DE102006058135A1

DE102006058135A1 - Batterieklemme

Info

Publication number: DE102006058135A1
Application number: DE102006058135A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dongus; Manfred Lutz
Original assignee: Kromberg and Schubert GmbH and Co KG
Current assignee: KROMBERG & SCHUBERT KG, DE
Priority date: 2006-12-09
Filing date: 2006-12-09
Publication date: 2008-06-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mindestens zwei Komponenten 2, 3 umfassende Batterieklemme 1. Die erste Komponente 2 besteht dabei aus einem Gussteil, während die zweite Komponente 3 aus einem von dem Gussteil höchstens teilweise umschlossenen Einlegeteil besteht.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Batterieklemme mit Messwiderstand nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die gattungsgemäße Batterieklemme ist für den Anschluss einer Batterie an das Bordnetz eines Fahrzeugs vorgesehen.
Da moderne Fahrzeuge eine Vielzahl von Verbrauchern umfassen, deren Versorgung mit Energie durch das Batteriemanagement sichergestellt werden muss, spielt die möglichst genaue Erfassung des aus der Batterie entnommenen bzw. in die Batterie fließenden Stroms eine große Rolle. Hierfür ist üblicherweise ein in dem Stromweg angeordneter Messwiderstand vorgesehen, an dem ein dem Stromfluss entsprechender Spannungsabfall messbar ist.
Aus DE 199 61 311 A1 ist eine Batteriesensorvorrichtung bekannt, bei der ein einen Messwiderstand umfassende Batteriesensor und eine Befestigungsvorrichtung für die Befestigung der Batteriesensorvorrichtung an dem Pol einer Batterie zu einer integrierten Baueinheit zusammengefasst sind.
Aus DE 203 18 266 U1 ist eine Vorrichtung zur Strommessung mit einem im Wesentlichen plattenförmigen Messwiderstand bekannt. Der Messwiderstand ist zwischen zwei Anschlusslaschen angeordnet und mit diesen verschweißt.
Auch aus DE 199 06 276 A1 ist ein Strommessmodul mit einem plattenförmigen Widerstandselement bekannt, an dessen Kanten plattenförmige Stromanschlussteile angeschweißt sind.
Aus WO 99/54744 ist eine Batteriemessklemme bekannt, bei der ein niederohmiger Shuntwiderstand in einem mit einer Befestigungsmanschette verbundenen Batteriekabel angeordnet ist.
Aus DE 100 31 243 A1 ist eine Polklemme für eine Batterie bekannt, welche konzentrisch angeordnete Materiallagen umfasst. Die dem Pol der Batterie zugewandte Materiallage der Polklemme dient dabei als Messwiderstand. Die Materiallagen können dabei durch eine Pressverbindung, eine Lötverbindung, eine Klebeverbindung oder eine Schweissverbindung miteinander verbunden sein.
Aus DE 10 2004 007 851 A1 ist eine Anschlussvorrichtung für eine Batterie bekannt, die im Wesentlichen einstückig ausgebildet ist und aus einem niederohmigen Widerstandsmaterial besteht.
Aus DE 101 18 027 A1 und DE 101 18 051 A1 ist jeweils eine mehrteilige Batteriemessklemme mit mindestens einem Polklemmenkontakt, mindestens einem Anschlusskontakt, mindestens einem Isolationskörper und mindestens einem Stromsensor bekannt. Der Polklemmkontakt ist hierbei durch den Isolationskörper von dem Anschlusskontakt beabstandet. Polklemmkontakt und Anschlusskontakt sind über einen Strompfad, an dem der Stromsensor angeordnet ist, miteinander elektrisch leitend verbunden.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung offenbart eine neuartige, aus mehreren Komponenten bestehende Batterieklemme, die besonders einfach und kostengünstig herstellbar ist. Sie zeichnet sich durch eine einfache Konstruktion und eine hervorragende Stabilität aus, die eine betriebssichere Kontaktierung einer Batterie eines Fahrzeugs ermöglicht. Weiterhin offenbart die Erfindung ein Herstellungsverfahren. Die Batterieklemme umfasst im Wesentlichen zwei Komponenten, wobei eine erste Komponente die Verbindung der Batterieklemme mit einem Batteriepol und eine zweite Komponente die Verbindung der Batterieklemme mit dem Bordnetz eines Fahrzeugs ermöglicht. Vorteilhaft dient die zweite Komponente dabei auch als Messwiderstand, um den Batteriestrom zu erfassen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgestaltete Batterieklemme in perspektivischer Darstellung;
2 einen Schnitt entlang der Linie A-A von 1;
3 eine Aufsicht auf eine zweite Komponente der Batterieklemme;
4 eine Seitenansicht einer zweiten Komponente der Batterieklemme;
5 eine Aufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel einer zweiten Komponente der Batterieklemme;
6 eine Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer zweiten Komponente der Batterieklemme.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgestaltete Batterieklemme 1 in perspektivischer Darstellung. Die Batterieklemme 1 umfasst mindestens zwei Komponenten 2, 3, die durch das später noch beschriebene Herstellungsverfahren der Batterieklemme 1 einstückig verbunden sind. Die erste Komponente 2 dient dabei der Befestigung der Batterieklemme 1 auf dem Pol einer nicht dargestellten Batterie. Dazu weist die erste Komponente 2 eine erste konisch ausgeführte Ausnehmung 2.1 auf, die formschlüssig auf dem konisch geformten Pol einer Batterie zur Anlage gebracht werden kann. Weiterhin weist die erste Komponente 2 eine zweite Ausnehmung 2.2 auf, die zur Aufnahme von nicht dargestellten Spannmitteln bestimmt ist, mit der die leicht federnden Schenkel der ersten Komponente 2 in Radialrichtung nach innen verspannt werden können, so dass die erste Komponente 2 fest um den Pol der Batterie gespannt ist. Als Spannmittel sind beispielsweise eine Schraube, eine Mutter und ein mit Schraube und Mutter verspannbares Formstück vorgesehen, das beim Anziehen der Schraube die Schenkel der ersten Komponente 2 zusammenpresst. Die zweite Komponente 3 der Batterieklemme 1 ist ein Einlegeteil, das höchstens bereichsweise von dem Material der ersten Komponente 2 umgeben ist. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Batterieklemme 1 ist die zweite Komponente 3 im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist, wobei ein Endstück 3.4 der zweiten Komponente stückweise gebogen ist und sich so der Innenkontur der Ausnehmung 2.1 anschmiegt. Durch das gebogene Endstück der zweiten Komponente 3 wird eine große mechanische Festigkeit der Batterieklemme 1 erreicht. Insbesondere ergibt sich so eine gesteigerte Festigkeit gegen Zugbeanspruchung in Richtung des zweiten Endstücks 3.5 der zweiten Komponente 3, das zur Verbindung der Batterieklemme 1 mit dem Bordnetz des Fahrzeugs dient. Eine weitere Verbesserung der mechanischen Festigkeit der Batterieklemme kann durch eine gute „Verklammerung" zwischen der ersten Komponente 2 und der zweiten Komponente 3 erreicht werden. Beispielsweise kann dieses Ergebnis in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung durch Ausnehmungen 3.1, 3.2, 3.3 in der zweiten Komponente 3 erreicht werden, die bei der Herstellung der Batterieklemme 1 von dem Werkstoff der ersten Komponente durchdrungen werden. Diese Ausnehmungen 3.1, 3.2, 3.3 sind schematisch in 3 und 4 dargestellt. Dabei zeigt 3 die zweite Komponente 3 in einer Aufsicht. 4 zeigt die zweite Komponente 3 in einer Seitenansicht. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Ausnehmungen als zylindrische Bohrungen ausgebildet. Die Gestalt der Ausnehmungen ist jedoch nicht kritisch. Sie können in alternativen Ausführungsvarianten beispielsweise einen quadratischen, rechteckigen oder beliebig unregelmäßigen Querschnitt aufweisen und vorteilhaft mit dem Stanzprozess erzeugt werden, in dem die zweite Komponente 3 hergestellt wird. In einer weiteren Ausführungsvariante (5) kann die zweite Komponente 3 auch geknickt sein, insbesondere mehrfach geknickt. Die Knickstellen sind in 5 mit den Bezugsziffern 3.6a, 3.6b, 3.6c, 3.6d bezeichnet. Auch durch eine derart geknickte Form der zweiten Komponente 3 ergibt sich eine gute Verklammerung der beiden Komponenten 2, 3. Weiterhin kann, gemäß einer weiteren, in 6 dargestellten Ausführungsvariante eine gute Verklammerung der beiden Komponenten 2, 3 auch durch an die zweite Komponente 3 angeformte Zacken 3.7a, 3.7b, 3.7c erreicht werden. Weitere Ausführungsvarianten können Kombinationen der in 3, 5 und/oder 6 dargestellten Ausführungsvarianten umfassen. Die Ausführungsvarianten nach 5 und 6 erschweren vorteilhaft auch das Eindringen von Feuchtigkeit in das Innere der Batterieklemme und garantieren daher auch unter widrigen Betriebsbedingungen eine lange Lebensdauer der Batterieklemme 1. Über das Endstück 3.5 der zweiten Komponente 3 ist die Batterieklemme 1 mit dem lediglich schematisch dargestellten Bordnetz 6 des Fahrzeugs verbunden. Diese Verbindung kann, auf an sich bekannte Weise, durch eine Schweiß- oder Lötverbindung zwischen dem Endstück 3.5 der zweiten Komponente 3 und einem Anschlussstück 5 bzw. einem Anschlusskabel erfolgen. Auch andere, hier nicht dargestellte, elektrisch gut leitende Verbindungen, wie beispielsweise eine Schraubverbindung, sind praktisch möglich. Besonders vorteilhaft besteht die zweite Komponente 3 aus einem Widerstandsmaterial, wie einer Kupfer-Mangan-Nickel-Legierung, insbesondere mit der Zusammensetzung CuMn12Ni. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Konstruktion ist ein sparsamer Einsatz dieses vergleichsweise teuren Materials möglich. Durch die Verwendung von Widerstandsmaterial als zweite Komponente 3 ist die Ausbildung eines Präzisionsmesswiderstands in dem Batteriestromkreis möglich. Dazu kontaktieren zwei in einem Abstand L voneinander angeordnete Verbindungsleitungen 4.1, 4.2 (1) einen nicht von dem Werkstoff der ersten Komponente 2 umschlossenen Teilbereich der zweiten Komponente 3. Die Verbindungsleitungen 4.1, 4.2 sind mit einer Auswerteschaltung 4 verbunden, die den bei Stromfluss durch die zweite Komponente 3 an dieser entstehenden Spannungsabfall erfasst. Die Auswerteschaltung 4 kann vorteilhaft mit dem Bordnetz 6 verbunden sein. Die erste Komponente 2 ist vorteilhaft als Gussteil ausgebildet. Als preisgünstiger Werkstoff wird dabei vorteilhaft Messing oder eine Mehrstoffbronze verwendet. Die zweite Komponente 3 ist ein vorteilhaft als Stanzteil ausgebildetes Einlegeteil aus dem oben schon erwähnten Widerstandswerkstoff. Die erfindungsgemäße Batterieklemme lässt sich preisgünstig auf folgende Weise herstellen. Das durch Stanzen hergestellte Einlegeteil (zweite Komponente 3) wird in eine Gießform eingelegt und dort fixiert. Der Werkstoff für die erste Komponente 2 wird bis zum Schmelzfluss erhitzt und in die die zweite Komponente enthaltende Gießform eingegossen oder eingespritzt und verbleibt dort bis zum Erstarren. Durch die oben schon beschriebenen Ausgestaltungen der zweiten Komponente 3 ergibt sich dabei eine Verklammerung der beiden Komponenten und somit eine gute mechanische Stabilität der Batterieklemme 1.

1: Batterieklemme
2: erste Komponente
2.1: Ausnehmung
2.2: Ausnehmung
3: zweite Komponente
3.1: Ausnehmung
3.2: Ausnehmung
3.3: Ausnehmung
3.4: Endstück
3.5: Endstück
3.6: Knickstelle
3.7: Zacke
4: Auswerteschaltung
4.1: Verbindung
4.2: Verbindung
5: Anschlussteil
6: Bordnetz
L: Länge

Claims

Mindestens zwei Komponenten (2, 3) umfassende Batterieklemme (1), dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Komponente (2) aus einem Gussteil und eine zweite Komponente (3) aus einem von dem Gussteil höchstens teilweise umschlossenen Einlegeteil besteht.
Batterieklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die als Einlegeteil vorgesehene zweite Komponente (3) als Stanzteil ausgebildet ist.
Batterieklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (2) aus einem ersten Werkstoff und die zweite Komponente (3) aus einem zweiten Werkstoff besteht.
Batterieklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (2) aus Messing besteht.
Batterieklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (2) aus einer Mehrstoffbronze besteht.
Batterieklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente (3) aus einem Widerstandsmaterial besteht.
Batterieklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente (3) aus einer Kupfer-Mangan-Nickel-Legierung besteht.
Batterieklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Legierung um CuMn12Ni handelt.
Batterieklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (2) der Batterieklemme (1) für die Verbindung der Batterieklemme (1) mit dem Pol einer Batterie ausgebildet ist.
Batterieklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente (3) der Batterieklemme (1) für die Verbindung der Batterieklemme (1) mit dem Bordnetz des Fahrzeugs vorgesehen ist.
Batterieklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teilbereich der zweiten Komponente (3) als Messwiderstand ausgebildet ist.
Batterieklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel für die Verklammerung der ersten Komponente (2) und der zweiten Komponente (3) der Batterieklemme (1) vorgesehen sind.
Batterieklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente (3) Ausnehmungen (3.1, 3.2, 3.3) aufweist, die von dem Werkstoff der ersten Komponente (2) durchdrungen sind.
Batterieklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente (3) Knickstellen (3.6a, 3.6b, 3.6c, 3.6d) aufweist.
Batterieklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente (3) Zacken (3.7a, 3.7b, 3.7c) aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer aus mehreren Komponenten (2, 3) bestehenden Batterieklemme (1), dadurch gekennzeichnet, dass eine insbesondere als Stanzteil ausgebildete zweite Komponente (3) in eine Gießform eingebracht wird und dass eine erste Komponente (2) als ein die zweite Komponente (3) zumindest teilweise umfassendes Gussteil hergestellt wird.