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Die Erfindung betrifft eine Batteriemessklemme aufweisend eine Schutzvorrichtung, einen Batteriesensor und eine Batterieklemme zur Bereitstellung einer Verbindung zwischen einem Batteriepol einer Fahrzeugbatterie eines Kraftfahrzeugs und dem Batteriesensor durch die Schutzvorrichtung gegenüber Umwelteinflüsse zumindest teilweise umschlossen ist.
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Aus der
DE 10 2006 053 021 A1 ist ein Batteriesensor mit einer Messbrücke bekannt, wobei die Messbrücke über einen Träger mit einer Schelle verbunden ist, die einen Batteriepol einer Fahrzeugbatterie umfangsseitig umgreift und mittels Befestigungsmittel an dem Batteriepol befestigt wird.
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Ferner ist aus der
DE 103 47 111 A1 eine Batteriemessklemme mit Befestigungseinrichtung zur Verbindung mit einem Anschlusspol einer Fahrzeugbatterie, einem an der Befestigungseinrichtung angebrachten Batteriekabel, sowie einem am Batteriekabel angebrachten Batteriesensor bekannt. Ferner ist der Batteriesensor in einem Sensorgehäuse untergebracht, das derartig hinsichtlich Form und Größe angepasst ist, dass sich die Batteriemessklemme in ihrer Montageposition bezüglich eines Gehäuses der Fahrzeugbatterie zumindest in einer Drehrichtung beim Aufbringen eines Montagedrehmoments nicht verdrehen kann.
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Aus der
DE 10 2004 013 659 A1 ,
DE 10 2008 006 042 A2 ,
US 2010/001 9733 A1 ,
DE 10 2006 019 497 A1 ,
DE 10 2004 007 851 A1 und
US 7,573,274 B2 sind Schutzvorrichtungen für einen Batteriesensor bekannt, die ein ein- oder mehrteiliges Gehäuse zum Schutz des Batteriesensors gegenüber Umwelteinflüssen aufweisen und dem Batteriesensor ganz oder teilweise umschließen bekannt. Die Schutzvorrichtungen weisen einen feuchtigkeitsdichten Kunststoff auf, der einen Feuchtigkeitstransport au seiner Umgebung zum Batteriesensor unterbindet.
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Ferner ist aus der
DE 10 2005 003 298 A1 bekannt, dass zu Isolierungszwecken auf Trägern angeordnete elektronische Bauelemente diese mit einem geschäumten PUR-Schaum umschlossen werden, der geschlossenporig ausgebildet ist.
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Ferner ist aus der
WO 2009/059 335 A1 ein elektrischer Verbinder mit einem Schneidklemmanschluss für einen elektrischen Leiter bekannt, der eine Schutzvorrichtung aufweist. Die Schutzvorrichtung weist ein Kontaktstellen umgebendes Gehäuse auf, in dem ein geschlossenporiger Schaum angeordnet ist, um die Kontaktstellen zu bedecken.
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Die oben beschriebenen Batteriemessklemmen sind dabei hohen und niedrigen Temperaturen, hoher Luftfeuchtigkeit und im Winter einem Streusalznebel ausgesetzt. Dies kann zur Korrosion der Batteriemessklemme führen, sodass diese falsche oder stark abweichende Informationen über einen aus der Fahrzeugbatterie entnommenen Strom bzw. über eine Spannung der Fahrzeugbatterie bereitstellt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einfach und kostengünstig zu fertigende korrosionsbeständige Batteriemessklemme bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Batteriemessklemme gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine besonders einfache und korrosionsbeständige Batteriemessklemme dadurch bereitgestellt werden kann, dass die Batteriemessklemme eine Schutzvorrichtung, einen Batteriesensor und eine Batterieklemme zur Bereitstellung einer Verbindung zwischen einem Batteriepol einer Fahrzeugbatterie eines Kraftfahrzeugs und dem Batteriesensor umfasst. Der Batteriesensor wird durch die Schutzvorrichtung gegenüber Umwelteinflüssen zumindest teilweise umschlossen. Die Schutzvorrichtung weist einen geschlossenporigen Schaum auf, der ausgelegt ist, einen Feuchtigkeitstransport aus einer Umgebung zum Batteriesensor hin zu unterbinden. Durch den geschlossenporigen Schaum der Schutzvorrichtung wird dabei das Vordringen von Feuchtigkeit an den Batteriesensor blockiert, wobei durch die Ausbildung der Schutzvorrichtung aus Schaum diese besonders leicht und einfach ausgebildet ist.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Batteriesensor direkt an der Batterieklemme befestigbar, wobei die Schutzvorrichtung derart am Batteriesensor angeordnet ist, dass der Batteriepol in die Batterieklemme einführbar ist. Auf diese Weise wird eine Montagemöglichkeit auch nach dem Umschäumen des Batteriesensors an dem Batteriepol der Fahrzeugbatterie bereitgestellt.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Schutzvorrichtung ein Gehäuse auf, das den Schaum zumindest teilweise außenseitig umgreift. Auf diese Weise kann der Schaum vor dem Eindringen von Fremdkörpern, insbesondere von Werkzeug, während der Montage der Batteriemessklemme an der Fahrzeugbatterie und vor weiteren Beschädigungen geschützt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Schutzvorrichtung eine Trennschicht auf, die zwischen dem Schaum und dem Batteriesensor angeordnet und ausgelegt ist, zumindest teilweise den Batteriesensor zu bedecken, um ein Eindringen des Schaums in den Batteriesensor zu blockieren. Auf diese Weise wird verhindert, dass mögliche Komponenten des Batteriesensors durch direkten Kontakt mit dem Schaum zerstört oder beschädigt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Dichtelement vorgesehen, das zwischen der Trennschicht und dem Batteriesensor angeordnet und ausgelegt ist, die Trennschicht gegenüber einem Eindringen von Schaum zwischen der Trennschicht und dem Batteriesensor abzudichten. Auf diese Weise wird eine zuverlässige Abdichtung des Batteriesensors durch die Trennschicht gewährleistet.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Dichtelement als Dichtband ausgebildet, das ausgelegt ist, einen Randbereich des Batteriesensors zu bedecken. Durch die mehrlagige Ausbildung werden mögliche Spalte beim Umwickeln des Batteriesensors mit dem Dichtband vermieden, sodass auch das Eindringen von dünnflüssigen Flüssigkeiten oder gasförmigen korrosiven Medien, wie z. B. Wasserdampf, zuverlässig vermieden wird.
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Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn das Dichtband mehrlagig um den Batteriesensor geführt ist. Durch das Wickeln des Dichtbands kann eine Abdichtung einfach im Herstellungsprozess der Batteriemessklemme im Randbereich der Trennschicht bewerkstelligt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Trennschicht eine Hot-Melt-Beschichtung oder eine Folie, die auf dem Sensor aufgebracht ist. Diese Trennschichten eignen sich besonders gut für eine Großserienproduktion der Batteriemessklemme.
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In einer weiteren Ausführungsform ist eine Klebschicht vorgesehen, die zwischen der Folie und dem Batteriesensor angeordnet ist, wobei die Klebschicht ausgebildet ist, die Folie an dem Batteriesensor zu befestigen. Auf diese Weise kann die Folie vor dem Umschäumen des Batteriesensors zuverlässig an diesem befestigt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist eine Anschlussleitung zur Verbindung des Batteriesensors mit einem Bus-System vorgesehen, die mittels einer ersten Verbindungsstelle mit dem Batteriesensor verbunden ist. Ferner ist eine Masseleitung zur Verbindung des Batteriesensors mit einem Bordnetzwerk eines Kraftfahrzeugs, die mittels einer zweiten Verbindungsstelle mit dem Batteriesensor verbunden ist, vorgesehen. Die erste und/oder die zweite Verbindungsstelle ist zumindest teilweise durch den Schaum bedeckt. Auf diese Weise wird eine Korrosion der Verbindungsstellen zuverlässig vermieden. Insbesondere wird beispielsweise auch ein Anlaufen der Lötstellen, falls die erste und/oder die zweite Verbindungsstelle als Lötstelle ausgeführt sind, vermieden. In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Batteriesensor eine Messbrücke mit einem Verbindungsbereich, wobei die Messbrücke und der Verbindungsbereich einstückig und materialeinheitlich ausgebildet sind. Auf diese Weise kann die Messbrücke besonders einfach und kostengünstig beispielsweise mittels eines Laserschneidverfahrens oder mittels eines Stanz-Biegeprozesses hergestellt werden. Ferner werden Überhangswiderstände zwischen den Verbindungsabschnitten und einem Messwiderstandsabschnitt, der zwischen den Verbindungsabschnitten angeordnet ist, zuverlässig vermieden, sodass eine erhöhte Messgenauigkeit über die Lebensdauer der Batteriemessklemme bereitgestellt werden kann. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Messbrücke mittels einer Schweißverbindung, insbesondere einer Ultraschallschweißverbindung, direkt an der Batterieklemme befestigt ist. Auf diese Weise kann eine besonders kompakte Batteriemessklemme bereitgestellt werden.
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Die Aufgabe wird aber auch durch ein Verfahren zur Herstellung der oben beschriebenen Batteriemessklemme gemäß den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß wurde auch erkannt, dass eine Batteriemessklemme besonders kostengünstig und einfach dadurch herstellbar ist, dass ein Batteriesensor und eine Batterieklemme zur Verbindung des Batteriesensors mit einem Batteriepol einer Fahrzeugbatterie eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden. Der Batteriesensor wird mit der Batterieklemme elektrisch verbunden. Zum Schutz gegen Umwelteinflüsse wird der Batteriesensor zumindest teilweise mit einem geschlossenporigen Schaum umschäumt. Auf diese Weise wird ein Vordringen von Feuchtigkeit aus der Umgebung zum Batteriesensor hin durch den geschlossenporigen Schaum blockiert, sodass eine Korrosion des Batteriesensors unter den harten Betriebsbedingungen in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs stark reduziert ist.
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In einer weiteren Ausführungsform wird eine Trennschicht derart auf dem Batteriesensor aufgebracht, dass ein Eindringen von Schaum zwischen die Trennschicht und dem Batteriesensor blockiert ist. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass der Schaum beim Aufschäumen und Aushärten Komponenten des Batteriesensors durch die Einbringung einer Kraft zerstört oder voneinander trennt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Batteriemessklemme,
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2 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf die in 1 gezeigte Batteriemessklemme,
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3 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht der in den 1 und 2 gezeigten Batteriemessklemme,
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4 eine Draufsicht auf eine Messbrücke der Batteriemessklemme,
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5 eine Seitenansicht auf die in 4 gezeigte Messbrücke der Batteriemessklemme,
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6 einen Querschnitt durch die in den 4 und 5 gezeigte Messbrücke im Bereich eines Verbindungsabschnitts,
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7 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf die Batteriemessklemme nach einem ersten Herstellungsschritt,
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8 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht der in 6 gezeigten Batteriemessklemme,
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9 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf die Batteriemessklemme nach einem zweiten Herstellungsschritt,
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10 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht der in 8 gezeigten Batteriemessklemme,
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11 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf die Batteriemessklemme nach einem dritten Herstellungsschritt,
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12 eine Seitenansicht der in 9 gezeigten Batteriemessklemme,
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13 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf die Batteriemessklemme nach einem vierten Herstellungsschritt, und
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14 eine Seitenansicht der in 12 gezeigten Batteriemessklemme.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Batteriemessklemme 10 für einen intelligenten Batteriesensor. Die Batteriemessklemme 10 umfasst ein Gehäuse 15, in dem eine Messbrücke 20 und eine Leiterplatte 25 angeordnet sind. Auf die Messbrücke 20 wird detailliert in den 4 und 5 eingegangen. Ferner sind eine Brückenleitung 30, eine Anschlussleitung 35 und eine Masseleitung 40 in das Gehäuse 15 geführt. Die Leiterplatte 25 umfasst ferner einen Leiterplattenträger 45, eine Verbindungsvorrichtung 50 zur Bereitstellung einer Verbindung mit einem Bus-Netz, insbesondere mit einem Local-Interconnect-Network (LIN), und einer Messvorrichtung 55, die auf dem Leitenplattenträger 45 angeordnet sind. Die Leiterplatte 25 bildet mit der Messbrücke 20 einen Batteriesensor 56 aus. Sowohl die Verbindungsvorrichtung 50 als auch die Messeinrichtung 55 sind als Mikrocontroller ausgebildet und mittels Lötverbindungen mit dem Leiterplattenträger 45 verbunden.
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Die Leiterplatte 25 ist ferner mit der Anschlussleitung 35 über eine erste Verbindungsstelle 60, die ebenso als Lötverbindung ausgeführt ist, verbunden. An der Anschlussleitung 35 ist ferner ein Steckverbinder 65 vorgesehen, um die Anschlussleitung 35 beispielsweise mit einer Spannungsversorgung und/oder mit einem Netzwerk des Kraftfahrzeugs zu verbinden.
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Die Messbrücke 20 ist über eine zweite Verbindungsstelle 70 mit der Leiterplatte 25 verbunden. Ferner ist die Messbrücke 20 an den jeweils gegenüberliegenden Enden der Messbrücke 20 über eine dritte bzw. vierte Verbindungsstelle 75, 76 mit der Masseleitung 40 linksseitig bzw. mit der Brückenleitung 30 rechtsseitig verbunden. Die Brückenleitung 30 ist ihrerseits mit dem der Messbrücke 20 abgewandten Ende an einer fünften Verbindungsstelle 77 mit einer Batterieklemme 80 verbunden. Die Batterieklemme 80 ist dabei ausgelegt, einen zylindrisch ausgebildeten und durch die Batterieklemme 80 umfangsseitig umfassten Batteriepol 85 einer Fahrzeugbatterie 90 zu umgreifen und die Batteriemessklemme 10 an dem Batteriepol 85 zu befestigen. Linksseitig ist die Masseleitung 40 über eine sechste Verbindungsstelle 89 mit einer Fahrzeugkarosserie 95 verbunden.
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Die Batteriemessklemme 10 ist ausgelegt, mittels der Messvorrichtung 55 sowohl eine Spannung als auch einen aus der Fahrzeugbatterie 90 entnommenen Strom zu erfassen und mittels der Verbindungsvorrichtung 50 dem Bus-Netz des Kraftfahrzeugs die erfassten Informationen über Strom bzw. Spannung bereitzustellen. Dabei erfasst die Messvorrichtung 55 den aus der Fahrzeugbatterie 90 entnommenen Strom mittels eines Spannungsabfalls an der Messbrücke 20. Die Batteriespannung kann durch die Spannungsversorgung über die Anschlussleitung 35 durch die Messvorrichtung 55 erfasst werden. Die Informationen der Verbindungsvorrichtung 50 werden zur Auswertung über das Bus-Netzwerk an ein separates Steuergerät weitergeleitet.
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Das Gehäuse 15 ist derart ausgebildet, dass sowohl die Anschlussleitung 35, die Brückenleitung 30 und die Masseleitung 40 als auch die Verbindungsstelle 60, 70, 75, 77 innerhalb des Gehäuses 15 angeordnet und somit durch dieses gegenüber Umwelteinflüsse und vor Spritzwasser geschützt sind. Zur Einleitung des Schaums 105 in das Gehäuse 15 kann das Gehäuse 15 einen Anschluss 106 aufweisen.
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Zwischen einer Innenwand 100 des Gehäuses 15 und der Leiterplatte 25 ist ein Schaum 105 in einem Innenraum 107 des Gehäuses 15 angeordnet, der den Innenraum 107 des Gehäuses 15 im Wesentlich vollständig ausfüllt. Der Schaum 105 ist geschlossenporig ausgebildet und weist als Werkstoff einen Kunststoff, insbesondere Polyurethan, auf. Es ist aber auch denkbar, dass der Schaum 105 ein oder mehrere weitere Werkstoffe umfasst, um beispielsweise die Aushärtgeschwindigkeit und/oder die Ausdehnungsgeschwindigkeit des Schaums 105 gezielt an die Fertigungsbedingungen anzupassen, um in der Fertigung der Batteriemessklemme 10 einfach den Schaum 105 in das Gehäuse 15 einzuleiten.
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In der 1 ist zusätzlich eine Trennschicht 110 umfangsseitig der Leiterplatte 25 bzw. der Messbrücke 20 vorgesehen, die ausgelegt ist, ein Eindringen des Schaums 105 während der Herstellung der Batteriemessklemme 10 zwischen die Verbindungsvorrichtung 50 bzw. die Messeinrichtung 55 und dem Leiterplattenträger 45 zu verhindern. Dabei können die Leiterplatte 25 und die Messbrücke 20 vollständig oder teilweise von der Trennschicht 110 bedeckt sein. Die Trennschicht 110 ist beispielsweise als Folie aus einem Kunststoff oder Metallwerkstoff als Hot-Melt-Beschichtung aus einem thermoplastischen Kunststoff ausgebildet.
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Alternativ ist auch denkbar, dass die Trennschicht 110 als um die Leiterplatte 25 und die Messbrücke 20 gewickeltes Band ausgebildet ist, um so ein Eindringen von Wasser oder Schlamm 105 in einem Herstellungsschritt der Batteriemessklemme 10 in dem Batteriesensor 56 zu vermeiden. Zusätzlich zur Trennschicht 110 kann ein Dichtelement (vgl. 10 und 11) vorgesehen sein, um eine verbesserte Abdichtung zwischen der Trennschicht 110 und dem Batteriesensor 56 bereitzustellen.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf die in 1 gezeigte Batteriemessklemme 10 und 3 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht der in 1 gezeigten Batteriemessklemme 10.
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Der Leiterplattenträger 45 der Batteriemessklemme 10 umfasst einen in 2 linksseitig angeordneten ersten Anschlussbereich 115 und einen in 2 rechtsseitig angeordneten zweiten Anschlussbereich 120. Der erste und der zweite Anschlussbereich 115, 120 sind dabei ausgelegt, die Messvorrichtung 55 und die Verbindungsvorrichtung 50 über auf dem Leiterplattenträger 45 angeordnete Leiterbahnen (nicht dargestellt) mit der Anschlussleitung 35 und/oder mit der Brückenleitung 30 bzw. der Masseleitung 40 zu verbinden. Die Leiterplatte 25 ist ferner zwischen den beiden Anschlussbereichen 115, 120 durch die Trennschicht 110 umgeben, wobei links- und rechtsseitig an der Trennschicht 110 jeweils an den Anschlussbereich 115, 120 angrenzend ein Dichtelement 125 innenseitig, also zwischen Trennschicht 110 und Leiterplatte 25, an der Trennschicht 110 vorgesehen ist, um ein Eindringen von Schaum 105 und/oder Feuchtigkeit zwischen die Trennschicht 110 und die Leiterplatte 25 zu verhindern. Das Dichtelement 125 kann beispielsweise als Dichtband ausgebildet sein, das vor dem Aufbringen der Trennschicht 110 auf die Leiterplatte 25 in. einem Randbereich 126 der Trennschicht 110 angebracht wird. In 2 ist der Randbereich 126 des Dichtelements 125 zwischen dem Anschlussbereich 115, 120 und der Verbindungsvorrichtung 50 bzw. der Messvorrichtung 55 angeordnet. Besonders gut dichtet das Dichtelement 125, wenn dieses vollständig umfangsseitig gegebenenfalls mehrlagig um die Leiterplatte 25 geführt ist.
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In dem zweiten Anschlussbereich 120 ist ferner eine Vertiefung 130 in dem Leiterplattenträger 45 vorgesehen, die in der Ausführungsform V-förmig ausgebildet ist und von der Trennschicht 110 wegweisend ausgerichtet ist, so dass in 2 ein erster oberseitig angeordneter Vertiefungsabschnitt 131 auf einen in 2 unterhalb des oberseitig angeordneten ersten Vertiefungsabschnitt 131 angeordneten zweiten Vertiefungsabschnitt 132 nach rechts hin zuläuft. Die Vertiefung 130 ist dabei derart im zweiten Anschlussbereich 120 ausgebildet, dass Feuchtigkeit von dem rechtsseitigen angeordneten Dichtelement 125 seitlich abgeleitet wird. Auf diese Weise wird ein Feuchtigkeitsstau in der Herstellung der Batterieklemme 10 vor dem Dichtelement 125 zuverlässig vermieden und somit die Gefahr des Eindringens von Feuchtigkeit beim einem undichten oder defektem Dichtelement 125 unter die Trennschicht 110 deutlich reduziert.
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In der Ausführungsform ist die Trennschicht 110 ausschließlich zwischen den beiden Anschlussbereichen 115, 120 an der Leiterplatte 25 angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die Leiterplatte 25 in der Herstellung nach dem Aufbringen der Trennschicht 110 im Anschlussbereich 115, 120 weiterhin kontaktierbar ist, um so die Anschlussleitung 35, die Brückenleitung 30 und/oder die Messleitung 40 einfach im Anschlussbereich 115, 120 anzulöten bzw. anzuschrauben.
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Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die Trennschicht 110, nach Verbindung der jeweiligen Leitungen 35, 40, 30 mit dem entsprechenden Anschlussbereich 115, 120, die Anschlussbereiche 115, 120 überdeckt und vor einem Umschäumen mit Schaum 105 schützt.
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In der Ausführungsform ist die Trennschicht 110 als Folie 134 ausgebildet, die oberseitig den Leiterplattenträger 45, die Messvorrichtung 55 und die Verbindungsvorrichtung 50 bedeckt. Dabei weist die Folie 134 seitlich jeweils einen Schulterabschnitt 135 auf, der rechtwinklig zu einer Oberfläche 140 des Leiterplattenträgers 45 ausgerichtet ist. Ferner ist eine Klebschicht 143 zwischen dem Batteriesensor 56 und der Folie 134 angeordnet, um diese an dem Batteriesensor 56 zu befestigen. Dabei ist die Klebschicht 143 als zwei parallel angeordnete Klebestreifen 144 ausgebildet, so dass die Folie 134 zwischen den beiden Klebestreifen 144 beabstandet zu der Messvorrichtung 55 bzw. zu der Verbindungsvorrichtung 50 angeordnet ist, so dass eine thermische Überhitzung der Messvorrichtung 55 bzw. der Verbindungsvorrichtung 50 vermieden werden kann. Der Schulterabschnitt 35 erstreckt sich im Wesentlichen bis zur Oberfläche 140 des Leiterplattenträgers 45, um ein seitliches Eindringen von Schaum 105 unter die Trennschicht 110 zu vermeiden.
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4 zeigt eine Draufsicht und 5 eine Seitenansicht auf die in den 1 bis 3 gezeigte Messbrücke 20 der Batteriemessklemme 10. 6 zeigt einen Querschnitt durch die in 4 und 5 gezeigte Messbrücke.
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Die Messbrücke 20 ist dabei einstückig und materialeinheitlich aus einem Metallstreifen, vorzugsweise Kupfer, ausgebildet. Dabei umfasst die Messbrücke 20 einen Messwiderstandsabschnitt 141 sowie einen ersten linksseitig am Messwiderstandsabschnitt 141 angeordneten Verbindungsabschnitt 145 und einen rechtsseitig am Messwiderstandsabschnitt 141 angeordneten zweiten Verbindungsabschnitt 150. Die beiden Verbindungsabschnitte 145, 150 sind spiegelsymmetrisch zueinander als auch zu einer Längsachse 155 ausgebildet. Die Verbindungsabschnitte 145, 150 umfassen jeweils zwei gegenüberliegend zu der Längsachse 155 der Messbrücke 20 angeordnete Verbindungslaschen 160, die in unmontiertem Zustand im Wesentlichen nach oben parallel zueinander ausgerichtet und miteinander über einen Bodenabschnitt 165 verbunden sind. Die Verbindungslaschen 160 sind ausgelegt, nach einem Einlegen eines abisolierten Endes der Masseleitung 40 bzw. der Brückenleitung 30 aufeinander zugebogen zu werden, um so das abisolierte Ende der Masseleitung 40 bzw. der Brückenleitung 30 zu umfassen und einen elektrischen Kontakt zwischen der Masseleitung 40 bzw. der Brückenleitung 30 und dem Verbindungsabschnitt 145, 150 bereitzustellen. Die Kontaktierung kann im Rahmen eines herkömmlichen Crimpvorgangs mit bekannten Crimpwerkzeugen vorgenommen werden, so dass ein zuverlässiger elektrischer Kontakt zwischen der Masseleitung 40 bzw. der Brückenleitung 30 und dem korrespondierenden Verbindungsabschnitt 145, 150 bereitgestellt werden kann.
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Durch die einstückige und materialeinheitliche Ausbildung der Messbrücke 20 kann diese besonders einfach beispielsweise mittels eines Laserschneidvorgangs oder mittels eines Fräs- und/oder Schleifvorgangs hergestellt werden, wobei präzise ein vordefinierter Widerstandswert für die Messbrücke 20 eingestellt werden kann. Durch den direkten Anschluss der Messbrücke 20 über die Verbindungsabschnitte 145, 150 kann der Anschlussbereich 115, 120 der Leiterplatte 25 schmaler ausgebildet werden, sodass das Gesamtgewicht der Batteriemessklemme reduziert ist.
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Im Folgenden soll auf die Herstellung der in den 1 bis 6 beschriebenen Batteriemessklemme 10 eingegangen werden. Dabei zeigt 7 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf die Batteriemessklemme 10 nach einem ersten Herstellungsschritt und 8 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht der in 7 gezeigten Batteriemessklemme 10.
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In dem ersten Herstellungsschritt wird die Anschlussleitung 35 auf dem Leiterplattenträger 45 der Leiterplatte 25 im zweiten Anschlussbereich 120 angelötet. Ferner wird auch die Messbrücke 20 an dem Leiterplattenträger 45 angelötet. Als besonders vorteilhaft hat sich hierbei ergeben, dass nach dem Anlöten der in den 4 bis 6 beschriebenen Messbrücke 20 an dem Leiterplattenträger 45 die Messbrücke 20 in angelötetem Zustand derart angepasst wird, dass ein Widerstand der Messbrücke 20 unter Berücksichtigung der Übergangswiderstände der zweiten Verbindungsstellen 70 mittels eines Laserabtrags derart eingestellt wird, dass der Messwiderstand 20 zusammen mit den Übergangswiderständen der zweiten Verbindungsstellen 70 einen vordefinierten Wert aufweist.
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9 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf die Batteriemessklemme 10 nach einem zweiten Herstellungsschritt und 10 zeigt eine schematische Darstellung einer Seitenansicht der in 9 gezeigten Batteriemessklemme 10.
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Dabei wird die Masseleitung 40 in der dritten Verbindungsstelle 75 linksseitig der Messbrücke 20 mit dieser verbunden. Hierfür ist insbesondere ein Ultraschweißverfahren geeignet. In der Ausführungsform sind die Masseleitung 40 und die Anschlussleitung 35 parallel zueinander angeordnet und entsprechend an der Leiterplatte 35 beigefügt, so dass eine weitere Führung der beiden Leitungen im Kraftfahrzeug vereinfacht ist.
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11 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf die Batteriemessklemme 10 nach einem dritten Herstellungsschritt und 12 zeigt eine Seitenansicht der in 11 gezeigten Batteriemessklemme 10.
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In dem dritten Herstellungsschritt wird die Messbrücke 20 zusammen mit der Leiterplatte 25 und einem rechtsseitig in 12 angeordneten Teil der Anschlussleitung 35 mit einem Schaum 105 umschäumt. Das Umschäumen der Leiterplatte 25 bzw. der Messbrücke 20 erfolgt derartig, dass ein von der Leiterplatte 25 abgewandter Abschnitt 170 der Messbrücke 20 durch den Schaum 105 unbedeckt bleibt.
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Der Schaum 105 weist als Material im Wesentlichen Kunststoff, vorzugsweise Polyurethan auf, und ist geschlossenporig ausgeführt, sodass Feuchtigkeit aus einer Umgebung durch den nach dem dritten Herstellungsschritt ausgehärteten Schaum 105 nicht durchdringt und somit Feuchtigkeit wirksam von der Leiterplatte 25 und den umschäumten Bereichen der Messbrücke 20 einfach und kostengünstig abgehalten wird. Auf diese Weise wird eine Korrosion der Leiterplatte 25, insbesondere eine Korrosion von elektrischen Bauteilen beispielsweise von Mikrochips und der Messbrüche 20, kostengünstig und mit geringem Zusatzgewicht vermieden. Ferner sind die Leiterplatte 25 und die Messbrücke 20 vor Stößen geschützt und vor hohen oder niedrigen Temperaturen isoliert.
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Besonders vorteilhaft ist, wenn die Verbindungsstellen 60, 75, 76, 70 durch den Schaum 105 bedeckt sind. Auf diese Weise wird ferner eine Korrosion der Verbindungsstellen 60, 75, 76, 70, beispielsweise eine Oxidation des Lotwerkstoffs, vermieden. Wird dabei die entsprechende Anschluss-, Brücken- und/oder Masseleitung 30, 35, 40 im Bereich der Verbindungsstellen 60, 75, 76 durch den Schaum 105 ebenso umgriffen, so kann durch den Schaum 105 gleichzeitig eine Zugentlastung an der umschäumten Anschluss-, Brücken- und/oder Masseleitung 30, 35, 40 bereitgestellt werden. So können beispielsweise Zugkräfte, die durch das Verbinden des Steckverbinders 65 der Anschlussleitung 35 mit einem weiteren Steckverbinder entstehen, durch den Schaum 105 aufgenommen werden, so dass eine Beschädigung der ersten Verbindungsstelle 60, insbesondere ein Ausreissen der Anschlussleitung 35 aus der Anschlussstelle 60, vermieden werden kann.
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In den 11 und 12 sind alle Verbindungsstellen 60, 75, 76, 70, durch den Schaum 105 bedeckt. Selbstverständlich, ist auch denkbar, dass eine oder mehrere der Verbindungsstellen 60, 75, 76, 70 unbedeckt bleiben. Dies ist beispielsweise von Vorteil, wenn die Verbindungsstelle 60, 75, 76, 70 mittels einer lösbaren Schraubverbindung bereitgestellt wird, die auch nach dem Umschäumen der Leiterplatte 25 mit Schaum 105 bedienbar bleiben sein soll.
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In der Ausführungsform wird ein geschlossenporiger Schaum, insbesondere auf Polyurethanbasis, eingesetzt. Selbstverständlich sind auch andere geschlossenporige Schäume 50, die ein anderes Material aufweisen, denkbar. Wesentlich dabei ist jedoch, dass der geschlossenporige Schaum 105 elektrisch isolierend ist und gleichzeitig einen Feuchtigkeitstransport unterbindet.
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13 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf die Batteriemessklemme 10 nach einem vierten Herstellungsschritt und 14 zeigt eine Seitenansicht der in 13 gezeigte Batteriemessklemme 10.
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An der Messbrücke 20 wird im vierten Herstellungsschritt die Batterieklemme 80, in 13 oberseitig dargestellt, befestigt, insbesondere angeschweißt und somit elektrisch mit der Messbrücke 20 verbunden. Auf diese Weise kann auf das Vorsehen der Brückenleitung 30, wie in den 1 bis 6 gezeigt, verzichtet werden, so dass ein Spannungsabfall an der Brückenleitung 30 vermieden wird und somit die Strommessung exakter durch die Messeinrichtung 55 ermöglicht wird. Dazu weist die in den 4 bis 6 gezeigte Messbrücke 20 alternativ zu einem der beiden Verbindungsabschnitte 145, 150 einen Flachabschnitt auf, an dem die Messbrücke 20 direkt an der Batterieklemme 80 befestigt wird.
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Durch das Anschweißen der Batterieklemme 80 direkt an der Messbrücke 20, kann ein Gesamtwiderstand der Batteriemessklemme 10 reduziert werden und gleichzeitig die Batteriemessklemme 10 bauraumgünstig, insbesondere zur Anordnung in einer Ausnehmung an dem Batteriepol 85 der Fahrzeugbatterie 90, ausgebildet werden.
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Ferner wird vorteilhafterweise nach dem Anschweissen der Batterieklemme in dem vierten Herstellungsschritt das Gehäuse 15 um den Schaum 105 herum angeordnet, so dass dieses beim Schweissvorgang durch die vorherrschende Hitze nicht beschädigt wird. Dabei umgreift das Gehäuse 15 den Schaum 105 im Wesentlichen vollständig und weist ein Material auf, das ein Eindringen von Gegenständen, insbesondere von Werkzeug bei der Montage der Batteriemessklemme 10 an der Fahrzeugbatterie, verhindert.
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Alternativ ist denkbar, die Reihenfolge des dritten und vierten Herstellungsschritts zu vertauschen, so dass nach einem Anschweißen der Batterieklemme 80 an der Messbrücke 20 das Gehäuse 15 an der Leiterplatte 25 befestigt wird. Danach kann der Schaum 105 durch den Anschluss 106 in das Gehäuse 15 eingeleitet werden, um so die im Gehäuse 15 angeordnete Leiterplatte 25 und die Messbrücke 20 zu umschäumen.
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Diese Reihenfolge hat den besonderen Vorteil, dass keine Auffangvorrichtung zum Auffangen abtropfenden Schaums 105 in einer Fertigungsstraße zu sehen ist. Ferner kann aufgrund dieser Reihenfolge nach dem Einspritzen des Schaums 105 ins Gehäuse 15 die Batteriemessklemme 10 sofort weitertransportiert werden, da der Schaum 105 geschützt im Gehäuse 15 aushärten kann.
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In der Herstellung bietet der Schaum 105 ferner den Vorteil eines geringen thermischen Eintrags während des Aushärtens des Schaums in die Batteriemessklemme 10, so das die Leiterplatte 25 und insbesondere auf dieser angeordnete Halbleiterbauelemente thermisch nicht überlastet und beschädigt werden. Auf diese Weise können auch temperaturempfindliche Bauelemente verwendet werden.
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Der oben beschriebenen Aufbau der Batteriemessklemme 10 ermöglicht des Weiteren einen kompakten Aufbau und durch die Unterbringung der Spannungsversorgung und der Bus-Verbindung in einem Gehäuse eine stoss- und hitzeresistente, sowie kostengünstig ausgebildete Batteriemessklemme 10 für einen intelligenten Batteriesensor.
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Die Komponenten der Leiterplatte 25 können vor dem Eindringen des Schaums 50 zwischen den Leiterplattenträger 45 und der Verbindungsvorrichtung 50, der Messvorrichtung 55 und/oder der Messbrücke 20 durch das Vorsehen der Trennschicht 110, wie in den 1 bis 4 beschrieben, oberhalb der Komponenten 45, 50, 55, 20 geschützt werden. Dabei wird die Trennschicht 110 vor dem Umschäumen und der Befestigung des Gehäuses 15 an der Leiterplatte 25 und der Messbrücke 20 im zweiten Herstellungsschritt aufgebracht. Dies hat den Vorteil, dass bei einer Ausdehnung des Schaums 105 im dritten Herstellungsschritt ein Anheben bzw. das Einbringen einer Abdrückkraft zwischen die Verbindungsvorrichtung 50 bzw. die Messvorrichtung 55 und den Leiterplattenträger 45 durch den Schaum 105 zuverlässig vermieden wird. Auf diese Weise werden ferner mögliche Kontaktschwierigkeiten zwischen der Verbindungsvorrichtung 50 bzw. der Messvorrichtung 55 und dem Leiterplattenträger 45 über die Lebensdauer der Batteriemessklemme 10 zuverlässig vermieden.
