eines jeden Paares sind miteinander in Serie beschaltet, so daß jedes Zellenpaar in jeder der Vertiefungen unter einer Spannung von 3 V Strom abgeben kann. Ein positiver Kontaktanschluß 37 verbindet die positiven Anschlüsse der Knopfzellen 43a und 44a und ein negativer Kontaktanschluß 39 verbindet die negativen Anschlußseiten der Knopfzellen 43b und 44b. Auf gleiche Weise, jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt, sind die Zellen 45a, 45b, 46a und 46b miteinander verbunden. Die entsprechenden Paare von Vertiefungen bzw. darin angeordneten Zellenpaaren sind auf geeignete Weise mit dem Schalter 38 verbunden, über den alle vier Paare von Zellen parallel geschaltet werden können, um eine Spannung von 3 V zu erzeugen, oder es können zwei Paare in Serie

geschaltet werden und dann parallel mit den verbleibenden Paaren von Zellen geschaltet werden, so daß eine Spannung von 6 V erzeugt wird.

Zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Hilfs-Energiequelle eignen sich insbesondere Zink/Luft-Zellen des Typs 1200 HP mit einer typischen Leerlaufspannung von 1,45/1,35 V, einer Kapazität von 2400 mAh und einem Gewicht von ungefähr 9,9 g. Jede Zelle hat einen maximalen Durchmesser von 30,48 mm und eine Dicke von ungefähr 5,1 mm·

Während eine Energiequelle mit 3 V, gebildet von zwei alkalischen Zellen des Typs AA eine Lebensdauer von ungefähr 12 Stunden hat, liefern die vier Knopfzellen in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 eine Lebensdauer von ungefähr 48 Stunden und die acht Knopfzellen in der Ausführungsform gemäß Fig. 3 haben eine Lebensdauer von über 96 Stunden. Es sei hier festgehalten, daß die Begrenzung der Stromabgabe bei Zink/Luft-Zellen, wie sie in der erfindungsgemäßen Hilfs-Energiequelle zur Anwendung kommen, durch den Kathodenbereich erfolgt. Aus diesen Grund ist die Verwendung von acht dünnen Zellen (Ausführungsform gemäß Fig. 4) vorteilhafter als die Ausführungsform mit vier dickeren Knopfzellen (Ausführungsform gemäß Fig. 3), da acht Zellen einen doppelt so großen Kathodenbereich wie vier Zellen haben, so daß die Stromabgabe annähernd verdoppelt wird.

Die erfindungsgemäße Hilfs-Energiequelle kann am Gürtel oder irgendwo an der Kleidung getragen werden. Aufgrund der geringen Abmessungen und des geringen Gewichtes ist die erfindungsgemäße Hilfs-Energiequelle insbesondere dafür geeignet, direkt an der Außenseite des zu versorgenden Gerätes befestigt zu werden. Dies kann mit bekannten Befestigungsmitteln erfolgen, besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer Befestigungsvorrichtung

des Typs "Velcro"

Das direkte Befestigen der Hilfs-Energiequelle an dem zu versorgenden Gerät ergibt ein im wesentlichen einstückiges Element, das der Benutzer am Gürtel oder an der Kleidung befestigen kann, wobei Gewicht und Dicke der Kombination aus Gerät und Hilfs-Energiequelle kaum merklich größer bzw. höher ist, als des Gerätes ohne die erfindungsgemäße Hilfs-Energiequelle. 10

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Claims

Patentansprüche

1. Tragbare Hilfs-Energiequelle (1) mit einem Gehäuse (2; 32), gekennzeichnet durch

eine Mehrzahl von Vertiefungen (3, 4, 5, 6; 33, 34, 35, 36) in dem Gehäuse (2; 32), wobei jede der Vertiefungen wenigstens eine scheibenförmige Knopfzelle (13, 14, 15, 16; 43a, 43b, 44a, 44b, 45a, 45b, 46a, 46b); eine Schaltvorrichtung (8) zum Regeln des Sauerstoffflusses zu den Zellen; und wenigstens eine elektrische Verbindungseinrichtung (9), um die Energiequelle auf geeignete Weise mit einem batteriebetriebenen Gerät zu verbinden.

2. Energiequelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenförmigen Knopfzellen (13 bis 16; 43a, b bis 46a, b) Zink/Luft-Zellen sind.

3. Energiequelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (8) ein gleitbeweglich angeordnetes Bauteil ist, welches eine AUS-Stellung aufweist, in welcher Zufluß von Sauerstoff in das Innere des Gehäuses (22; 32) verhindert wird.

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4. Energiequelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (8) ein gleitbewegliches Bauteil ist, in dessen AUS-Stellung eine Mehrzahl von Luftlöchern in jeder der Zellen (13 bis 16; 43a, b bis 46a, b), durch welche Sauerstoff in die Zellen eintreten kann, versiegelt ist.

5. Energiequelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle zur Aufnähme von vier Zellen mit je einer typischen Kapazität von 2400 mAh ausgelegt ist.

6. Energiequelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle zur Aufnähme von acht Zellen mit je einer typischen Kapazität von 2400 mAh ausgelegt ist.

7. Energiequelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil vier Vertiefungen (3 bis 6; 33 bis 36) aufweist, wobei Zellen in einem Paar voneinander gegenüberliegenden Vertiefungen miteinander in Serie geschaltet sind und Zellen in dem anderen Paar von einander gegenüberliegenden Vertiefungen ebenfalls in Serie miteinander verbunden sind.

8. Energiequelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen in den entsprechenden Paaren von Vertiefungen miteinander elektrisch parallel geschaltet sind.

9. Energiequelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen in den entsprechenden Paaren von Vertiefungen miteinander elektrisch in Serie geschaltet sind.

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10. Energiequelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen in den entsprechenden Paaren von Vertiefungen mit einer elektrischen Schaltvorrichtungen (38) verbunden sind, so daß sie miteinander

5 wahlweise in Serie oder parallel schaltbar sind.