DE3818694A1 - Batteriepackung mit anzeigevorrichtung fuer den batteriezustand - Google Patents
Batteriepackung mit anzeigevorrichtung fuer den batteriezustandInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Batteriepackung gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1. Die erfindungsgemäße
Kombination ermöglicht dem Verbraucher auf einfache
Weise, die "Frische" von Batterien beim Kauf sowie nach
längeren Zeiten des Gebrauchs oder des Nichtgebrauchs
leicht zu prüfen. Die Spannungsanzeigevorrichtung
verbleibt einstückig mit der Packung; sie ist jedoch leicht
mit den Polen einer Batterie in Kontakt zu bringen und
zeigt so die Batteriespannung optisch an.
Die hier betrachtete Anzeigevorrichtung für die Spannung
umfaßt ein Material, das eine so angelegte Spannung durch
eine physikalische Änderung anzeigt. Die Eigenschaften
des Materials sind so, daß die physikalische Änderung
mit einer Farbänderung einhergeht. Wenn daher die
Anzeigevorrichtung für die Spannung mit den positiven
und negativen Batteriepolen verbunden wird, tritt eine
Farbänderung auf, die der Batteriespannung entspricht.
Daher wird eine für den Verbraucher optisch wahrnehmbare
Änderung erzeugt, die ein Anzeichen für den Zustand der
getesteten Batterie ist.
Das für die vorliegende Erfindung in Betracht kommende
Material ist ein Flüssigkristall, vorzugsweise vom
chiralen nematischen Typ. Geeignete Materialien können
entweder elektrochrom, was bedeutet, daß sich die Farbe
mit dem elektrischen Feldgradienten ändert, oder thermochrom
sein, was bedeutet, daß sich die Farbe mit der
Temperaturänderung ändert.
Flüssigkristalle wurden in der Vergangenheit als ein
Mittel zur Anzeige der Spannung oder der Stromstärke
verwendet. Die US-PS 36 67 039 beschreibt eine Vorrichtung,
die in einem festen Gehäuse ein flüssigkristallines
Material enthält. Eine Ausführungsform mißt die
Spannung, indem sie einen elektrischen Feldgradienten
über das flüssigkristalline Material errichtet. Eine
andere Ausführungsform mißt den Strom durch Anzeige
einer Temperaturänderung. Diese Modelle sind viel
komplizierter in der Konstruktion als das Modell gemäß
der vorliegenden Erfindung und auch zu teuer, um sie in
eine Packung für den kommerziellen Batterievertrieb
einzufügen.
Die US-PS 40 06 414 beschreibt eine Spannungs- oder
Stromanzeigevorrichtung, die einfach konstruiert ist und
deren prinzipielle Wirkungsweise von einem im Rahmen
dieser Erfindung geeigneten Typ ist. Diese Erfindung ist
prinzipiell auf eine Stromanzeigevorrichtung gerichtet,
die eine irreversible Anzeige der Größenordnung der
Stromstärke gibt; es wird jedoch auch aufgezeigt, daß
sie unter Verwendung eines flüssigkristallinen Materials
reversibel gemacht werden kann.
Es ist bekannt, eine Spannungsanzeigevorrichtung auf
einem biegsamen transparenten Substrat zu montieren.
Das Widerstandselement, durch das Strom bei der Verbindung
mit den Polen einer Batterie fließt, ist doppelt
schwalbenschwanzförmig (nach Art einer Frackfliege) und
ist an einer Seite des flexiblen Substrats montiert. Das
flüssigkristalline Material ist an der dem doppelt
schwalbenschwanzförmigen Element gegenüberliegenden
Seite angeordnet und hiermit deckungsgleich. Die biegsame
Art des Substrats ermöglicht sein Biegen um eine
Vielfalt von zylindrischen Batteriegrößen, um in Kontakt
mit an entgegengesetzten Enden der Batterie angebrachten
Polen zu treten. Wenn es mit den Batteriepolen verbunden
ist, fließt Strom durch das doppel-schwalbenschwanzförmige
Element und heizt dadurch den schmalen Abschnitt
des doppelten Schwalbenschwanzes zuerst. Der Temperatur
gradient setzt sich nach außen von dem schmalen
Abschnitt entlang der beiden Arme des doppelten Schwalben
schwanzes fort. Die entsprechende Farbänderung des
flüssigkristallinen Materials beginnt in der Mitte des
doppelten Schwalbenschwanzes und bewegt sich eine solche
Strecke nach außen, die der Spannung der Batterie entspricht.
Der Nachteil dieses Geräts ist, daß es für alle
Batteriegrößen passend gemacht wurde und daher beim Test
kleiner Batterien unangenehm zu handhaben ist, da seine
Abmessung auch für große Batterien passen muß. Hierdurch
kann es schwierig werden, die Kontakte der Pole einer
kleinen Batterie in Übereinstimmung zu bringen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, eine Batteriepackung für den Verkauf und für
die Ausstellung zur Verfügung zu stellen, bei der eine
Spannungsanzeigevorrichtung integral mit der Packung
verbunden ist.
Gemäß einem weiteren Zweck der vorliegenden Erfindung
wird eine Spannungsanzeigevorrichtung in den Blasenteil
einer Batterien enthaltenden Blisterkartonpackung
eingefügt.
Ein zusätzlicher Zweck besteht darin, eine reversible
Spannungsanzeigevorrichtung zu schaffen, die eine Angabe
über den Zustand der Ladung oder der verbleibenden
Nutzungszeit in der Batterie aufzeigt.
Ein zusätzlicher Zweck liegt darin, die Kontaktpunkte
der Spannungsanzeigevorrichtung bequem auf dem Blister
(der Blase) anzuordnen, so daß eine Batterie mit ihren
Endpunkten leicht in Übereinstimmung mit den Kontakt
punkten angeordnet wird.
Ein zusätzlicher Zweck liegt darin, daß die Spannungs
anzeigevorrichtung integral mit der inneren Oberfläche
des Blisters ist, so daß die Spannung einer Batterie
festgestellt werden kann, während diese innerhalb des
Blisters gehalten wird.
Ein weiterer Zweck besteht darin, daß man eine Spannungs
anzeigevorrichtung einstückig mit dem Blister hat,
so daß die Batteriespannung geprüft werden kann, ohne
die Batterien aus der Blisterkartonpackung entnehmen zu
müssen.
Die Zwecke, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden
aus der folgenden Diskussion und den Figuren deutlich.
Fig. 1 zeigt eine Blisterkartonpackung zur Aufnahme von
Batterien mit einem Spannungsanzeigestreifen, der
einstückig mit dem Blisteranteil der Blister
kartonpackung verbunden ist;
Fig. 2 zeigt einen Spannungsanzeigestreifen von der
Rückseite vor seiner Befestigung an der inneren
Oberfläche des Blisters;
Fig. 3 zeigt die Vorderansicht eines Anzeigestreifens,
dessen Kontaktteile gebogen sind, bevor er an der
inneren Oberfläche des Blisters befestigt wird;
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch den Blasenteil der
Blisterkartonpackung gemäß Fig. 1;
Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform mit
mehreren Spannungsanzeigevorrichtungen; und
Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführungsform mit
mehreren elektrischen Kontakten für eine einzige
Spannungsanzeigevorrichtung.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf
eine Batteriepackung für Ausstellung und Verkauf, bei
der eine Spannungsanzeigevorrichtung mit der Packung
vereinigt ist. Die Packung umfaßt einen Behälter für
eine oder mehrere Batterien und eine Spannungsanzeige
vorrichtung mit einem Paar elektrischer Kontakte, die
integral mit der Packungsvorrichtung vereinigt sind. Die
Kontakte sind bezüglich der Verpackungsvorrichtung so
angeordnet, daß sie zur Ausrichtung mit den Polen einer
dazwischen angebrachten Batterie zugänglich sind. Wenn
die Kontakte mit den Polen einer Batterie verbunden
werden, fließt Strom durch die Spannungsanzeigevorrichtung
und gibt optisch die Größenordnung der Batteriespannung
an.
Der Spannungsanzeiger soll den Batteriezustand angeben.
Wie im folgenden diskutiert wird, kann die Spannungs
anzeigevorrichtung den Ladezustand der Batterie oder die
relative Menge an Nutzungszeit (in Stunden), die in der
Batterie verbleiben, angeben. Als solche gleicht die
Spannungsanzeigevorrichtung einer wirksamen Vorrichtung,
die an die spezielle Batteriegröße angepaßt ist.
Die Spannungsanzeigevorrichtung umfaßt vorzugsweise ein
flüssigkristallines Material und ein Widerstandselement,
wobei das flüssigkristalline Material sich mit dem
Widerstandselement in Wärmekontakt befindet. Das Widerstands
element ist mit dem Paar der elektrischen Kontakte
verbunden. Wenn der Strom durch das Widerstandselement
fließt, wird Wärme in einer Menge erzeugt, die der
Batteriespannung proportional ist. Die Wärme wird auf
das flüssigkristalline Material übertragen, das mit
einer Farbänderung ebenfalls im Verhältnis zu der
übertragenen Wärme reagiert und so ein sichtbares
Anzeichen der Batteriespannung gibt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, bei der die Packung ein Rückteil und einen
damit verbundenen Blisterblasenteil enthält, der zur
Aufnahme von wenigstens einer Batterie in dem Zwischenraum
geeignet ist und wobei ein Spannungsanzeigestreifen
mit der Blisterblase vereinigt ist, enthält der Spannungs
anzeigestreifen eine so angeordnete Flüssigkristall
schicht, daß sie von außerhalb der Packung sichtbar
ist. Die elektrischen Kontakte für den Spannungsanzeige
streifen sind an der inneren Oberfläche des Blasenteils
angeordnet, so daß sie zur Ausrichtung mit den Polen
einer dazwischen angeordneten Batterie zugänglich sind.
In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine Blisterkartonpackung
10 zum Verkauf und zur Ausstellung von Batterien
mit einer integral mit der Packung verbundenen Spannungs
anzeigevorrichtung 20. Die Blisterkartonpackung
enthält ein Rückteil 11 und ein Blasenteil 12. Das
Rückteil 11 kann aus einem beliebigen starren Material,
wie z. B. Pappe oder Kunststoff, hergestellt sein. Da es
vorteilhaft ist, den Spannungsanzeigestreifen 20 an der
inneren Oberfläche des Blasenteils 12 anzubringen, wird
das Blasenteil vorzugsweise aus einem transparenten
Material hergestellt. Zu bevorzugten Materialien gehören
transparente Kunststoffe, wie z. B. Polyvinylchlorid
oder modifiziertes Polyvinylchlorid, die starr sind und
ausreichende mechanische Festigkeit zur Aufnahme von
Batterien besitzen.
Der Blasenteil 12 besitzt eine Gestalt, die sich eng an
die Form der aufgenommenen Batterien anpaßt, so daß die
Batterien festgehalten werden und relativ unbeweglich
sind. Im Ergebnis werden die obere Oberfläche 13 und die
untere Oberfläche 14 von einem Abstand getrennt, der
ungefähr der Höhe der aufzunehmenden Batterien entspricht.
Wenn die Batterien vom zylindrischen Typ sind,
liegen die obere Oberfläche 13 und die untere Oberfläche
14 direkt gegenüber den positiven bzw. negativen Polen
der Batterien. Wenn man daher die elektrischen Kontakte
des Spannungsanzeigestreifens an den inneren Oberflächen
13 und 14 anordnet, sind die Kontakte zur Ausrichtung
mit den Polen der dazwischen angeordneten Batterie
zugänglich.
In den Fig. 2 und 3 besitzt der Spannungsanzeige
streifen 20 ein Substrat mit einem Mittelteil 21, einem
ersten Endteil 22 und einem zweiten Endteil 23. Der
Streifen kann aus versteiftem Papier, Plastik, Pappe
oder ähnlichem hergestellt sein. Das Substrat soll
nicht elektrisch leitfähig sein und eine annehmbare
thermische Masse besitzen, so daß Wärme leicht hindurch
transportiert werden kann. Der Spannungsanzeigestreifen
enthält weiterhin ein elektrisches Widerstandselement
24, das an einer Seite des Mittelteils 21 angeordnet
ist, einen ersten elektrischen Kontakt 25, der mit dem
Element 24 an dem ersten Endteil 22 des Streifens 20
verbunden ist, und einen zweiten elektrischen Kontakt
26, der an dem zweiten Endteil 23 des Streifens 20 mit
dem Element 24 verbunden ist. Der Streifen enthält auch
eine Flüssigkristallschicht 31, die auf der Seite des
Mittelteils 21 des Streifens 20 gegenüber der Seite mit
dem Widerstandselement schichtförmig angebracht ist,
wodurch die Flüssigkristallschicht 31 in thermischem
Kontakt mit dem elektrischen Widerstandselement 24
steht.
In Fig. 3 ist der Streifen 20 entlang der Linien A und
B (Fig. 2) gefaltet dargestellt, so daß der Streifen
sich an die innere Oberfläche der Blisterblase 12 anpaßt.
Fig. 3 zeigt eine auf den Streifen aufgedruckte
Batteriezustandsskala 32, eine Beschichtung aus flüssig
kristallinem Material 31 wird über der Anzeigeskala 32
aufgebracht. Wenn Strom durch das Widerstandselement 24
schießt, wird es erwärmt und diese Wärme erreicht das
flüssigkristalline Material 31, das den Batteriezustand
durch Farbänderung anzeigt. In einer Ausführungsform
kann das flüssigkristalline Material bei Raumtemperatur
transparent sein und eine opake Färbung bekommen, wenn
es erwärmt ist.
Das flüssigkristalline Material ist vorzugsweise vom
thermochromen Typ. Von den drei Typen von Flüssigkristallen,
nämlich dem chiralen nematischen, smektischen
und cholesterischen ist der chirale nematische am meisten
bevorzugt. Die in den US-PS 40 77 260, 41 49 413,
41 95 916 und 42 57 911, auf die hier Bezug genommen
wird und deren Offenbarung zum Teil der vorliegenden
Offenbarung gemacht wird, offenbarten flüssigkristallinen
Materialien sind zur Verwendung in der vorliegenden
Erfindung geeignet.
Zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignete
cholesterische flüssigkristalline Materialien umfassen
Cholesterylchlorid, Cholesteryloleylkarbonat,
Cholesterylbromid, Cholesterylacetat, Cholesterylnanoat,
Cholesteryloleat, Cholesterylcaprylat usw., sind jedoch
nicht hierauf beschränkt.
Die meisten Flüssigkristalle sind als Flüssigkeiten
farblos und zeigen reversibel schillernde Farbeffekte
bei verschiedenen Temperaturen während des Übergangs von
einer Phase in die andere. Einige Flüssigkristalle
zeigen nur wenige Farben und nicht das ganze Spektrum
während des Übergangs. Der Effekt Farbe gegen Temperatur
ist eine reproduzierbare Erscheinung. Da Flüssigkristalle
und Flüssigkristallmischungen die einzigartige
Eigenschaft besitzen, Temperaturen anzeigen zu können,
sind sie brauchbar zur Messung von Oberflächentemperaturen.
In der vorliegenden Erfindung werden die Flüssig
kristalle zur Wahrnehmung der Oberflächentemperatur
des Widerstandselements 24 verwendet.
Ein geeignetes flüssigkristallines Material wird von BDH
Co., England hergestellt. Das Produkt wird mit TM 255
bezeichnet. Es ist eine wäßrige Dispersion, in der das
flüssigkristalline Material in Mikrokapseln einge
schlossen ist. TM 255 ist eine Mischung von flüssigkristallinen
Materialien der folgenden Formel:
in der R vorzugsweise 2-Methylbutyl, R′ -O-R′′ oder
und R′′ und R′′ eine geradkettige oder
verzweigte Alkylkette mit 3 bis 15 Kohlenstoffatomen
bedeuten. Flüssigkristalline Materialien, bei denen R
eine gerade oder verzweigte Alkylkette mit Ausnahme von
2-Methylbutyl bedeutet, sind in der vorliegenden Erfindung
auch einsetzbar. Die Temperatur, bei der eine
Farbänderung beginnt, ist etwa 43°C. Optimal ist eine
Schichtdicke von etwa 0,025 bis 0,051 mm (0,001 oder
0,002 inch). Der Flüssigkristall braucht nur auf dem
Mittelabschnitt 21 des Substrats zwischen den Falten A
und B in Fig. 2 aufgetragen zu sein.
Das Widerstandselement 24 hat eine solche Form, daß sich
ein Temperaturgradient entlang seiner Oberfläche in
Längsrichtung ausbreitet, wobei der Gradient von der
Spannung der zu prüfenden Batterie abhängt. Das Wider
standselement 24 sowie die Kontakte 25 und 26 bestehen
aus einem Material, das auf das Substrat durch Drucken,
Beschichten, Anstreichen oder eine andere übliche Auftrags
technik aufgetragen wurde. Dieses Material kann
Silber, Nickel oder Kohlenstoff auf der Basis von Epoxi
oder Uretan sein und kann in Form einer leitenden
"Druckfarbe" vorliegen. Der bevorzugte Leiter ist
Silber. Ein geeignetes Silber auf Epoxibasis wird unter
der Handelsbezeichnung Electrodag 473SS von Acheson
Colloid Co. Port Huron, Michigan, hergestellt. Die
Schicht ist vorzugsweise 0,025 mm (0,001 inch) dick.
Das Widerstandselement 24 ist so geformt, daß es in
Längsrichtung eine zunehmende Querschnittsfläche von
einem Ende zum anderen besitzt. Dies wird vorzugsweise
dadurch ausgeführt, daß man ein keilförmiges Element 24
hat, das in Fig. 2 dargestellt wird. Die elektrischen
Kontakte und das Widerstandselement sind so geplant, daß
sie einen elektrischen Widerstand besitzen, der dem
Widerstand einer bevorstehenden Vorrichtung vergleichbar
ist, die die zu prüfenden Batteriegrundrisse gebraucht.
Zum Beispiel hat eine Vorrichtung für die Verwendung einer
Zelle der Größe D einen Widerstand zwischen 2 bis 4 Ohm,
während eine Vorrichtung für die Größe C oder die Größe AA
einen Widerstand zwischen 3 und 6 Ohm besitzt. Unter
Verwendung dieser Widerstände für diese Zellgröße kann
das Anzeigegerät den Batteriezustand, den
Leitungszustand oder die in der Batterie verbleibenden
Nutzungsstunden messen. Der Strom, der beim Test einer
Batterie durch das Element fließt, ist direkt der
Spannung proportional, da das Element 24 einen festen
Widerstand besitzt. Wenn das Element 24 keilförmig ist,
erhitzt der Strom das schmale Ende zuerst.
Vorzugsweise wird der Spannungsanzeiger gemäß der
Erfindung so an der Blisterblase befestigt, daß das
schmale Ende des Keils nahe am unteren Ende 14 der
Blisterblase 12 angeordnet ist, während das breitere
Keilende in der Nähe des oberen Endes 13 der Blister
blase angeordnet ist.
Im Betrieb wird eine Batterie zwischen den Kontakten 25
und 26 angeordnet; Strom fließt durch das keilförmige
Element 24; das schmale Ende des Keils erwärmt sich
zuerst und seine Farbänderung erscheint. Die Farbänderung
breitet sich auf der Anzeigeskala aus, wenn weitere
Abschnitte des Keils erwärmt werden, und diese Wärme
wird auf das flüssigkristalline Material übertragen.
Wenn die Batterie voll geladen ist, setzt sich die
Farbänderung über die ganze Skala bis zum oberen Ende
fort. Wenn die Batteriebeladung gering ist, ist der
Strom gering und eine Farbänderung setzt sich nur über
einen Teil der Skala fort. Daher wird ein Spannungsanzeiger
geschaffen, der mit dem Blisterteil einer
Blisterkartonpackung einstückig verbunden ist, was die
Bestimmung der Frische einer Batterie für den Verbraucher
zuläßt.
Weiterhin ist eine Schutzabdeckung über dem Widerstands
element 24 erwünscht, so daß dieses nicht beschädigt
wird. Die Beschichtung muß nicht-leitend sein. Es kann
ein Material wie durch UV-härtende Farbe oder eine
dünne Schicht eines Klebebandes oder ähnliches sein.
Wie bei der Art des Substratmaterials darf die Beschichtung
keine beträchtliche thermische Masse besitzen,
so daß die vom Widerstandselement erzeugte Wärme
leicht auf das flüssigkristalline Material übertragen
wird.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine Blisterblase.
Die Blase 12 ist so geformt, daß sie einen nach außen
vorspringenden Teil 40 besitzt. Die inneren Oberfläche
ist an den Spannungsanzeigestreifen angepaßt. Sie ragt
nach außen vor, so daß eine in Teststellung gehaltene
Batterie das Widerstandselement 24 nicht berührt. Dies
verhindert, daß die Batterie für das Widerstandselement
als Wärmeverbraucher wirkt, was die Wärmeübertragung auf
den Flüssigkristall verhindern würde. Der Spannungsanzeige
streifen ist so angefügt, daß die Flüssigkristallschicht 3
nach außen gerichtet ist. Es wird für eine
exakte Farbanzeige in hohem Maße bevorzugt, daß ein Teil
der Blisterblase 41 quer über das flüssigkristalline
Material von dem flüssigkristallinen Material weg
angehoben wird, wodurch keine Wärme von dem Flüssigkristall
fort übertragen wird. Ein starker Farbeffekt kann
erzeugt werden, wen nur der Teil der Blisterblase 41
direkt über dem Indikator 32 angehoben wird, so daß nur
der Flüssigkristall direkt auf der Anzeigeskala die
Farbe mit scharfen Begrenzungslinien ändert.
Es wird weiterhin bevorzugt, daß der Teil der oberen
Oberfläche 13 der Blisterblase 12, der den Endteil 22
des Spannungsanzeigestreifens aufnimmt, so geformt wird,
daß er sich von dem Rest der Oberfläche von 13 nach
außen hin vorstreckt. Von der Innenseite der Blase
gesehen ist dieser Teil mit einer Ausnehmung versehen,
so daß er als Kanal wirkt, wobei der elektrische Kontakt
sich entlang dem Unterteil des Kanals hinzieht. Vorzugs
weise ist die Tiefe des Kanals etwas größer als die
Höhe eines vorstehenden positiven Pols einer Batterie.
Hierdurch wird die Spannungsmessung unterstützt, indem
der positive Pol mit dem Kanal im Eingriff steht, um den
elektrischen Kontakt 25 zu schließen. Dieser Eingriff
hält die Batterie in einer Stellung zur leichten Ausrichtung
mit den elektrischen Kontakten. Wenn sich die
Batterie in dieser Stellung befindet, kann unter Verwendung
des Daumens und Zeigefingers ein leichter Druck
auf die Kontakte ausgeübt werden, um die elektrische
Verbindung mit den Batteriepolen herzustellen.
Der vollständige Spannungsanzeigestreifen wird auf die
innere Oberfläche des Blasenteils aufgebracht, wo er
nach außen vorragt. Der Streifen ist speziell so angeordnet,
daß der Mittelteil des Substrats (der Anteil
zwischen den Falten A und B) gegen den longitudinalen
Mittelteil der vorderen Fläche der Blisterblase gerichtet
ist. Die elektrischen Kontakte sind an gegenüberliegenden
Seiten der inneren Oberfläche der Blisterblase
angeordnet, wie in Fig. 1 dargestellt, die nach der
obigen Beschreibung nach außen verformt sein können. Der
Streifen ist so angebracht, daß sich das schmale Ende
des Widerstandselements nahe am Boden der Packung befindet,
der mit den negativen Polen der aufgenommenen
Batterien vereint ist. Ein Klebstoff kann zum Halten des
Spannungsanzeigestreifens an der inneren Blasenoberfläche
verwendet werden.
Die im Ergebnis erhaltene Blisterkartonpackung besitzt
integral mit dem Blasenteil einen Spannungsanzeige
streifen. Elektrische Kontakte sind an der Innenoberfläche
so angeordnet, daß die zylindrische Batterie
leicht dazwischen zur Herstellung eines elektrischen
Kontakts angeordnet werden kann. Beim Halten der Batterie
zwischen den Kontakten wird die Anzeigevorrichtung
von vorne betrachtet und eine Farbänderung wird in dem
flüssigkristallinen Material festgestellt, die zusammen
mit der Skala ein Ablesen der Batteriespannung
ermöglicht.
Oben wurde eine Packung mit einer Spannungsanzeigevorrichtung
für eine Zelle der Größe D beschrieben; dem
Fachmann ist jedoch leicht ersichtlich, wie der dieses
Modell für andere Zellgrößen unter Verwendung desselben
oder gleichen Materials abändern muß Widerstandselemente
mit anderen Widerständen werden durch eine entsprechende
Änderung der Menge des verwendeten Silbers
auf Epoxibasis hergestellt. Da eine Zelle der Größe C
oder AA vom Hersteller für eine hohe Entladungsrate von
etwa 4 Ohm vorgesehen sind, ist dies der erwünschte
Widerstand für das Widerstandselement in einer Anzeige
vorrichtung für diese Zellen. Dem Fachmann wird auch
leicht ersichtlich, wie er diese Erfindung für nicht
zylindrische Batterien, wie z. B. eine alkalische 9-Volt-
Batterie oder Lithium 6-Volt-Batterie 223A verwenden
kann. Deswegen hat diese Erfindung universelle Anwendbarkeit
für Batterien aller Größen und Spannungen, die
in einer Packung für den Verkauf oder zur Ausstellung
enthalten sind.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Batterie
packung ist es notwendig, die Packung zu öffnen und die
Stellung der Batterien vor dem Test zu verändern. Jedoch
ist es bei alternativen Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung möglich, die Batterien vor dem Kauf zu
testen, während sie innerhalb der Packung verbleiben.
Eine solche Ausführungsform wird in Fig. 5 gezeigt. Sie
verwendet so viele Spannungsanzeigestreifen 20, wie
Zellen in der Packung 50 enthalten sind. Jeder Streifen
wird an der inneren Oberfläche des Blasenteils so befestigt,
daß seine Kontakte den Polen einer Batterie
gegenüberliegen und das flüssigkristalline Material ist
durch den Blasenteil sichtbar.
Eine andere Ausführungsform wird in Fig. 6 gezeigt. Sie
verwendet einen einzigen Spannungsanzeiger 60 mit
T-förmigen Endteilen 62 und 63, die T-förmige elektrische
Kontakte 66 aufnehmen. Der Streifen ist so an der
Innenseite des Blasenteils befestigt, daß die T-förmigen
Kontakte an gegenüberliegenden Seiten der inneren Oberfläche
des Blasenteils angeordnet sind und das flüssig
kristalline Material ist durch den Blasenteil sichtbar.
Jeder T-förmige Kontakt erstreckt sich in entgegengesetzter
Richtung senkrecht zu dem Streifen, so daß er
über den Polen jeder gehaltenen Batterie angeordnet ist.
Ein Druck auf ein Ende des T-förmigen Kontakts (A und
A′ oder B und B′) auf gegenüberliegende Pole derselben
Batterie verursacht Stromfluß durch das Widerstandselement
was darin Wärme erzeugt, die proportional zur
Batteriespannung ist. Die Wärme wird auf das flüssig
kristalline Material übertragen und gibt eine optische
Anzeige der Batteriespannung.
Bei den obengenannten beiden Ausführungsformen können
die Spannungen jeder Batterie unabhängig voneinander
geprüft werden, während sie in ihren ursprünglichen
Stellungen in der Packung verbleiben. In beiden Fällen
müssen die Kontakte, die sich direkt gegenüber den
Batteriepolen befinden, von den Polen fort abgesetzt
sein, so daß die Batterien sich nicht durch zufälligen
Kontakt während des Versandes entladen können.
Das bisher diskutierte flüssigkristalline Material
verändert die Farbe mit der Temperatur. Materialien, die
auf die Temperaturänderung dadurch reagieren, daß sie
vom undurchsichtigen (opaken) Zustand in den transparenten
übergehen, sind ebenfalls brauchbar. Diese sind
in gleicher Weise für die Verwendung bei der vorliegenden
Erfindung geeignet. Wenn dieser Typ von flüssigkristallinem
Material verwendet wird, ist die Batteriezustands
skala anfangs nicht sichtbar. Wenn eine Batterie
getestet wird, wird der Flüssigkristall transparent und
die Batteriezustandsskala wird in einem der Batterie
spannung entsprechenden Ausmaß sichtbar.
Die oben gegebene Beschreibung dient nur zur Verdeutlichung
und Erklärung und soll die Erfindung so, wie sie
beansprucht wird, in keiner Weise beschränken. Abänderungen
im Rahmen des fachmännischen Könnens verlassen
den Bereich der beanspruchten Erfindung nicht.
Claims (10)
1. Batteriepackung für Ausstellung und Verkauf mit
einer Spannungsanzeigevorrichtung, die integral mit
der Packung verbunden ist, gekennzeichnet durch
eine Aufnahmevorrichtung (12) für eine oder mehrere
Batterien und eine Spannungsanzeigevorrichtung (20, 60)
mit einem Paar elektrischer Kontakte (25, 26),
die einstückig mit der Packung verbunden ist, wobei
die Kontakte bezüglich der Packung (10, 50) so
angeordnet sind, daß sie zur Ausrichtung mit Endteilen
(22, 23) einer dazwischen angeordneten Batterie zu
gänglich sind und bei gleichzeitiger Verbindung der
elektrischen Kontakte (25, 26) mit den Polen einer
Batterie Strom durch die Spannungsanzeigevorrichtung
(20, 60) fließt und den Batteriezustand sichtbar
anzeigt.
2. Packung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Spannungsanzeigevorrichtung (20, 40) weiterhin
ein Widerstandselement (24) und ein flüssigkristallines
Material (31) umfaßt, wobei das flüssigkristalline
Material in thermischem Kontakt mit dem
Widerstandselement (24) ist und das Widerstandselement
mit dem Paar elektrischer Kontakte (25, 26)
verbunden ist, wodurch bei gleichzeitiger Verbindung
der elektrischen Kontakte mit den Polen einer
Batterie Strom durch das Widerstandselement (24)
fließt und darin proportional zur Batteriespannung
Wärme erzeugt, und die Wärme auf das flüssigkristalline
Material (31) übertragen wird, das hierauf
durch Farbänderung reagiert und so eine optische
Anzeige der Batteriespannung gibt.
3. Packung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das flüssigkristalline Material (31)
vom thermochromen chiralen nematischen Typ ist.
4. Blisterkartonpackung für Ausstellung und Verkauf von
Batterien mit einer mit der Packung einstückig
verbundenen Spannungsanzeigevorrichtung, gekennzeichnet
durch ein Rückteil (11) und ein daran angebrachtes
Blasenteil (12), das zum Halten von wenigstens einer
Batterie dazwischen geeignet ist; wenigstens einen
mit dem Blasenteil einstückig verbundenen Spannungsanzeige
streifen (20), wobei der Spannungsanzeigestreifen
eine flüssigkristalline Schicht (31) so
angeordnet enthält, daß sie von der Außenseite der
Packung (10) sichtbar ist; und ein Paar elektrischer
Kontakte (25, 26) für den Spannungsanzeigestreifen
(20), die so an der inneren Oberfläche des Blasenteils
angeordnet sind, daß sie zur Ausrichtung mit
den Polen einer dazwischen angebrachten Batterie
zugänglich sind; wodurch bei gleichzeitiger Verbindung
der elektrischen Kontakte (25, 26) mit den
Polen einer Batterie Strom durch den Spannungs
anzeigestreifen (20) fließt und sichtbar die Größe
der Batteriespannung anzeigt.
5. Packung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Spannungsanzeigestreifen (20) ein Substrat
mit einem Mittelteil (21), einem ersten Endteil
(22) und einem zweiten Endteil (23), und ein Widerstands
element (24) enthält, das an einer Seite des
Mittelteils (21) angebracht ist und mit dem Paar
elektrischer Kontakte (25, 26) verbunden ist, wobei
jeder elektrische Kontakt an jedem Endteil angeordnet
ist, wobei die Länge des Streifens ausreicht,
um den Kontakt auf dem ersten Endteil (22)
mit einem Pol einer Batterie zu verbinden, während
der Kontakt auf dem zweiten Endteil (23) den anderen
Batteriepol verbindet, und wobei die flüssig
kristalline Schicht (31) in thermischem Kontakt mit
dem Widerstandselement (24) ist.
6. Packung nach Anspruch 4 und/oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die flüssig-kristalline Schicht
(31) aus einem thermochromen chiralen nematischen
flüssigkristallinen Material besteht, das auf die
Seite des Mittelteils (21) des Streifens (20)
schichtförmig aufgetragen ist, die der Seite mit
dem Widerstandselement (24) gegenüberliegt, und daß
die Seite des Streifens mit dem flüssigkristallinen
Material diejenige ist, welche gegen die innere
Oberfläche des Blasenteils (12) befestigt ist.
7. Packung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Batteriezustandsskala (32)
auf die Seite des Streifens (20) aufgedruckt ist,
die der Seite mit dem Widerstandselement (24)
gegenüberliegt, und das flüssigkristalline Material
in einer Schicht (31) über der Skala aufgetragen
ist und daß der Bereich (40) des Blasenteils (12, 41),
der mit der Spannungsanzeigeskala (32) kongruent
ist, von dem flüssigkristallinen Material so
abgehoben ist, daß der Wärmetransport zu dem
Bereich des Blasenteils, der mit der Skala kongruent
ist, verhindert wird.
8. Packung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (24)
eine keilförmige Ablagerung von Silber auf der
Basis von Epoxi ist.
9. Blisterkartonpackung zur Ausstellung und zum
Verkauf von Batterien mit einer mit der Packung ein
stückigen Spannungsanzeigevorrichtung, gekennzeichnet
durch ein Rückteil (11) und ein daran
befestigtes transparentes Blasenteil (12, 41), die
dazwischen zwei oder mehrere Batterien seitlich
nebeneinander halten können, zwei oder mehrere mit
der inneren Oberfläche des Blasenteils (12, 41)
einstückig verbundener Spannungsanzeigestreifen
(20), wobei jeder Streifen (20) ein flüssigkristallines
Material (31), ein Widerstandselement (24) und
ein Paar elektrischer Kontakte (25, 26) enthält,
wobei das flüssigkristalline Material (31) in thermischem
Kontakt mit dem Widerstandselement (24)
steht und die elektrischen Kontakte (25, 26) mit
gegenüberliegenden Enden des Widerstandselements
verbunden sind, und wobei jeder Streifen an der
inneren Oberfläche des Blasenteils (12, 41) so
befestigt ist, daß die Kontakte (25, 26) jedes
Streifens (20) den Polen einer Batterie gegenüberliegen
und das flüssigkristalline Material (31)
durch das Blasenteil (12) sichtbar ist.
10. Blisterkartonpackung für die Ausstellung und den
Verkauf von Batterien mit einer integral mit der
Packung verbundenen Spannungsanzeigevorrichtung,
gekennzeichnet durch ein Rückteil (11) und ein
daran befestigtes Blasenteil (12), die zwischen
sich zwei zylindrische Batterien seitlich aneinander
halten können, und einen Spannungsanzeigestreifen
(20, 60), der einstückig mit der inneren Oberfläche
des Blasenteils (12) verbunden ist, wobei der
Streifen (20, 60) ein flüssigkristallines Material
(31), ein Widerstandselement (24) und ein Paar
T-förmiger elektrischer Kontakte (25, 26, 62, 63)
enthält, wobei das flüssigkristalline Material (31)
in thermischem Kontakt mit dem Widerstandselement
(24) steht und die elektrischen Kontakte (62, 63)
mit gegenüberliegenden Enden des Widerstandselements
(24) verbunden sind, und wobei der Streifen (20, 60)
an der inneren Oberfläche des Blasenteils (12) so
befestigt ist, daß die T-förmigen Kontakte (25, 26,
62, 63) an gegenüberliegenden Seiten der inneren
Oberfläche des Blasenteils (12) so angeordnet
sind, daß jeder T-förmige Kontakt (62, 63) sich in
gegenüberliegende Richtungen senkrecht zu dem
Streifen (20) so erstreckt, daß er über den Polen
jeder gehaltenen Batterie angeordnet ist und das
flüssigkristalline Material durch das Blasenteil
sichtbar ist.
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