-
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Verbindungsaufbau zum Verbinden
eines Endabschnitts eines Batteriekabels mit einem Batteriepol einer Kraftfahrzeugbatterie.
-
Bisher
wird im Stand der Technik der Endabschnitt eines Batteriekabels über einen
Kabelschuh direkt mit dem Batteriepol einer Kraftfahrzeugbatterie
verbunden. Dabei erfolgt die Verbindung entweder direkt mit dem
Ausgangspol der Kraftfahrzeugbatterie oder aber indirekt über eine
zwischengeschaltete Zentralabsicherung. Die Zentralabsicherung steht
dabei in direktem Kontakt mit dem Ausgangspol der Kraftfahrzeugbatterie
und weist selbst den Batteriepol auf, mit dem das Batteriekabel
verbunden ist. Kraftfahrzeugbatterien sind im Stand der Technik
oft im Motorraum oder aber im hinteren Bereich des Fahrzeugs z.
B. der Reserveradmulde oder dem Radkasten angeordnet.
-
Es
ergibt sich die Problematik, dass Fahrzeughersteller einerseits
unterschiedliche Batterietypen mit einer unterschiedlichen Positionierung
des Ausgangspols und damit ggf. des Batteriepols oder aber unterschiedliche
Zentralabsicherungen mit ebenfalls unterschiedlich angeordnetem
Batteriepol verwenden. Auch kann sich die Problematik ergeben, dass
die Positionierung der Batterie bei verschiedenen Kraftfahrzeugmodellen
geringfügig
unterschiedlich ist.
-
Batteriekabel
sind relativ starre Kabel, die zumindest partiell in eine vorgegebene
Form gebogen und mit Hilfe von Halteteilen, Kabelkanälen und Schrumpfschläuchen im
Fahrzeug verbaut werden. Angesichts der vorstehenden Problematik
ergibt sich daher das Problem, dass für jeden Batterietyp, jede Art
von Zentralabsicherung und jede Art der Positionierung der Batterie
ein eigenes speziell geformtes Batteriekabel notwendig ist.
-
Des
Weiteren besteht die Problematik, dass von Seiten der Fahrzeughersteller
die Vorgabe besteht, weder die Batterie, noch die Zentralabsicherung
oder die Positionierung der Batterie im Fahrzeug wesentlich zu verändern. Mit
anderen Worten ist die Position des Batteriepols vom Fahrzeughersteller
vorgegeben.
-
Dementsprechend
besteht die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe
darin, einen eingangs beschriebenen Verbindungsaufbau derart zu
verbessern, dass er im Wesentlichen unabhängig von der Positionierung
des Batteriepols eingesetzt werden kann und dadurch ein Kostenvorteil gegenüber den
Produkten des Standes der Technik geschaffen werden kann.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
Verbindungsaufbau mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, den aus dem
Stand der Technik bekannten, meist aufgecrimpten Kabelschuh, der
direkt und dauerhaft mit dem Batteriekabel bzw. dessen Endabschnitt
in Verbindung steht, durch einen Adapter zu ersetzen, der die Verbindung
zwischen dem Batteriekabel und dem Batteriepol der Kraftfahrzeugbatterie
herstellt. Durch die Verwendung verschiedenartiger Adapter wird
der Verbindungsaufbau der vorliegenden Erfindung flexibel einsetzbar.
Ferner ermöglicht
er die Verbindung des Batteriekabels mit dem Batteriepol im Wesentlichen
unabhängig
von der Position des Batteriepols relativ zu dem Endabschnitt des
Batteriekabels nur durch Auswahl des richtigen Adapters.
-
Zu
diesem Zweck weist der Verbindungsaufbau der vorliegenden Erfindung
einen einerseits mit dem Endabschnitt des Batteriekabels und andererseits
mit dem Batteriepol verbindbaren Adapter sowie ein elektrisch isolierendes
Gehäuse
zum Aufnehmen wenigstens des Endabschnitts des Batteriekabels und
wenigstens eines Teils des Adapters auf. Das Gehäuse ist derart ausgebildet,
dass entsprechend der Position des Batteriepols unterschiedliche Adapter
in dem Gehäuse
aufnehmbar sind. Dabei wird der vom Gehäuse aufgenommene Abschnitt
des Adapters unabhängig
vom verwendeten Adapter ebefalls elektrisch isoliert. Wie bereits
eingangs im Stand der Technik beschrieben, erfolgt die Verbindung
mit der Kraftfahrzeugbatterie, d. h. dem Batteriepol, entweder direkt
mit dem Ausgangspol der Kraftfahrzeugbatterie, oder aber indirekt über eine Zentralabsicherung,
welche mit dem Ausgangspol in Verbindung steht und den Batteriepol
aufweist. Die Terminologie „zum
Verbinden mit einem Batteriepol" umfasst
daher sämtliche
Verbindungen des Adapters mit dem Ausgangspol der Fahrzeugbatterie
unabhängig
davon, ob diese direkt oder indirekt erfolgt. Ein Batteriekabel
weist in der Regel zwei entgegengesetzte Endabschnitte auf, wobei
einer zur Verbindung mit der Batterie und der andere zur Verbindung mit
einer entsprechend zu versorgenden Komponente im Kraftfahrzeug gedacht
ist. Der Adapter stellt eine Verbindung zwischen diesem einen Endabschnitt
und der Batterie her. Erfindungsgemäß sind verschiedene Adapter
einsetzbar, die vorzugsweise aus einem gebogenen Blech oder aus
einem Metallgeflechtband gebildet sind. Es werden zwei oder mehrere Adapter
vorgesehen, die je nach Positionierung des Batteriepols ausgewählt werden
und die Verbindung des Batteriekabels mit der Kraftfahrzeugbatterie
herstellen. Das elektrisch isolierende Gehäuse ist dabei derart ausgestaltet,
dass jeder der Adapter (unabhängig
davon welcher verwendet wird) teilweise in diesem aufgenommen werden
kann, so dass zumindest die Schnittstelle zwischen dem Batteriekabel
und dem Adapter durch das elektrisch isolierende Gehäuse abgedeckt
ist. Die Abdeckung des verbleibenden Teils des Adapters erfolgt
vorzugsweise über
eine Abdeckung der Zentralabsicherung oder der Batterie.
-
Um
den Adapter auf einfache Art und Weise mit dem Batteriekabel verbinden
zu können,
ist das Gehäuse
aus einem Ober- und einem Unterteil aufgebaut, die miteinander in
Eingriff gebracht werden können.
Dies kann beispielsweise über
eine Rastverbindung erfolgen. Andererseits sind jedoch auch Schraubverbindungen,
Klebverbindungen oder andere Verbindungen denkbar.
-
Vorteilhafterweise
ist die Verbindung jedoch lösbar
ausgestaltet, so dass die Verbindung zwischen dem Adapter und der
Batterie, z. B. im Reparaturfall und zum Wechseln der Batterie,
wieder gelöst
werden kann, indem das Gehäuse
geöffnet
wird.
-
In
der Regel wird die Position des Batteriepols im dreidimensionalen
Raum nur in einer Richtung variieren. D. h. zum Beispiel bleiben
die Positionen in X- und Z-Richtung gleich und nur die V-Position
des Batteriepols variiert. Dementsprechend erstreckt sich das Gehäuse zumindest
im Bereich des Endabschnitts des Batteriekabels in einer Richtung (V-Richtung) über das
Batteriekabel hinaus, entlang der die Position des Batteriepols
variiert. Dies ermöglicht
es, durch eine entsprechende Ausgestaltung des Adapters auch einen
derart zum Batteriekabel versetzten Batteriepol zu erreichen, der
derart angeordnet ist, dass zwischen der dem Batteriepol zugewandten
Längskante
des Batteriekabels und dem Batteriepol ein gewisser Abstand besteht.
-
Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung, hat der
Batteriepol entlang einer Kante der Batterie unterschiedliche Positionen und
das Gehäuse
erstreckt sich zumindest im Bereich des Endabschnitts des Batteriekabels
in einer Richtung parallel zu dieser Kante.
-
Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
ist das Batteriekabel eine Schiene mit flachem, vorzugsweise rechteckigem
Querschnitt. Es sind jedoch auch ovale oder anderweitig flach ausgebildete
Querschnitte denkbar, d. h. Querschnitte bei denen die Breitendimension
größer ist
als die Höhendimension.
Das Gehäuse
erstreckt sich in diesem Fall zumindest im Bereich des Endabschnitts
des Batteriekabels in einer Richtung quer zur Längsrichtung des Batteriekabels über das
Batteriekabel hinaus.
-
Bei
dieser Ausgestaltung ist es bevorzugt, dass der Adapter mit dem
Batteriekabel verschweißt oder
geclincht ist oder dass der Adapter zum Verbinden mit dem Batteriekabel
eine Befestigungsöffnung aufweist,
so dass der Adapter mit dem Batteriekabel verschraubbar ist. Dabei
versteht sich unter dem Begriff verschraubbar auch ein Verquetschen,
das ggf. durch eine Schraubbewegung wieder gelöst werden kann. Zu diesem Zweck
ist ein Befestigungsbolzen, vorzugsweise ein Gewindebolzen vorgesehen,
der z. B. in das Batteriekabel oder in den Adapter eingepresst sein
kann. Die Anbringung des Befestigungsbolzens an dem Batteriekabel
oder dem Adapter kann jedoch auch auf andere Art und Weise erfolgen, z.
B. durch Verschweißen,
Verlöten
etc. Zur Verbindung wird der Adapter mit seiner Befestigungsöffnung über den
Befestigungsbolzen gefädelt
und mit einer Mutter verschraubt. Um einen gewissen Toleranzausgleich
und ein Verschieben des Adapters relativ zum Batteriekabel zu ermöglichen,
kann die Befestigungsöffnung
vorzugsweise als Langloch ausgebildet sein. Dies ermöglicht die
Verschiebung des Adapters bzw. der Schiene in Richtung des Langlochs, so
dass die Relativposition zwischen Adapter und Schiene einstellbar
ist. Gleichermaßen
ist es auch bevorzugt die Verbindung mit dem Batteriepol als Schraubverbindung
auszugestalten, wozu der Adapter eine zweite Befestigungsöffnung entgegengesetzt der
ersten aufweist, die ebenfalls als Langloch ausgestaltet sein kann.
-
Um
beim Verschrauben des Adapters mit der Schiene das übertragene
Drehmoment aufzunehmen und ein Verdrehen des Adapters in Bezug auf die
Schiene zu vermeiden, weist der Adapter vorzugsweise eine Nase auf,
die mit dem Batteriekabel in Eingriff bringbar ist. Zu diesem Zweck
ist das Batteriekabel vorzugsweise mit einer Sicke ausgebildet, die
in Stromflussrichtung ausgebildet ist, um den Querschnitt des Batteriekabels
nicht zu reduzieren und somit keinen erhöhten Widerstand an dieser Stelle
zu erzeugen. Die Sicke kann z. B. durch Schlitzen des Batteriekabels
in Stromflussrichtung und Tiefziehen des geschlitzten Abschnitts
ausgebildet werden.
-
Weitere
Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung können der
folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform entnommen werden,
insbesondere Merkmale, die die Schnittstelle zwischen dem Adapter
und einer Schiene als Batteriekabel betreffen. Die Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
erfolgt dabei unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen,
in denen:
-
1 perspektivisch
eine Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verbindungsaufbau
darstellt, wobei in 1a das Oberteil des elektrisch
isolierenden Gehäuses
sowie der Deckel der Zentralabsicherung entfernt und in 1b die
entsprechenden Teile aufgesetzt sind; und
-
2 eine
perspektivische Ansicht des Verbindungsaufbaus gemäß 1 zeigt,
wobei jedoch ein anderer Adapter als in 1 verwendet
ist und der Batteriepol dementsprechend in einer anderen Position
angeordnet ist, wobei gleichermaßen 2a den
Verbindungsaufbau ohne Oberteil des elektrisch isolierenden Gehäuses und
Deckel der Zentralabsicherung darstellt, welche in 2b aufgesetzt
sind.
-
In
den Zeichnungen kennzeichnen gleiche Bezugsziffern gleiche Teile.
-
1a zeigt
eine Kraftfahrzeugbatterie 10, die z. B. in der Reserveradmulde
im Kofferraum eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Die Kraftfahrzeugsbatterie 10 weist
einen Ausgangspol 11 auf. Mit diesem Ausgangspol 11 ist
eine Zentralabsicherung 121 verbunden.
Diese Zentralabsicherung 121 weist
einen Batteriepol 131 auf. Die
Verbindung zwischen dem Ausgangspol 11 und dem Battriepol 131 erfolgt dabei unter anderem über das
Element 14 und eine zur Zentralabsicherung vorgesehene
(nicht dargestellte) Sicherung.
-
Des
Weiteren ist ein Batteriekabel 16 dargestellt. Bei der
dargestellten Ausführungsform
ist das Batteriekabel aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung,
insbesondere Aluminium 99,5% gebildet. Alternativ ist auch die Verwendung
von Kupfer möglich. Der
Querschnitt des Batteriekabels 16 ist rechteckig und damit
flach ausgestaltet, wobei die Breite des Batteriekabels in einem
Bereich zwischen 35 und 65 mm und dessen Höhe in einem Bereich zwischen
2 und 4 mm liegt. In dem Batteriekabel 16 sind zwei Sicken 17 ausgebildet,
die durch Schlitzen des Batteriekabels 16 in Stromflussrichtung
und Tiefziehen der geschlitzten Bereiche ausgebildet werden. In 1a ist
des Weiteren eine Bohrung 19 vorgesehen, in die ein Befestigungsbolzen 18 eingepresst
werden kann, wie es ebenfalls 1a zeigt.
-
Der
in 1a dargestellte Endabschnitt des Batteriekabels 16 liegt
in einem Unterteil 21 eines elektrisch isolierenden Gehäuses. Der
Verbindungsaufbau weist ferner einen Adapter 201 auf.
Dieser Adapter 201 weist zwei Befestigungsöffnungen
(insbesondere Langlöcher)
zur Befestigung bzw. Verbindung mit dem Batteriekabel 16 sowie
dem Batteriepol 131 auf. Diese
Befestigungsöffnungen
sind in den Figuren nicht sichtbar.
-
Der
Batteriepol 131 weist eine in XYZ-Richtung
vorbestimmte Position auf. Der Adapter 201 ist derart
ausgestaltet, dass er eine Verbindung des Batteriekabels 16 mit
diesem Batteriepol 131 ermöglicht. Zu
diesem Zweck wird der Adapter mit einer Befestigungsöffnung auf
dem Befestigungsbolzen 18 des Batteriekabels 16 platziert,
wobei die integral mit dem Adapter 201 ausgebildete
Nase 23 in eine der Sicken 17 eingreift. Dadurch
ist die Relativposition des Adapters 201 in
Bezug auf das Batteriekabel 16 in Rotationsrichtung um
den Befestigungsbolzen 18 festgelegt. Gleichermaßen wird
der Adapter 201 mit seiner anderen
zweiten Befestigungsöffnung
auf dem Batteriepol 13A aufgesetzt bzw. aufgefädelt. Durch
die Ausgestaltung der Befestigungsöffnungen als Langlöcher ergibt
sich die Möglichkeit
den Adapter 201 in Richtung der
Langlöcher
(X-Richtung), die zu diesem Zweck in der gleichen Richtung ausgerichtet
sind, zu verschieben, um einen Toleranzausgleich bzw. ein problemloses
Montieren zu gewährleisten.
Im Anschluss wird der Adapter 201 über Muttern 27,
die auf dem Befestigungsbolzen 18 sowie den Batteriepol 131 aufgeschraubt werden, befestigt.
-
Besteht
die das Batteriekabel 16 bildende Schiene, wie es oben
erwähnt
wurde aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, ist es zur Verbindung des
Adapters 201 mit dem Batteriekabel 16 notwendig,
die Oxidschicht der Aluminiumschiene aufzubrechen. Zu diesem Zweck
wird vorzugsweise ein Verbindungselement zwischen dem Batteriekabel 16 und
dem Adapter 201 angeordnet und
vorzugsweise ebenfalls auf dem Befestigungsbolzen 18 aufgefädelt. Dieses
Verbindungselement ist ähnlich
einer Beilagscheibe ausgebildet und weist vorzugsweise zumindest
auf der Seite, die dem Batteriekabel 16 zugewandt ist,
eine Einrichtung zum mechanischen Aufreißen bzw. Aufbrechen der Oxidschicht
auf, z. B. eine Riffelung oder eine anderweitig profilierte Ausgestaltung,
die das „Eingraben" in die Oxidschicht und
durch die Oxidschicht ermöglicht.
Ist auch der Adapter 201 aus Aluminium
gebildet, so weist die Scheibe diese Einrichtung vorzugsweise auf
beiden Seiten auf, um auch die Oxidschicht des Adapters aufbrechen
zu können.
Gleichermaßen
muss die Verbindung mit dem Batteriepol 131 und
dem Adapter 201 auf gleiche Art
und Weise erfolgen, wenn letzterer aus Aluminium gebildet ist.
-
Beim
Verschrauben des Adapters mit dem Batteriekabel 16, stützt sich
der Adapter über
die Nase 23 in der Sicke 17 ab, so dass ein Verdrehen des
Adapters 201 gegenüber dem
Batteriekabel 16 im Wesentlichen ausgeschlossen wird.
-
Schließlich wird
das Oberteil 22 (1b) des elektrisch
isolierenden Gehäuses
aufgeklipst, was gemäß der dargestellten
Ausführungsform über Rastnasen
und Eingriffselemente 24 bzw. 25 erfolgt. Der
Deckel 15 der Zentralabsicherung wird ebenfalls über eine
Rastverbindung 26 aufgesetzt und auf der Zentralabsicherung
gesichert, so dass der Adapter 201 das
Batteriekabel 16 und die Zentralabsicherung 121 elektrisch isoliert sind.
-
In
den 2a und b, die den Darstellungen in den 1a und 1b entsprechen,
ist die Position des Batteriepols 132 relativ
zum Batteriepol 131 in Y-Richtung
versetzt. Die X- und
Z-Position bleiben jedoch gleich. Um bei gleicher Ausgestaltung
des Endabschnitts des Batteriekabels 16 und des Gehäuses 21, 22 auch
den Batteriepol 132 zu erreichen
und eine Verbindung herzustellen, ohne die Zentralabsicherung 122 abändern
zu müssen
oder die Position des Ausgangspols 11 oder der Batterie 10 wird
hier alternativ zu dem Adapter 201 der Adapter 202 genutzt. Die Verbindung mit dem Batteriepol 132 erfolgt auf gleiche Art und Weise,
wie es zuvor beschrieben wurde. Auch die Verbindung zwischen dem
Adapter 202 und dem Batteriekabel 16 erfolgt
auf gleiche oder ähnliche
Art und Weise.
-
Wie
es in den Figuren dargestellt ist, wurden in dem Batteriekabel 16 zwei
Sicken 17 vorgesehen und es wurden auch zwei Löcher 19 vorgesehen,
um Befestigungsbolzen 18 einpressen zu können. Dabei ist
bei der Ausgestaltung in 2a der
in 1a dargestellte Befestigungsbolzen 18 nicht
an der gleichen Position wie in 1a eingepresst,
sondern in dem Loch 19 in 1a. Es
ist jedoch auch denkbar, nur einen Befestigungsbolzen 18 und
nur eine Sicke 17 vorzusehen, wobei beide Adapter 201 und 202 auf demselben
Bolzen aufgesetzt werden.
-
Wie
es aus den obigen Erläuterungen
ersichtlich wird, ermöglicht
es der Verbindungsaufbau der vorliegenden Erfindung, bei gleicher
Ausgestaltung des Endabschnitts des Batteriekabels sowie des Ober-
und Unterteils des elektrisch isolierenden Gehäuses Batteriepole 131 und 132 mit
unterschiedlicher Position in Y-Richtung mit dem Batteriekabel zu verbinden.
Zu diesem Zweck wird lediglich der erforderliche Adapter 201 bzw. 202 eingesetzt
und die Verbindung zwischen dem Batteriekabel und dem Batteriepol 131 bzw. 132 hergestellt.
Dementsprechend müssen
nur die Adapter 201 bzw. 202 an die entsprechende Ausgestaltung
bzw. Positionierung des Batteriepols 131 bzw. 132 angepasst werden und nicht das gesamte
Batteriekabel 16. Dies führt zu fertigungstechnischen
Vorteilen und hat dementsprechend einen Kostenvorteil zur Folge.
Folglich ist der Verbindungsaufbau gemäß der vorliegenden Erfindung
gegenüber
dem bekannten Stand der Technik verbessert.
-
Obwohl
die vorliegende Ausführungsform bezüglich einer
unterschiedlichen Positionierung der Batteriepole 131 und 132 beschrieben
wurde, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern die unterschiedliche
Positionierung kann sich auch durch eine unterschiedliche Batterieart
oder eine unterschiedliche Positionierung der Batterie im Fahrzeug
ergeben. Auch wurde die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf
ein als Schiene ausgebildetes Batteriekabel 16 beschrieben.
Es ist jedoch auch denkbar, dass ein herkömmliches Batteriekabel mit
kreisförmigem
Querschnitt verwendet wird, obwohl die beschriebene Ausgestaltung
bevorzugt ist.