DE202006020861U1 - Batteriebetriebene Geräte - Google Patents

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Abstract

Batteriebetriebene Vorrichtung (10), umfassend:
ein im Allgemeinen zylindrisches Gehäuse (12), das eine Kammer mit einer im Allgemeinen zylindrischen Innenwand definiert,
Elektronik innerhalb der Kammer,
eine im Allgemeinen zylindrische Batterieabdeckung (14), wobei die Batterieabdeckung (14) und/oder das Gehäuse (12) so konfiguriert sind, dass sie eine oder mehrere Batterien enthalten, und
ein Verschlusssystem (16, 18, 20, 24) mit einem ersten elektrisch leitfähigen Element (16), das an der Batterieabdeckung (14) befestigt ist, und einem zweiten elektrisch leitfähigen Element (18), das an der Innenwand des Gehäuses (12) befestigt ist und so konfiguriert ist,
dass es bei einer Drehung der Batterieabdeckung (14) relativ zum Gehäuse (12) in das erste elektrisch leitfähige Element (16) eingreift und dadurch die Batterieabdeckung (14) mechanisch am Gehäuse (12) befestigt, während auch ein elektrischer Kontakt zwischen dem ersten und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element (16, 18) hergestellt wird, wobei das zweite elektrisch leitfähige Element (18) einen...

Description

  • Diese Erfindung betrifft batteriebetriebene Vorrichtungen, wie Körperpflege-Vorrichtungen, und insbesondere Batteriefachabdeckungen für solche Vorrichtungen.
  • Bei vielen kleinen batteriebetriebenen Vorrichtungen können die Batterien vom Benutzer ausgetauscht werden und werden durch eine Öffnung, die eine Abdeckung aufweist, in ein Batteriefach eingesetzt und daraus entfernt. Es ist notwendig, die Abdeckung mechanisch an Ort und Stelle zu befestigen, so dass die Batterien nicht herausfallen und die Abdeckung nicht verloren geht. Es ist ebenfalls notwendig, einen elektrischen Kontakt zwischen den Batterien und dem elektrischen Schaltkreis innerhalb der Vorrichtung herzustellen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt einen einfachen, effizienten Mechanismus für sowohl das Befestigen einer Batterieabdeckung an dem Gehäuse einer kleinen Vorrichtung als auch gleichzeitig für das Bereitstellen eines sehr zuverlässigen elektrischen Kontakts zwischen der Batterie und der Elektronik der Vorrichtung bereit. Bevorzugte Verschlusssysteme enthalten sehr wenige Teile und sind deshalb leicht und wirtschaftlich herzustellen und zusammenzubauen. Außerdem sind einige bevorzugte Schließsysteme zum Gebrauch mit kleinen, raumsparenden Gehäusedesigns und/oder Designs, die nichtgeradlinige Nahtlinien zwischen der Batterieabdeckung und dem Gehäuse enthalten, geeignet.
  • Unter einem Gesichtspunkt betrifft die Erfindung eine batteriebetriebene Vorrichtung mit einem Gehäuse, das eine Kammer mit einer Innenwand definiert, Elektronik innerhalb der Kammer, einer Batterieabdeckung, wobei die Batterieabdeckung und/oder das Gehäuse so konfiguriert sind, dass sie eine oder mehrere Batterien enthalten, und einem Verschlusssystem. Das Verschlusssystem umfasst ein erstes elektrisch leitfähiges Element, das an der Batterieabdeckung befestigt ist, und ein zweites elektrisch leitfähiges Element, das an der Innenwand des Gehäuses befestigt ist und so konfiguriert ist, dass es in das erste elektrisch leitfähige Element eingreift und dadurch die Batterieabdeckung mechanisch an dem Gehäuse befestigt, während auch ein elektrischer Kontakt zwischen dem ersten und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element hergestellt wird.
  • Einige Ausführungen können eines oder mehrere der folgenden Elemente umfassen. Das erste und das zweite elektrisch leitfähige Element können so konfiguriert sein, dass sie durch Drehen der Batterieabdeckung relativ zu dem Gehäuse ineinander eingreifen. Zum Beispiel kann das zweite elektrisch leitfähige Element einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz mit einem offenen Ende aufweisen, und das erste elektrisch leitfähige Element kann einen Haken aufweisen, der so konfiguriert ist, dass er während des Drehens durch das offene Ende in den Schlitz gleitet. Die Innenwand des Gehäuses kann im Allgemeinen zylindrisch sein, und/oder Außenoberflächen des Gehäuses und der Batterieabdeckung können im Allgemeinen zylindrisch sein. Mit „im Allgemeinen zylindrisch” ist gemeint, dass das Gehäuse und die Batterieabdeckung jeweils nichtzylindrische Elemente, z. B. Erhebungen, Vorsprünge oder Vertiefungen, enthalten können und/oder entlang ihrer Länge Bereiche, die nicht zylindrisch sind, enthalten können.
  • Das erste elektrisch leitfähige Element kann ein Federelement enthalten, das so konfiguriert ist, dass es eine Axialkraft zwischen dem Gehäuse und der Batterieabdeckung ausübt, wenn das erste und das zweite elektrisch leitfähige Element ineinander greifen. Das erste elektrisch leitfähige Element enthält zwei oder mehr Federelemente, und jedes Federelement kann einen elektrischen Kontakt zwischen dem ersten und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element bereitstellen.
  • Das erste und das zweite elektrisch leitfähige Element können durch eine Schnappverbindung an der Batterieabdeckung bzw. dem Gehäuse befestigt sein. Zum Beispiel kann das zweite elektrisch leitfähige Element einen Federabschnitt umfassen, der vor dem Einsetzen in das Gehäuse zusammengedrückt wird und der mit einer radialen Federkraft in die Innenwand des Gehäuses eingreift. Der Federabschnitt kann im Allgemeinen ringförmig sein. Das zweite elektrisch leitfähige Element kann auch einen oder mehrere Hinterschnitte umfassen, die so konfiguriert sind, dass sie in entsprechende Hinterschnitte an der Innenwand des Gehäuses eingreifen.
  • Das zweite elektrisch leitfähige Element kann einen Abschnitt umfassen, der so konfiguriert ist, dass er einen elektrischen Kontakt mit einer elektronischen Untergruppe der Vorrichtung, z. B. einer oder mehreren Stromschienen, herstellt. Jede Stromschiene kann eine Klammer umfassen, die so aufgebaut ist, dass sie in die Untergruppe eingreift, und durch dieses Eingreifen kann das zweite elektrisch leitfähige Element mechanisch an der Untergruppe befestigt werden.
  • Das zweite elektrisch leitfähige Element kann Eingriffsbereiche umfassen, die für einen mechanischen Eingriff mit entsprechenden Bereichen an dem ersten elektrisch leitfähigen Element konfiguriert sind, und jeder Hinterschnitt an dem zweiten elektrisch leitfähigen Element kann im Allgemeinen axial zu einem der Eingriffsbereiche ausgerichtet sein.
  • Die Vorrichtung kann zum Beispiel eine strombetriebene Zahnbürste oder ein Rasierer mit einer elektrisch aktivierten Funktion sein. Somit muss die Elektronik so konfiguriert sein, dass ein Zahnbürstenkopf angetrieben wird oder eine Vibrationsfunktion eines Rasierers für Nassrasur angetrieben wird.
  • Unter einem anderen Gesichtspunkt betrifft die Erfindung eine batteriebetriebene Vorrichtung, wie einen Rasierer oder eine strombetriebene Zahnbürste mit einem im Allgemeinen zylindrischen Gehäuse, das eine Kammer mit einer im Allgemeinen zylindrischen Innenwand definiert, Elektronik innerhalb der Kammer, einer im Allgemeinen zylindrischen Batterieabdeckung, wobei die Batterieabdeckung und/oder das Gehäuse so konfiguriert sind, dass sie eine oder mehrere Batterien enthalten, und einem Verschlusssystem mit einem ersten elektrisch leitfähigen Element, das an der Batterieabdeckung befestigt ist, und einem zweiten elektrisch leitfähigen Element, das an der Innenwand des Gehäuses befestigt ist und so konfiguriert ist, dass es während des Drehens der Batterieabdeckung relativ zum Gehäuse in das erste elektrisch leitfähige Element eingreift, wodurch die Batterieabdeckung mechanisch an dem Gehäuse befestigt wird, während auch ein elektrischer Kontakt zwischen dem ersten und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element hergestellt wird.
  • Die Details einer oder mehrerer Ausführungsformen der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen und der Beschreibung nachstehend dargelegt. Andere Merkmale, Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen und aus den Ansprüchen offensichtlich.
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Verschlusssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei der vordere Abschnitt des Gehäuses und der Batterieabdeckung weggeschnitten sind, um die inneren Bestandteile zu zeigen.
  • 2 ist eine vergrößerte perspektivische Explosionsansicht, die die zwei Bestandteile des Verschlusssystems von 1 zeigt.
  • 3 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines der in 2 gezeigten Bestandteile, in eine andere Position gedreht.
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht, die die Bestandteile von 2 in einem zusammengefügten Zustand zeigt.
  • 5 ist eine vergrößerte Detailansicht eines Abschnitts der in 4 gezeigten Baugruppe.
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht, die einen der Bestandteile von 2, der mit einer weiteren Untergruppe zusammengefügt ist, zeigt.
  • 7 ist eine vergrößerte Detailansicht eines Abschnitts der in 6 gezeigten Baugruppe.
  • Gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Zeichnungen stehen für gleiche Elemente.
  • Bezugnehmend auf 1 umfasst eine batteriebetriebene Vorrichtung 10 ein zylindrisches Gehäuse 12 und eine im Allgemeinen zylindrische Batterieabdeckung 14. Die Batterieabdeckung 14 wird durch Verbindung von einem oder mehreren Metallfederelementen 16 an einem im Allgemeinen zylindrischen Metallaufnahmeteil 18 an dem Gehäuse 12 angebracht. Federelemente 16 und der Aufnahmeteil 18 werden in Bezug auf 2–4 nicht ausführlich erörtert.
  • Zwei Federelemente sind in 2–4 dargestellt. Jedoch können mehr oder weniger verwendet werden, wie Fachleute verstehen werden. Im Allgemeinen gilt, je mehr Federelemente verwendet werden, umso höher ist die elektrische Ausfallsicherheit und umso stärker ist die Verbindung zwischen der Batterieabdeckung und dem Gehäuse.
  • Bezugnehmend auf 2 hat jedes Federelement 16 an einem Ende einen Haken 20. Jeder Haken weist einen oder mehrere Vorsprünge 22 auf. Die Haken sind so aufgebaut, dass sie in entsprechenden Schlitzen 24 im Aufnahmeteil 18, wie in 1, 4 und 5 dargestellt, aufgenommen und einbehalten werden, wobei die Vorsprünge 22 das Einführen, Entfernen und Zurückhalten der Haken erleichtern. Jeder Schlitz 24 umfasst eine Einführung 25 mit abgewinkelten Wänden 26, 28, um den Haken in den Schlitz zu leiten, wenn die Batterieabdeckung relativ zu dem Gehäuse gedreht wird. Das Eingreifen der Haken in die Schlitze stellt eine sichere, mechanische Drehverbindung der Batterieabdeckung an dem Gehäuse bereit.
  • Die Federelemente sind so aufgebaut, dass sie eine Federkraft axial entlang der Längsachse des Gehäuses anlegen. In der gezeigten Ausführungsform erzeugt das S-förmige Profil der Federn (4) zusammen mit dem Dehnen der Federn während des Betriebs diese Federkraft. Somit wird das Federelement beim Einführen in den Schlitz gedehnt und zieht die Batterieabdeckung und das Gehäuse gegeneinander. Dieses elastische Eingreifen der Batterieabdeckung mit dem Gehäuse gleicht nichtgeradlinige Nahtlinien zwischen der Batterieabdeckung und dem Gehäuse und andere Geometrieprobleme, wie Toleranzen, aus.
  • Die Federelemente und das Aufnahmeteil sind beide aus Metall hergestellt, und somit stellt das Eingreifen der Haken in die Schlitze auch einen elektrischen Kontakt zwischen den Federelementen und dem Aufnahmeteil her. Das Aufnahmeteil ist wiederum in elektrischem Kontakt mit dem Schaltkreis der Vorrichtung, wie nachstehend erörtert, und die Batterie ist in Kontakt mit den Federelementen, und so führt der Kontakt der Federelemente und des elektrischen Teils letztendlich zum Kontakt zwischen der Batterie und dem Schaltkreis der Vorrichtung. Dementsprechend ist die Federfunktion der Federelemente auch vorteilhaft, weil sie dazu dient, soliden und zuverlässigen elektrischen Kontakt zwischen den Federelementen und dem Aufnahmeteil bereitzustellen.
  • Die Federelemente und das Aufnahmeteil lassen sich leicht in die Vorrichtung einbauen. Die Federelemente werden durch Einpressen von Vorsprüngen 34 an der Innenwand 36 der Batterieabdeckung in Schlitzöffnungen 32 auf jedem Federelement dauerhaft an der Batterieabdeckung gehalten (siehe 1 und 4). Das Aufnahmeteil 18 wird durch Eingreifen der Hinterschnitte 30 an dem Aufnahmeteil in entsprechende Hinterschnitte (nicht dargestellt) an der Innenwand von Gehäuse 12 dauerhaft in dem Gehäuse 12 gehalten. Das Zusammenwirken des Aufnahmeteils und des Gehäuses wird durch eine Federwirkung des Aufnahmeteils erreicht. Das Aufnahmeteil hat einen Durchmesser, der in einem nicht zusammengedrückten Zustand größer ist als der Innendurchmesser des Gehäuses 12. Während des Zusammensetzens wird das Aufnahmeteil zusammengedrückt, bis sein Außendurchmesser, einschließlich der Hinterschnitte 30, kleiner ist als der Innendurchmesser des Gehäuses 12. Das Aufnahmeteil wird dann in das Gehäuse eingeführt und kann auf seinen normalen, nicht zusammengedrückten Durchmesser zurück springen. Falls erwünscht, kann das Aufnahmeteil vor dem Einführen in das Gehäuse erwärmt werden, z. B. durch induktive Erwärmung, so dass sich die heißen Hinterschnitte in den Kunststoff des Gehäuses eindrücken, wenn das Aufnahmeteil in seinen nicht zusammengedrückten Zustand zurück springt.
  • Vorzugsweise sind die Hinterschnitte 30 relativ nah zu den Schlitzen 20, und insbesondere bevorzugt sind sie, wie dargestellt, axial dazu ausgerichtet. Die Ausrichtung der Hinterschnitte nach den Schlitzen ermöglicht, dass Kräfte, die während und nach dem Verschließen auf den Schlitz wirken, direkt auf die Befestigungspunkte des Aufnahmeteils (die Hinterschnitte) übertragen werden. Diese Anordnung stellt eine Baugruppe bereit, die sehr steif und für Toleranzen relativ unempfindlich ist.
  • Bezugnehmend auf 6 und 7 kann das Aufnahmeteil 18 verwendet werden, um eine elektrische Verbindung mit einer Untergruppe A herzustellen, zum Beispiel eine Einheit, die die Vorrichtung zum Vibrieren bringt. In diesem Fall umfasst das Aufnahmeteil 18 Arme 50, die als Stromschienen dienen und eine elektrische Verbindung zu Untergruppe A bereitstellen. Jeder Arm 50 weist einen Anschlussklemmhaken 52 auf, der in eine entsprechende Struktur an der Untergruppe A eingreift (7), in der Regel durch Einpressen oder Einrasten der Haken in eine Rille oder eine Vertiefung der Untergruppe. Wie es vorstehend erörtert beim Eingreifen der Federelemente in das Aufnahmeteil der Fall ist, erfüllt das Eingreifen der Haken 52 in die Untergruppe A zwei Funktionen: (a) mechanischem Befestigen der Untergruppe an Ort und Stelle und (b) Bereitstellen einer elektrischen Verbindung zwischen den Armen 50 (und letztlich der Batterie) und der Untergruppe A. Diese Doppelfunktionalität reduziert die Anzahl erforderlicher Teile, spart Platz und vereinfacht das Zusammenbauen der Vorrichtung.
  • Es ist eine Reihe von Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden. Trotzdem versteht es sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel können die hierin erörterten Verschlusssysteme, obwohl vorstehend Rasierer und Zahnbürsten genannt sind, in vielen anderen Arten von Vorrichtungen verwendet werden, zum Beispiel für Blitzlichter, batteriebetriebene Scheuerbürsten und Kameras. Obwohl in den in den Figuren dargestellten Ausführungsformen die Batterieabdeckung ein positives Eingreifelement trägt und „Gehäuse” ein entsprechendes negatives Eingreifelement trägt, kann diese Anordnung auch umgekehrt werden, so dass die Batterieabdeckung das negative Eingreifelement und das Gehäuse das positive Eingreifelement trägt, oder es können andere Arten von zusammenwirkendem Eingreifen verwendet werden.

Claims (16)

  1. Batteriebetriebene Vorrichtung (10), umfassend: ein im Allgemeinen zylindrisches Gehäuse (12), das eine Kammer mit einer im Allgemeinen zylindrischen Innenwand definiert, Elektronik innerhalb der Kammer, eine im Allgemeinen zylindrische Batterieabdeckung (14), wobei die Batterieabdeckung (14) und/oder das Gehäuse (12) so konfiguriert sind, dass sie eine oder mehrere Batterien enthalten, und ein Verschlusssystem (16, 18, 20, 24) mit einem ersten elektrisch leitfähigen Element (16), das an der Batterieabdeckung (14) befestigt ist, und einem zweiten elektrisch leitfähigen Element (18), das an der Innenwand des Gehäuses (12) befestigt ist und so konfiguriert ist, dass es bei einer Drehung der Batterieabdeckung (14) relativ zum Gehäuse (12) in das erste elektrisch leitfähige Element (16) eingreift und dadurch die Batterieabdeckung (14) mechanisch am Gehäuse (12) befestigt, während auch ein elektrischer Kontakt zwischen dem ersten und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element (16, 18) hergestellt wird, wobei das zweite elektrisch leitfähige Element (18) einen oder mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Schlitze (24) aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das zweite elektrisch leitfähige Element (18) einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz (24) mit einem offenen Ende aufweist und das erste elektrisch leitfähige Element (16) einen Haken (20) aufweist, der so konfiguriert ist, dass er bei Drehungen durch das offene Ende in den Schlitz (24) gleitet.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste elektrisch leitfähige Element (16) ein Federelement (16) einschließt, das so konfiguriert ist, dass eine Axialkraft zwischen dem Gehäuse (12) und der Batterieabdeckung (14) ausgeübt wird, wenn das erste und das zweite elektrisch leitfähige Element (16, 18) ineinander greifen.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das erste elektrisch leitfähige Element (16) zwei oder mehr Federelemente (16) aufweist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei jedes Federelement (16) einen elektrischen Kontakt zwischen dem ersten und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element (16, 18) bereitstellt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste und das zweite elektrisch leitfähige Element (16, 18) durch eine Schnappverbindung an der Batterieabdeckung (14) bzw. am Gehäuse (12) befestigt sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das zweite elektrisch leitfähige Element (18) einen Abschnitt aufweist, der so konfiguriert ist, dass ein elektrischer Kontakt mit einer elektronischen Untergruppe (A) der Vorrichtung hergestellt wird.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Abschnitt eine oder mehrere Stromschienen (50) umfasst.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei jede Stromschiene (50) eine Klammer (52) umfasst, die so konstruiert ist, dass sie in die Untergruppe (A) eingreift.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei jede Klammer (52) so konfiguriert ist, dass sie das zweite elektrisch leitfähige Element (18) mechanisch an der Untergruppe (A) befestigt.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das zweite elektrisch leitfähige Element (18) einen oder mehrere Hinterschnitte aufweist, die so konfiguriert sind, dass sie in entsprechende Hinterschnitte an der Innenwand des Gehäuses (12) eingreifen.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das zweite elektrisch leitfähige Element (18) Eingriffsbereiche umfasst, die für einen mechanischen Eingriff mit entsprechenden Bereichen am ersten elektrisch leitfähigen Element (16) konfiguriert sind, und jeder Hinterschnitt (30) am zweiten elektrisch leitfähigen Element (18) im Allgemeinen axial zu einem der Eingriffsbereiche ausgerichtet ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Elektronik zum Antreiben eines Zahnbürstenkopfes konfiguriert ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Elektronik zum Antreiben einer Vibrationsfunktion der Vorrichtung konfiguriert ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei das Gehäuse (12) den Griff eines Rasierers umfasst.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das offene Ende des Schlitzes (24) eine Einführung (25) umfasst, die so gestaltet ist, dass sie das Einführen des Hakens (20) in den Schlitz (24) führt.
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