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Die Erfindung betrifft eine Polklemme gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verdrehsicherungselement für eine Polklemme gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
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Stand der Technik
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Kraftfahrzeugbatterien weisen jeweils zwei in Polnischen an der Oberseite eines Batteriegehäuses angeordnete Batteriepole auf, die im Abstand von den Seitenwänden der Polnischen über deren Boden überstehen und eine rotationssymmetrische Umfangsfläche in Form eines Zylinders oder eines steilen Kegelstumpfs besitzen. Zum Anschließen einer solchen Batterie an das Bordnetz eines Kraftfahrzeugs ist das letztere mit zwei Batteriekabeln ausgestattet, deren freie Enden jeweils mit einer Befestigungseinrichtung in Form einer Polklemme bestückt sind. Die Polklemmen umfassen in der Regel eine einseitig offene Klemmschelle, die ein Auge zum Einführen des zugehörigen Batteriepols umgibt und zwei durch einen Trennspalt getrennte seitlich überstehende Spannbacken aufweist, welche einstückig mit jeweils einem der beiden entgegengesetzten Enden der Klemmschelle verbunden und mit fluchtenden Durchtrittsöffnungen für eine Spannschraube versehen sind, so dass die Spannbacken durch Festziehen einer auf die Spannschraube aufgeschraubten Mutter zusammengezogen und dadurch die Klemmschelle auf dem Batteriepol festgeklemmt werden kann.
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Bei diesem Vorgang wird mit dem zum Festziehen der Mutter verwendeten Spannwerkzeug nicht selten ein Drehmoment um die Längsmittelachse des Batteriepols auf die Spannschraube und damit auf die Klemmschelle ausgeübt, was ein Verdrehen der Polklemme zur Folge hat, solange die Klemmschelle noch nicht endgültig auf dem Batteriepol festgeklemmt ist. Die Drehung der Klemmschelle kann in diesem Fall dazu führen, dass ein an der Polklemme angebrachtes Messinstrument oder Steuergerät, wie ein Batteriesensor, gegen eine benachbarte Seitenwand der Polnische stößt, was die Gefahr einer Beschädigung des Messinstruments oder Steuergeräts und vor allem die Gefahr einer Beschädigung von Signalleitungen des Messinstruments oder Steuergeräts infolge einer Quetschung zwischen der Polklemme bzw. dem Gehäuse des Messinstruments oder Steuergeräts und einer benachbarten Seitenwand der Polnische birgt. Unter ungünstigen Umständen kann sogar das zur Polklemme führende Batteriekabel gequetscht und dadurch beschädigt werden.
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Um die Gefahr von Beschädigungen eines Batteriesensors durch Verdrehen einer Polklemme zu vermeiden, ist es aus der
DE 103 47 111 A1 bei einer Batteriemessklemme mit einer Befestigungseinrichtung zur Verbindung mit einem Batteriepol, einem an der Befestigungseinrichtung angebrachten Batteriekabel sowie einem in die Messklemme integrierten, zwischen der Befestigungseinrichtung und dem Batteriekabel angebrachten Batteriesensor mit einem Sensorgehäuse bereits bekannt, das Sensorgehäuse des Batteriesensors hinsichtlich Form und Größe so anzupassen, dass es sich beim Versuch einer Verdrehung in der Montageposition der Batteriemessklemme am Gehäuse der Batterie abstützt und dadurch ein Verdrehen der Batteriemessklemme verhindert.
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Dieses vom Sensorgehäuse des Batteriesensors gebildete Verdrehsicherungselement ist jedoch zum einen nur in Verbindung mit einer Polklemme wirksam, in die der Batteriesensor mit dem angepassten Gehäuse integriert ist, und zum anderen nur in Verbindung mit einem Batterietyp, an dessen Polnische das Sensorgehäuse hinsichtlich Form und Größe angepasst worden ist. Insbesondere im Falle einer nachträglichen Montage eines anderen Messinstruments oder Steuergeräts auf der Polklemme, wie eines anderen Typs von Batteriesensor bzw. bei einem Austausch der Batterie gegen einen anderen Batterietyp ist dies jedoch nicht gewährleistet. Hinzu kommt, dass das Sensorgehäuse des Batteriesensors zwischen dem Batteriepol und einer Seitenwand der Polnische untergebracht werden muss und daher nur kleine Abmessungen aufweisen darf. Nicht zuletzt wird in der
DE 103 47 111 A1 angeführt, dass die Gefahr einer Beschädigung des Batteriesensors gering ist, weil das Sensorgehäuse aufgrund seiner geometrischen Gestaltung bereits nach einem kurzen Drehweg gegen die Seitenwand der Polnische anstößt. Jedoch ist selbst bei einem kurzen Drehweg nicht ausgeschlossen, dass Signalleitungen des Batteriesensors zwischen dem Sensorgehäuse und der benachbarten Seitenwand der Polnische eingequetscht und dadurch beschädigt werden oder dass ein beim Anstoßen des Sensorgehäuses gegen die Seitenwand der Polnische in das Sensorgehäuse eingeleiteter Stoß eine Beschädigung elektronischer Komponenten im Inneren des Sensorgehäuses zur Folge hat.
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Aus der
DE 70 13 988 U ist bereits eine Kabelanschlussklemme für Starterbatterien von Kraftfahrzeugen bekannt. Die Kabelanschlussklemme weist eine vor Verdrehung relativ zur Batterie schützende Arretierungsvorrichtung auf.
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Aus der
US 5,672,442 A ist ein Anschlusskabel für eine Batterie vorgesehen, welche mittels Rastnasen eine Rotation vermeidet.
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Aus der
DE 197 32 940 C1 ist bereits ein Polklemmen-Schutzelement bekannt aus elektrisch nicht leitendem Kunststoffmaterial zum Aufstecken auf einen Batteriepol einer Kraftfahrzeugbatterie. Die Form des Polklemmen-Schutzelements ist an die Form einer Nische eines Batteriegehäuses angepasst.
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Aus der
DE 33 33 308 C2 ist bereits ein Leiteranschluss für Starterbatterien insbesondere von Kraftfahrzeugen bekannt. Ein Anschlussteil für einen Befestigungsabschnitt am Batteriepol besitzt die Form eines nach oben abgewinkelten Flansches. Zudem ist ein Abschnitt für weitere Anschlüsse in Form einer innerhalb des von einer bekannten Batteriepolabdeckung umschlossenen Raumes angeordneten Grundplatte vorgesehen.
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Aus der
DE 10 2005 037 422 A1 ist ein Batteriesensor für die Anordnung in einer Poolnische einer Batterie bekannt. Der Batteriesensor ist so gestaltet, dass er sich in der Poolnische wenigstens auf zwei 90° verschiedene Richtungen einbauen lässt. Damit ist es möglich, ohne Änderungen am Sensor eine Kabel-Abgangsrichtung auf der langen oder auf der kurzen Seite der Batterie zu realisieren.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Polklemme der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass zum einen ein Verdrehen der Polklemme mit einfachen Mitteln und unabhängig von einem an der Polklemme angebrachten Batteriesensor verhindert und zum anderen ein Kontakt zwischen einem an der Polklemme montierten Messinstrument oder Steuergerät, wie einem Batteriesensor, und einer Seitenwand der Polnische bei der Montage der Polklemme an einem Batteriepol vermieden werden kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 6 gelöst. Dadurch, dass das Verdrehsicherungselement ein mittels der Spannschraube lösbar an der Klemmschelle befestigbares einfach geformtes Blech- oder Kunststoffteil ist, kann es bei Bedarf durch Abschrauben der Mutter von der Spannschraube schnell und mühelos an der Polklemme angebracht werden kann, ohne dass durch das Erfordernis eines Austauschs des gesamten Batteriesensors hohe Kosten entstehen.
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Einfach geformt bedeutet im Rahmend der vorliegenden Erfindung bei einem Kunststoffteil, dass dieses mit Hilfe eines einfachen zweiteiligen Spritzgusswerkzeugs geformt werden kann, während es bei einem Blechteil bedeutet, dass dieses mit einem einzigen Stanzvorgang und einem oder höchstens zwei Biegevorgängen hergestellt werden kann.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Verdrehsicherungselement von einem ausgestanzten und gebogenen Blechteil gebildet wird, das einen mit einer Durchtrittsöffnung für die Spannschraube versehenen Befestigungssteg sowie mindestens einen einstückig mit dem Befestigungssteg verbundenen Ausleger aufweist, der in einer vorgegebenen Montageposition der Polklemme zweckmäßig parallel zu einer benachbarten Seitenwand der Polnische ausgerichtet ist und mit seinem freien Ende gegen die benachbarte Seitenwand der Polnische anstößt, wenn die Polklemme, zum Beispiel beim Festziehen der Spannschraube, über einen vorbestimmten maximalen Drehwinkel hinaus aus der vorgegebenen Montageposition verdreht wird.
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Eine solche Ausgestaltung des Verdrehsicherungselements hat den Vorteil, dass der vorbestimmte maximale Drehwinkel mit zunehmender Länge des Auslegers abnimmt und daher durch Wahl der richtigen Länge des Auslegers leicht eingestellt werden kann.
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Um in beiden möglichen Drehrichtungen ein Verdrehen der Polklemme über den vorbestimmten maximalen Drehwinkel hinaus zu verhindern, weist das Verdrehsicherungselement vorzugsweise zwei Ausleger auf, die nach entgegengesetzten Seiten über den Befestigungssteg überstehen und vorteilhaft dieselbe Länge besitzen, so dass jeweils einer der beiden Ausleger mit seinem freien Ende gegen die benachbarte Seitenwand der Polnische anstößt, wenn die Polklemme aus der vorgegebenen Montageposition in der einen oder anderen Drehrichtung um mehr als den vorbestimmten maximalen Drehwinkel verdreht wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
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1 eine Oberseitenansicht eines Teils eines Batteriegehäuses einer Kraftfahrzeugbatterie sowie einer reibschlüssig auf einem Batteriepol der Kraftfahrzeugbatterie befestigten, mit einem Verdrehsicherungselement versehenen Polklemme in einer vorgegebenen Montageposition;
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2 eine Ansicht entsprechend 1, jedoch nach einem Verdrehen der Polklemme um einen vorbestimmten maximalen Drehwinkel;
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3 eine etwas vergrößerte Oberseitenansicht des von der Polklemme abgenommenen Verdrehsicherungselements;
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4 eine etwas vergrößerte Seitenansicht des von der Polklemme abgenommenen Verdrehsicherungselements.
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Ausführungsform der Erfindung
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Die in den 1 und 2 in Draufsicht nur teilweise dargestellte Kraftfahrzeugbatterie 2 weist ein Kunststoffgehäuse 4 auf, in dessen Oberseite für jeden der beiden Anschluss- oder Batteriepole 6 (nur einer dargestellt) der Batterie 2 eine Polnische 8 ausgespart ist. Jede Polnische 8 wird von zwei zueinander senkrechten Seitenwänden 10, 12 und einem ebenen Boden 14 begrenzt, über den der Batteriepol 6 nach oben übersteht. Die beiden Batteriepole 6 weisen die Form eines Zylinders oder eines steilen Kegelstumpfs mit einem ebenen oberen Stirnende 16 und einer zur Längsmittelachse des Batteriepols 6 rotationssymmetrischen Umfangsfläche 18 auf.
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Auf den Batteriepolen 6 ist jeweils eine Polklemme 20 befestigt, die leitend mit dem Ende eines Batteriekabels 22 verbunden ist, wobei die eine Polklemme 20 den Pluspol 6 mit dem Bordnetz und die andere Polklemme (nicht dargestellt) den Minuspol mit der Masse des Kraftfahrzeugs verbindet. Wie in 1 und 2 am Beispiel der Polklemme 20 dargestellt, umfassen die Polklemmen jeweils eine einseitig offene Klemmschelle 24. Die Klemmschelle 24 besitzt zwei Stirnenden mit überstehenden Spannbacken 26, 28, die durch eine etwa radial verlaufende Trennfuge 30 voneinander getrennt sind, und umgibt ein von einer zylindrischen Begrenzungsfläche 32 begrenztes Auge für den zugehörigen Batteriepol 6. Die beiden Spannbacken 26, 28 sind mit fluchtenden Durchtrittsöffnungen (nicht sichtbar) für eine Spannschraube 34 versehen, auf die nach dem Hindurchführen durch die Durchtrittsöffnungen eine Mutter 36 mit einem Außensechskant aufgeschraubt wird. Wenn die Mutter 36 nach dem Aufschieben der gelockerten Klemmschelle 24 auf den Batteriepol 6 festgezogen wird, werden die beiden Spannbacken 26, 28 zusammengedrückt und dadurch die zylindrische Begrenzungsfläche 32 des Auges reib- bzw. kraftschlüssig mit der Umfangsfläche 18 des Batteriepols 6 verbunden. Um das Festziehen der Mutter 36 mit einem passenden Spannwerkzeug, zum Beispiel mit einem Drehmomentschlüssel, zu erleichtern, sind die beiden Spannbacken 26, 28 etwas zur Seite der Spannbacke 28 hin umgebogen, so dass die Trennfuge 30 zwischen den Spannbacken 26, 28 unter einem steilen Winkel zu einer von der Ober- bzw. Unterseite der Klemmschelle 24 aufgespannten Ebene verläuft.
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Durch diese Ausrichtung wird zwar das Aufsetzen des Spannwerkzeugs erleichtert, nicht jedoch verhindert, dass beim Festziehen der Mutter 36 mit dem Spannwerkzeug ein Drehmoment um die Längsmittelachse des Batteriepols 6 auf die Polklemme 20 aufgebracht werden kann.
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Um zu vermeiden, dass die Polklemme 20 durch ein solches, vor der Herstellung der reib- bzw. kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Klemmschelle 24 und dem Batteriepol 6 aufgebrachtes Drehmoment aus einer in 1 dargestellten vorgegebenen Montageposition, in der die Drehachse der Spannschraube 34 etwa parallel zu einer 10 der beiden Begrenzungswände 10, 12 der Polnische 8 ausgerichtet ist, um mehr als einen zulässigen maximalen Drehwinkel α (2) verdreht wird, ist die Polklemme 20 mit einem Verdrehsicherungselement in Form eines ausgestanzten und gebogenen Blechteils 38 versehen, das mit Hilfe der Spannschraube 34 und der Mutter 36 lösbar und verliersicher an der Klemmschelle 24 befestigt ist.
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Wie am besten in 3 und 4 dargestellt, umfasst das Blechteil 38 einen langgestreckten schmalen Blechstreifen 40 mit ebenen Breitseitenflächen, dessen Höhe H (4) zweckmäßig nicht größer als die Höhe der Klemmschelle 24 ist, so dass sein in 4 nach unten weisender unterer Längsseitenrand 44 beim Aufstecken der Klemmschelle 24 auf den Batteriepol 6 nicht mit dem Boden 14 der Polnische 8 in Berührung treten kann, bevor der Batteriepol 6 das Auge der Klemmschelle 24 vollständig durchsetzt. In der Nähe der Mitte des Blechstreifens 40 ist an dessen in 4 nach oben weisendem oberem Längsseitenrand 46 ein zur Befestigung an der Klemmschelle 24 dienender, senkrecht zu den Breitseitenflächen des Blechstreifens 40 ausgerichteter Befestigungssteg 48 angeformt, der aus einem zu den Längsseitenrändern 44 und 46 des Blechstreifens 40 parallelen Stegabschnitt 50 und einem in Richtung eines Stirnendes des Blechstreifens 40 schräg nach unten umgebogenen Stegabschnitt 52 besteht. Der letztere ist entlang einer Stanzlinie 54 vom Blechstreifen 40 getrennt und etwa in seiner Mitte mit einer Durchtrittsöffnung 56 für die Spannschraube 34 versehen.
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Nach der Anbringung des Blechteils 38 an der Klemmschelle 24 durch Abschrauben der Mutter 36 von der Spannschraube 34, Hindurchführen eines Gewindeteils der Spannschraube 34 durch die Durchtrittsöffnung 56 in Richtung des Pfeils S in 4 und erneutes Aufschrauben der Mutter 36 auf die Spannschraube 34 wird der Stegabschnitt 52 zwischen der Mutter 36 und der benachbarten Außenseite der Spannbacke 28 festgeklemmt, während der Stegabschnitt 50 die Oberseite der Spannbacken 28 und ggf. einen Teil der Oberseite der Spannbacke 26 bedeckt. Der Blechstreifen 40 erstreckt sich dann entlang der von der Klemmschelle 24 abgewandten Seite der Spannschraube 34 an den freien Stirnenden der Spannbacken 26, 28 vorbei. Nach dem Anbringen der Polklemme 20 auf dem Batteriepol 6 erstreckt sich der Blechstreifen 40 in der in 1 dargestellten vorgegebenen Montageposition der Polklemme 20 parallel zur benachbarten Seitenwand 10 der Polnische 8, wobei er durch einen schmalen Zwischenraum 66 (1) von dieser getrennt ist.
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In dieser Lage bilden die freien Enden 58 und 60 der beiden nach entgegengesetzten Seiten über den Stegabschnitt 50 des Befestigungsstegs 48 überstehenden Abschnitte 62, 64 (3) des Blechstreifens 40 zwei Endanschläge, von denen der eine beim Verdrehen der Polklemme 20 im Uhrzeigersinn (2) aus der vorgegebenen Montageposition und der andere beim Verdrehen der Polklemme 20 entgegen dem Uhrzeigersinn aus der vorgegebenen Montageposition gegen die benachbarte Seitenwand 10 der Polnische 8 anstößt, wenn der Drehwinkel dem maximal zulässigen Drehwinkel α entspricht. Da bei einer derartigen Anbringung des Blechteils 38 der Zwischenraum 66 relativ klein ist und auch die Toleranzen der Polnischen 8 üblicher Kraftfahrzeugbatterien in dieser Richtung relativ gering sind, können ungeachtet des Batterietyps mittels eines einzigen Verdrehsicherungselements 38 maximale Drehwinkel α sichergestellt werden, die innerhalb geringer Toleranzbereiche liegen.
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Der maximal zulässige Drehwinkel α wird bei dem beschriebenen Verdrehsicherungselement 38 durch den Abstand zwischen der Seitenwand 10 der Polnische 8 und der gegenüberliegenden Breitseitenfläche des Blechstreifens 40 sowie durch die Länge des jeweiligen Abschnitts 62, 64 bestimmt und kann am einfachsten durch Veränderung der Länge der Abschnitte 62, 64 auf einen gewünschten Wert eingestellt werden.
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Wenn zum Beispiel der maximal zulässige Drehwinkel α der Polklemme 20 ausgehend von der in 1 dargestellten vorgeschriebenen Montageposition der Klemmschelle 24 nach beiden Seiten hin gleich sein soll, kann dies in einfacher Weise dadurch erreicht werden, dass man den beiden Abschnitten 62, 64 des Blechstreifens 40 ausgehend von einer durch die Längsmittelachse des Batteriepols 6 verlaufenden und zu den Breitseitenflächen des Blechstreifens 40 senkrechten Ebene dieselbe Länge gibt.
