DE102005049957A1

DE102005049957A1 - Geschmiedete Polklemme mit Klemmhebel

Info

Publication number: DE102005049957A1
Application number: DE102005049957A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl.-Ing. Müller (FH)
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2005-10-19
Filing date: 2005-10-19
Publication date: 2007-02-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batteriepolklemme für Blei-Säure-Kraftfahrzeug-Batterien. Die Polklemme ist eine geschmiedete Messingpolklemme und hat an Stelle einer Klemmschraube einen Schnellspannverschluss. Der Schnellspannverschluss besteht aus einem Klemmhebel mit exzentrischer Lagerung. Hierdurch wird eine werkzeuglose Montage möglich. Der Exzenter überfährt einen Nocken und kommt dadurch beim Zuspannen mittels Formschluss in die Selbsthemmung. Ein übermäßiger Klemmkraftanstieg beim Überfahren des Nockens wird durch eine Druckfeder begrenzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Batteriepolklemme für Blei-Säure-Kraftfahrzeug Batterien. Die Polklemme ist eine geschmiedete Messingpolklemme und hat an Stelle einer Klemmschraube einen Schnellspannverschluss. Der Schnellspannverschluss besteht aus einem Klemmhebel mit exzentrischer Lagerung. Hierdurch wird eine werkzeuglose Montage möglich. Der Exzenter überfährt einen Nocken, und kommt dadurch beim Zuspannen mittels Formschluss in die Selbsthemmung. Ein übermäßiger Klemmkraftanstieg beim Überfahren des Nockens wird durch eine Druckfeder begrenzt.

Aus dem Stand der Technik sind Batteriepolklemmen bekannt, die werkzeuglos montierbar sind. Diese sind allerdings als Blechklemmen ausgeführt. Ein Beispiel einer derartigen Blechklemme ist aus der EP 1 146 603 B1 bekannt. Die Batterieklemme besteht aus einer Blechumfassung für den Batteriepol. Mit einem Verriegelungshebel, der nach dem Exzenter Prinzip arbeitet wird die Blechumfassung gegen den Batteriepol gezogen.

Derartige Blechklemmen haben für die Kontaktierung mit Bleipolen, wie sie bei Blei-Säure Batterie Standard sind gewisse Nachteile. Die Spannkraft wird durch den Nocken des Klemmhebels aufgebracht, der beim Zuspannen gegen den Bleipol der Batterie wirkt. Beim Zuspannen kommt es daher zu einer Deformation des weichen Bleimaterials des Batteriepols. Die Deformationen des Bleipoles sind aufgrund der Duktilität des Bleimaterials leider nicht elastisch, so dass eine dauerhafte Klemmkraft durch den Nocken des Klemmhebels nicht aufgebracht werden kann. Man kann zwar versuchen eine dauerhafte Klemmkraft durch eine Verformungselastizität der Blechumfassung zu bewirken, stößt aber hierbei auch relativ schnell an Grenzen. Zum einen ist eine Blechumfassung auf Grund der schlechten Elastizität des Blechs nicht aus dem geeigneten Werkstoff hierfür und zum anderen ist die Elastizitätsreserve zu gering, um ein allmähliches Nachgeben des Bleipoles gegenüber den Spannkräften ausgleichen zu können. Im Fahrzeug ist die Klemmverbindung starken und dauerhaften Vibrationen ausgesetzt, die die oben beschriebenen Prozesse noch beschleunigen. Es kommt daher bei der Verwendung von Blechklemmen immer wieder zu elektrischen Kontaktstörungen und zum Ablösen der Klemmen von den Bleipolen. Man verwendet daher immer noch die geschmiedeten Messingpolklemmen, deren Formschluss mit den Bleipolen wesentlich besser ist und deren Duktilität auch wesentlich besser zu den Bleipolen passt.

Eine Verbesserung der Klemmverbindung bei Blechklemmen erzielt man mit einer Blechklemme, wie sie in der EP 1498987 A1 offenbart ist. Hier wird die Polumfassung aus einem oberen (Bezugszeichen 4 aus EP 1498987 ) und einem unteren (Bezugszeichen 3 aus EP 1498987 ) Trägerkörper gebildet in die jeweils ein oberer (Bezugszeichen 7 aus EP 1498987 ) und ein unterer (Bezugszeichen 6 aus EP 1498987 ) jeweils geschlitzter Kontaktring eingearbeitet sind. Die Kontaktringe werden in die Trägerkörper eingearbeitet und haben durch ihre Formgebung eine Biegeelastizität, mit der bei Aufsetzen der Klemme auf den Batteriepol ein Überstreifen und ein federndes Zurückweichen der Kontaktringe möglich ist. Geschlossen wird die Batterieklemme mit einem Schnellspannverschluss, der nach dem Exzenterprinzip arbeitet. Da die geschlitzten Kontaktringe über keine Klemmbacken verfügen werden als weitere Bauteile des Schnellspannverschlusses zusätzliche Sitzelemente (Bezugszeichen 28, 34 aus EP 1498987 ) benötigt um die Klemmkraft des Schnellspannverschlusses auf die geschlitzten Kontaktringe aufbringen zu können. Auf der Zugstange des Schnellspannverschlusses ist ein Federelement angeordnet, das dafür sorgt, dass sich der Schnellspannverschluss nach Überfahren seines Exzenters nicht unbeabsichtigt öffnet. Die Anpresskraft der Kontaktringe an den Batteriepol wird durch die Formelastizität der Kontaktringe aufgebracht. Die hohe Teilezahl dieser Blechklemme wird fertigungstechnisch als Nachteil gegenüber den bekannten geschmiedeten Polklemmen angesehen. Auch bestehen Bedenken hinsichtlich mangelnder Robustheit der Blechklemme.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, die Montage von geschmiedeten Messingpolklemmen für Kraftfahrzeugbatterien zu vereinfachen und zugleich die Kontaktierung zwischen Polklemme und Batteriepol zu verbessern.

Die Aufgabe wird gelöst mit einer Polklemme mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Abhängigen Ansprüchen und in der folgenden Beschreibung offenbart.

Die Lösung gelingt hauptsächlich mit einem Schnellspannverschluss für die Klemmbacken einer vorzugsweise aus Messing geschmiedeten Polklemme. Der Schnellspannverschluss hat einen gegenüber der Drehachse der Zugstange exzentrisch gelagerten Kipphebel. Die Zugstange wird durch jeweils eine Bohrung in den beiden Klemmbacken der Polklemme hindurch geführt und schließt am entgegen gesetzten Ende zum Kipphebel mit einer Druckfeder und einer Andruckplatte ab.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung haben die Exzenterelemente des Kipphebels einen Nocken, der beim Zuspannen an den Klemmbacken der Polklemme überfahren wird, und nach dem Überfahren eine Selbsthemmung gegenüber einem selbsttätigen Lösen der Verspannung bewirkt.

Weiterhin können die Exzenterelemente des Kipphebels mit einer Formschlussfläche ausgebildet sind. Die Formschlussfläche ist an der Oberfläche des Exzenterelementes in Zuspann-Drehrichtung nach dem Nocken ausgebildet. Der Formschluss erfolgt im Zugespannten Zustand durch Formschluss der Exzenteroberfläche mit der Oberfläche der Klemmbacke von der Polklemme. Mit diesem Formschluss wird dann eine eindeutige Arretierung des Kipphebels im zugespannten Zustand der Polklemme definiert.

Die Hauptvorteile, die mit der Erfindung erzielt werden sind eine bessere Handhabung von geschmiedeten Polklemmen. Durch die Verwendung einer Druckfeder wird ein übermäßiger Kraftanstieg beim Überfahren eines Exzenternockens begrenzt. Deformationen der weichen Bleipole einer Fahrzeugbatterie können hierdurch vermieden werden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von zeichnerischen Darstellungen näher beschrieben.
Dabei zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Polklemme,
2 eine erfindungsgemäße Polklemme nach 1, teilweise aufgeschnitten,
3 eine erfindungsgemäße Polklemme in Aufsicht und mit Tellerfeder.
1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Polklemme. Eine an sich bekannte geschmiedete Messingpolklemme 1 wird an Stelle einer geschraubten Klemmverbindung mit einem Schnellspannverschluss ausgebildet. Hierzu wird durch jeweils eine Bohrung in den beiden Klemmbacken 2 der Polklemme eine Zugstange 3 hindurchgeführt. Die Zugstange ist mit ihrem einen Ende an der Exzenterdrehachse 4 angelenkt und hat an ihrem anderen Ende eine Druckfeder 5 und zum Abschluss eine Andruckplatte 6, die beispielsweise nach der Montage der Zugstange und der Druckfeder auf die Zugstange aufgeschraubt wird. Am anderen Ende der Zugstange ist an die Exzenterdrehachse ein Kipphebel angelenkt. Der Kipphebel 8 hat zwei Exzenterelemente 7, die an die Exzenterdrehachse 4 eben exzentrisch angelenkt sind, so dass sich je nach Stellung des Kipphebel gegenüber den Klemmbacken der Polklemme verschiedene Berührungsradien und damit verschiedene Klemmkräfte ergeben. Vorzugsweise haben die Exzenterelemente einen Nocken 9, der beim Zuspannen mit dem Kipphebel an der Klemmbacke überfahren wird, so dass nach Überwinden des Nockens der Schnellspannverschluss in die Selbsthemmung kommt. Zusätzlich zu dieser Selbsthemmung können die Exzenterelemente in Zuspannrichtung gesehen nach dem Exzenternocken eine Formschlussfläche 10 aufweisen. Mit der Formschlussfläche, die als plane Fläche ausgebildet ist und sich an die Klemmbacke der Polklemme anschmiegt, wird zum einen die Selbsthemmung des Schnellspannverschlusses unterstützt und zum anderen eine eindeutige Schließposition für den Schnellspannverschluss definiert. Die Schließstellung des Kipphebels ist erreicht wenn die Formschlussfläche an der Klemmbacke der Polklemme anliegt.
2 zeigt das Ausführungsbeispiel der 1 nochmals in teilweiser aufgeschnittener Darstellung. Die Schnittebene verläuft hierbei durch die Zugstange 3 und durch die Exzenterdrehachse 4. Man sieht wie die Zugstange mittels Bohrungen durch die Klemmbacken der Polklemme hindurchgeführt ist. Außerdem erkennt man in dieser Darstellung besser, dass die Zugstange an der Exzenterdrehachse mit einem konzentrischen Lager angelenkt ist, während der Kipphebel über die Exzenterelemente 7 eben exzentrisch an die Exzenterdrehachse angelenkt oder fest anderweitig angebracht ist. Ebenfalls gut zu erkennen ist in dieser Darstellung die Druckfeder 5, die in diesem Ausführungsbeispiel als Spiralfeder aufgebaut ist. Die Druckfeder wirkt hierbei zwischen Andruckplatte 6 des Schnellspannverschlusses und Klemmbacke der Polklemme und begrenzt durch ihre Federwirkung die Zuspannkräfte des Schnellspannverschlusses beim Überfahren eines Exzenternockens und damit auch die Klemmkräfte auf einen duktilen Bleipol beim Anschließen der Polklemme an eine Bordnetzbatterie oder eine Starterbatterie eines Kraftfahrzeuges.
3 zeigt eine Aufsicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels. Bei diesem Ausführungsbeispiel einer Polklemme mit Schnellspannverschluss wird die Druckfeder 5 durch eine Tellerfeder gebildet. Im geschlossenen Zustand des Schnellspannverschlusses schließt eine Formschlussfläche 10 bündig mit einer Klemmbacke der Polklemme ab. Eine zusätzliche Sicherung gegenüber einem selbsttätigen Öffnen des Schnellspannverschlusses aufgrund von auftretenden Vibrationen bietet die Ausbildung der Exzenterelemente mit einem Nocken 9, der zum Verschließen überfahren wurde und so eine Selbsthemmung gegenüber Öffnen des Verschlusses bewirkt. Damit beim Überfahren des Nockens die Zuspannkräfte nicht zu groß werden, ist die Druckfeder mit einem entsprechenden Federweg auszubilden, damit auch bei Überfahren des Nockens stets eine Federwirkung erhalten bleibt. Im geschlossenen Zustand bildet dann die Andruckkraft der Druckfeder eine Klemmkraftreserve, mit der eventuelle, kriechende Verformungen des kontaktierten Bleipols der Kraftfahrzeugbatterie nachgespannt werden.

Claims

Geschmiedete Polklemme für eine Blei-Säure Batterie mit zwei Klemmbacken und mit einem Schnellspannverschluss aus einem Kipphebel, einer Zugstange, einer Andruckplatte und mindestens einem Exzenterelement, wobei Zugstange und Exzenterelemente über eine gemeinsame Exzenterdrehachse im Kraftschluss sind und eine Druckfeder die Kraftwirkung der Exzenterelemente und der Andruckplatte auf die Klemmbacken der Polklemme beim Zuspannen abfedert.
Geschmiedete Polklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder eine Spiralfeder oder eine Tellerfeder ist.
Geschmiedete Polklemme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Exzenterelemente einen Nocken aufweisen, der nach dessen Überfahren eine Selbsthemmung des Verschlusses bewirkt.
Geschmiedete Polklemme nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Exzenterelemente eine Formschlussfläche aufweisen.