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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verbindung von Speicherzellen.
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Bei
elektrisch betriebenen Fahrzeugen ist es erforderlich, eine Vielzahl
von Speicherzellen in Form von Batterien, Akkus oder dergleichen
miteinander zu verbinden. Die Verbindung soll so geschehen, dass
dies mit geringem Aufwand möglich
ist, und dass die Verbindungseinrichtungen vorgefertigt werden können.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Möglichkeit zu schaffen, wie
derartige Speicherzellen besonders einfach, Platz sparend und wirksam miteinander
verbunden werden können.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe schlägt
die Erfindung eine Anordnung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen
vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Zur
Verbindung der Speicherzellen wird als so eine Trägerplatte
angeordnet, die eine gewisse mechanische Grundlage für die Leiterbrücken und auch
eine gewisse Ausrichthilfe für
die Speicherzellen bildet. Da die Speicherzellen hintereinander
geschaltet werden sollen, dient jeweils eine Leiterbrücke dazu,
zwei Anschlüsse
zweier miteinander zu verbindender Speicherzellen zu verbinden.
Jede Leiterbrücke
wird zu diesem Zweck mithilfe der an ihren Enden vorhandenen abgewinkelten
Stifte oder Beine mit der Trägerplatte
in der Weise verbunden, dass diese abgewinkelten Beine in Löcher der
Trägerplatte eingepresst
werden. Es ist bekannt, dass eine solche Einpressung eine feste
mechanische Verbindung bildet. Die Anschlüsse der Speicherzellen werden
dann mithilfe bekannter Verbindungselemente mit dieser Leiterbrücke verbunden.
Die Leiterbrücken
selbst bestehen aus leitendem Material und verbinden auf diese Weise über die
Verbindungselemente die Anschlüsse
zweier Speicherzellen miteinander.
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In
Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass jede Leiterbrücke aus
Metallblech hergestellt ist, so dass eine einfache und kostengünstige Herstellung
gegeben ist. Die Leiterbrücken können aus
dem Metallblech durch Stanzen hergestellt werden. Um dennoch eine
hohe Stromleitfähigkeit
zu ermöglichen,
kann jede Leiterbrücke
entsprechend breit hergestellt werden, um dadurch den entsprechenden
Querschnitt zur Verfügung
zu stellen.
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In
Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Leiterbrücken flächig auf
der Trägerplatte
anliegen. Dies kann beim Einpressen ihrer Enden in die Öffnungen
erreicht werden.
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Insbesondere
kann vorgesehen sein, dass die Leiterbrücken als ein lang gestrecktes
Element ausgebildet sind, und dass die Einpressstifte an den Enden
dieser lang gestreckten Elemente angeordnet sind. In ihrem Endbereich
erfolgt auch die Verbindung zu den Anschlüssen der Speicherzellen, so dass
dort, wo auch eine gewisse mechanische Belastung auftreten kann,
auch die Verbindung der Leiterbrücken
mit der Träger platte
erfolgt.
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Es
kann ausreichen, dass für
jedes Paar miteinander zu verbindender Anschlüsse sowohl in der Trägerplatte
als auch in der Leiterbrücke
nur eine Durchgangsöffnung
vorhanden ist. Besonders sinnvoll ist es aber, wenn in Weiterbildung
der Erfindung vorgesehen ist, dass für jedes Verbindungselement und
damit auch für
jeden Anschluss in der Leiterbrücke
eine eigene Durchgangsöffnung
vorgesehen ist.
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Es
kann ebenfalls vorgesehen sein, dass für jedes Verbindungselement
und damit auch für
jeden Anschluss auch in der Trägerplatte
eine eigene Durchgangsöffnung
vorgesehen ist.
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Als
Verbindungselement kommt insbesondere eine Schraube infrage, da
die vorhandenen Speicherzellen einen Anschluss mit einem Innengewinde aufweisen.
Die Schraube wird dann durch die Durchgangsöffnung der Leiterbrücke hindurch
gesteckt und in den Anschluss eingeschraubt. Sie liegt dann mit
der Unterseite ihres Schraubenkopfs beispielsweise auf der Leiterbrücke auf.
Da der Anschluss der Speicherzelle um die Bohrung herum einen Flansch aufweist,
kann dieser ebenfalls gegen einen Teil der Anordnung angepresst
werden und auf diese Weise eine weitere leitende Fläche zur
Verfügung
stellen.
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Erfindungsgemäß kann in
Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Leiterbrücke auf der den Speicherzellen
abgewandten Seite der Trägerplatte angeordnet
ist. Es wird davon ausgegangen, dass alle Speicherzellen auf einer
Seite der Trägerplatte angeordnet
sind. Dann wird das Verbindungselement durch die Durchgangsöffnung der
Leiterbrücke
und durch die Durchgangsöffnung
der Trägerplatte
in den Anschluss der Speicherzelle eingeschraubt.
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Es
ist aber ebenfalls möglich
und wird von der Erfindung vorgeschlagen, dass die Leiterbrücke auf
der den Speicherzellen zugewandten Seite der Trägerplatte angeordnet wird.
Dann liegt der den Anschluss der Speicherzellen bildende Flansch
direkt an der Leiterbrücke
an.
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Besonders
sinnvoll ist es, wenn die Trägerplatte
ihrerseits als Leiterplatte ausgebildet ist. Dann kann die Trägerplatte
bereichsweise eine Metallisierung aufweisenden und insbesondere
auch Leiterbahnen, die dazu dienen können, Informationen von den
Leiterbrücken
abzunehmen.
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Als
besonders sinnvoll hat es sich herausgestellt, wenn die als Leiterplatte
ausgebildeten Trägerplatte
im Bereich der Leiterbrücken
eine entsprechende Beschichtung aufweist, zur Verbesserung des Stromflusses
und zur Ankopplung an die erwähnten
Leiterbahnen.
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Es
wird auf diese Weise auch möglich,
dass die Öffnungen,
die zum Einpressen der an den enden der Leiterbrücken angeordneten Stifte dienen,
durchkontaktiert sind. Dies führt
sowohl zu einer mechanischen Verbesserung der Befestigung, da die
Metallisierung eine Verstärkung
der Leiterplatte in diesem Bereich mit sich bringt, als auch zu
einer Verbesserung der Stromleitung.
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Was
für die Öffnungen
zum Einpressen der Stifte gilt, gilt ebenso für die Durchgangsöffnungen der
Trägerplatte,
die ebenfalls durchkontaktiert sein können. Diese Durchkontaktierung
führt auch
Verbesserung der Stromführung,
da die metallischen Verbindungselemente hier ebenfalls anliegen
könnten.
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Wenn
die Leiterbrücke
auf der den Speicherzellen zugewandten Seite der Trägerplatte
angeordnet ist, können
die Schraubenköpfe
der Verbindungselemente auf der gegenüberliegenden Seite der Trägerplatte
mit ihren jeweiligen Unterseiten anliegen. Bei einer dort vorhandenen
Metallisierung trägt
dies ebenfalls zur Stromversorgung bei.
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Es
ist aber ebenfalls möglich,
dass die Durchgangsöffnungen
der Trägerplatte
in diesem Fall etwa so groß oder
etwas größer sind
als der Durchmesser der Schraubenköpfe, so dass die Schraubenköpfe in den
Durchgangsöffnungen
der Trägerplatte
liegen und direkt an der den Speicherzellen abgewandten Seite der
Leiterbrücken
angreifen.
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Da
die Verbindungselemente die Speicherzellen gegen die Trägerplatte
und/oder die Leiterbrücke
beaufschlagen, kann auf diese Weise auch zwischen Flanschen der
Speicherzelle und der den Speicherzellen zugewandten Seite der Leiterbrücke beziehungsweise
Trägerplatte
ein Kühlelement
eingespannt werden.
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Weitere
Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge
der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Zusammenfassung,
deren beider Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung
gemacht wird, der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine Leiterbrücke als
Teil der von der Erfindung vorgeschlagenen Anordnung;
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2 eine
Draufsicht auf einen Teil einer Trägerplatte;
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3 einen
Teilschnitt durch die Verbindung zweier Speicherzellen mithilfe
einer Leiterbrücke
der 1;
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4 eine
abgeänderte
Art der Verbindung zweier Speicherzellen miteinander.
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1 zeigt
eine Draufsicht auf eine Leiterbrücke. Die Leiterbrücke 1 ist
aus einem Metallblech ausgestanzt und weist langgestreckte Form
mit zwei parallelen Seiten 2 und zwei abgerundeten Enden 3 auf.
Die Länge
der Leiterbrücke 1 beträgt etwa
das dreifache der Breite. An den abgerundeten Enden 3 ist
etwa in der Mitte ein Stift 4 angeordnet, der einstückig mit
der Leiterbrücke 1 aus
Blech gestanzt und aus der Zeichnungsebene rechtwinklig umgebogen ist.
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Ebenfalls
im Endbereich mit einem noch deutlichen Abstand von dem Endbereich 3 weist
die Leiterbrücke 1 jeweils
ein kreisrundes Loch 5 auf. Beide Löcher 5 haben den gleichen
Durchmesser. Der Abstand der beiden Löcher 5 ist so gewählt, dass er
dem Abstand der Anschlüsse
zweier miteinander zu verbindender Speicherzellen entspricht.
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Diese
Leiterbrücke 1 der 1 ist
dazu bestimmt, mit einer Trägerplatte 6 zusammenzuwirken, die
in 2 im Ausschnitt dargestellt ist. Da eine Trägerplatte 6 zur
Verbindung einer großen
Zahl von Speicherzellen dient, und die Verbindung für alle Speicherzellen
gleich ist, ist in 2 nur ein Ausschnitt für genau
eine Leiterbrücke
dargestellt. Die Trägerplatte 6 weist
in diesem Bereich ebenfalls zwei Löcher 7 auf, die in
ihrer Größe und Anordnung
der Größe und Anordnung
der Löcher 5 der
Leiterbrücke 1 entsprechen.
Neben den Löchern 7 sind
kleinere Löcher 8 angeordnet,
deren gegenseitiger Abstand und deren Abstand von den Durchgangsöffnungen 7 der
Anordnung der Stifte 4 der Leiterbrücke 1 entsprechen.
Das dargestellte Paar von Durchgangsöffnungen 7 und Öffnungen 8 ist
auf der dargestellten Oberseite der Trägerplatte 6 von einer
Metallisierung 9 umgeben, die etwa die Form und Größe der Leiterbrücke 1 aufweist.
Von einer Längsseite 10 der
Metallisierung 9 führt
eine Leiterplatte 11 weg. Diese Leiterbahn 11 dient
zur Abnahme von Signalen, die an einer anderen Stelle ausgewertet
werden.
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Zur
Anbringung der Leiterbrücke 1 an
der in 2 dargestellten Stelle der Trägerplatte 6 gibt es zwei
Möglichkeiten,
von denen die erste unter Bezugnahme auf 3 beschrieben
wird. Es wird angenommen, dass die 2 die Draufsicht
auf die Oberseite der Trägerplatte 6 darstellt.
Wegen der erwähnten
Metallisierung 9 um die Durchgangsöffnungen 7 herum ist die Trägerplatte 6 im
dargestellten Beispiel als Leiterplatte ausgebildet. Sowohl die
Durchgangsöffnungen 7 als
auch insbesondere die kleineren Löcher 8 sind durchkontaktiert.
Nun wird die Leiterbrücke 1 auf
die Oberseite der Trägerplatte 6 aufgelegt, wobei
die Enden der Stifte 4 an die Stelle der kleineren Öffnungen 8 gelangen.
Anschließend
wird auf die Leiterbrücke 1 von
der in 1 zu sehenden Seite Druck ausgeübt und die
Leiterbrücke 1 mit
ihren Stiften 4 in die durchkontaktierten Öffnungen 8 eingepresst,
bis die Leiterbrücke 1 flächig auf
der metallisierten Schicht 9 der Trägerplatte 6 aufliegt.
Dieser Zustand ist im Schnitt der 3 dargestellt.
Nun wird durch die korrespondierenden Durchgangsöffnungen 5 der Leiterbrücke 1 und 7 der
Trägerplatte 6 eine Schraube 12 hindurch
gesteckt und in den mit einem Innengewinde versehenen Anschluss
der Speicherzelle 13 eingeschraubt. Dies wird an beiden
Enden der Leiterbrücke 1 gemacht.
Die Schraubenköpfe 14 der
Schrauben 12 liegen dann mit ihrer Unterseite flächig auf
der Oberseite 15 der Leiterbrücke 1 an. Es erfolgt
eine flächige
Anlage zwischen den Schraubenköpfen 14 und
der Leiterbrücke 1.
Wenn an der den Speicherzellen 13 zugewandten Unterseite 16 der
Trägerplatte 6 eine
identische oder ähnliche
Metallisierung wie auf der Oberseite, siehe Bezugszeichen 9 in 2,
vorhanden ist, erfolgt auch eine Kontaktierung zwischen den Stirnflächen 17 der
Anschlüsse
der Speicherzellen 13 und der Kontaktierung der Trägerplatte 6.
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Das
Festschrauben mithilfe der Schrauben 12 dient gleichzeitig
auch noch zur Verbesserung des Kontakts zwischen der Leiterbrücke 1 und
der Metallisierung 9 auf der entsprechenden Seite der Trägerplatte 6.
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Die
Erfindung schlägt
eine zweite Möglichkeit
vor, wie die Leiterbrücke 1 mit
der Trägerplatte 6 verbunden
werden kann. Dies ist in 4 dargestellt. Hier wird die
Leiterbrücke 1 von
den den Speicherzellen 13 zuge wandten Unterseite 16 der
Trägerplatte 6 mit
dieser verbunden, und zwar in der gleichen Weise, wie dies bei 3 beschrieben
wurde.
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Zur
Anbringung der als Schraube ausgebildeten Verbindungselemente gibt
es nun zwei verschiedene Möglichkeiten,
die in 4 beide bei einer Ausführung dargestellt werden. Die
eine Möglichkeit, die
in der 4 in der linken Hälfte dargestellt ist, besteht
darin, dass die Durchgangsöffnungen 7 der
Trägerplatte 6 und
die Durchgangsöffnungen 5 der
Leiterbrücke 1 die
gleiche Größe aufweisen,
die dem Durchmesser des Schafts der Schraube 12 entspricht.
Dann wird die Schraube durch die korrespondierenden Durchgangsöffnungen 7 der
Trägerplatte 6 und 5 der
Leiterbrücke 1 hindurch
gesteckt und die Schraube in den Anschluss der Speicherzelle 13 eingeschraubt.
Die Unterseite des Schraubenkopfs 14 liegt dann auf der
Metallisierung 9 der Trägerplatte 6 auf.
Der Flansch 17 der Speicherzelle 13 wird dann gegen
die Leiterbrücke 1 verspannt.
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Die
zweite Möglichkeit
ist rechts in 4 dargestellt. Hier wird die
Durchgangsöffnungen 27 der
Trägerplatte 6 größer gemacht
als bei der links dargestellten Möglichkeit, und zwar so groß, dass
sie etwas größer ist
als der Durchmesser des Schraubenkopfs 14. Dann wird zwar
die Schraube 12 in der gleichen Weise durch die Öffnungen 7 und 5 hindurch gesteckt,
sie liegt aber mit der Unterseite ihres Schraubenkopfs 14 dann
nicht mehr an der Metallisierung 9 der Trägerplatte 6,
sondern an der Leiterbrücke 1 an.
Die Leiterbrücke 1 wird
zwischen dem Schraubenkopf 14 und dem Flansch 17 der
Speicherzelle verklemmt.