DE102016015014A1

DE102016015014A1 - Polelement mit Isolierung und Schiebeisolierung

Info

Publication number: DE102016015014A1
Application number: DE102016015014.9A
Authority: DE
Inventors: Heiko Rißmann; Sebastian Lamberty
Original assignee: Swt Stadtwerke Trier Versorgungs GmbH; Swt Stadtwerke Trier Versorgungs-Gmbh
Current assignee: Swt Stadtwerke Trier Versorgungs GmbH; Swt Stadtwerke Trier Versorgungs-Gmbh
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2018-06-21
Also published as: WO2018108198A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Polelement mit einer Isolierung und eine Schiebeisolierung für ein solches Polelement. Bei einem gattungsgemäßen Polelement ist die Seele erfindungsgemäß außerhalb der Akkumulatorzelle zumindest abschnittsweise von einer selbststätig reversibel bewegbaren oder einer selbststätig reversibel beweglichen Isolierung umgeben, mittels welcher Bewegung oder Beweglichkeit die Seele von außen zugänglich zu machen ist. Bei einer gattungsgemäßen Schiebeisolierung sind erfindungsgemäß sowohl die Anschlagschraube als auch die Isolierung aus einem isolierenden Material gefertigt, insbesondere die Anschlagschraube aus einem zug- und torsionsfesten Material und die Isolierung aus einem kratz- und stoßfesten Material.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Polelement mit einer Isolierung, wie beispielsweise aus DE 20 2005 008 982 U1 bekannt, und eine Schiebeisolierung für ein solches Polelement.
Als Polelemente sind Polschrauben zur Befestigung eines Polverbinders an einer Akkumulatorzelle bekannt. Solche Polelemente haben entlang einer Achse von außen in die Zelle hineinreichend eine elektrisch leitende Seele. Das Polelement weist auf einer inneren Seite ein inneres Seelenende auf, das in die Akkumulatorzelle einzusetzen bestimmt ist. Gegenüberliegend weist das Polelement ein äußeres Seelenende auf, das außerhalb der Akkumulatorzelle elektrisch leitend mit dem Polverbinder verbindbar ist. Die Seele verbindet beide Enden elektrisch leitend miteinander.
Die DE 20 2005 008 982 bildet einen Schraubenkopf der Polschraube mit einem Transponder weiter. Der Transponder dient der Vermittlung von Informationen. Akkumulatorzellen haben eine gewisse Lebensdauer, und binnen dieser Zeit muss mit ihnen gearbeitet werden. Die vorliegende Erfindung widmet sich auch dieser generellen Problematik, nicht aber dem konkreten Informationsvermittlungsproblem.
Die DE 10 2014 106 816 A1 lehrt eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Ladestromes. Demnach ist es bekannt, dass Messgeräte zur Überwachung des Ladevorganges oder des Ladestromes Messwerte ermitteln. Nachteilig bei bekannten Messvorrichtungen sei eine zur Strommessung notwendige Auftrennung des Stromkreises.
Jedoch auch in Kenntnis der DE 10 2014 106 816 A1 war es weiterhin Aufgabe, eine zuverlässige, verletzungsfreie und montagefreundliche Ermittlung von Messwerten zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Polelement nach Anspruch 1, umfassend dessen kennzeichnende Merkmale, sowie eine Schiebeisolierung nach Anspruch 7.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Im Folgenden wird die Erfindung zusätzlich anhand von Zeichnungen ausführlich erläutert. Dabei zeigen

1 Seitenansicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Polelements in Explosionsdarstellung, wobei in der Zeichnung oben drei Varianten nebeneinander dargestellt sind,
2 eine Stirnseitenansicht mit gestrichelt dargestellter verdeckter Kontur,
3 einen Axialschnitt entlang der Achse S durch die Schiebehülse und
4 einen Axialschnitt entlang der Achse S durch eine alternative Schiebehülse.

Die 1 bis 3 zeigen ein erfindungsgemäßes Polelement 1 in Explosionsdarstellung nach drei erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen. Oben sind nebeneinander alternativ verwendbare Halteelemente zur Befestigung einer entlang einer Achse S bewegbaren Schiebehülse an dem Polelement dargestellt, welche Schiebehülse als Isolierung 10 ein äußeres Seelenende 4 umgibt. Die Schiebehülse und das Halteelement sind isolierend ausgeführt.
Statt einer bewegbaren Isolierung 10 kommen alternativ nicht dargestellte bewegliche Isolierungen in Betracht. Eine solche alternative Ausführungsform, die in den Schutzbereich der Erfindung fallen soll, ist eine in sich verdrehbare Isolierhülse, die sich beim Verdrehen verkürzt. Dazu besteht die in sich verdrehbare und damit bewegliche Isolierhülse aus zumindest zwei Teilen, die mit schrägen Konturen aneinander anliegen. Eine Verdrehung der Teile gegeneinander bewirkt ein Abgleiten der schrägen Konturen aufeinander, sodass die Drehbewegung in eine translatorische Ausdehnung oder Verkürzung umgewandelt wird.
Die in 1 oben nebeneinander dargestellten Halteelemente, von links nach rechts Innensechskantschraube 20'', Einschraub-Adapter 20 und Flachkopfschraube 20', können die dargestellte Isolierung 10 über einen Führungsabschnitt 18 axial führen, so auch analog die oben beschriebene aber nicht dargestellte in sich verdrehbare Isolierhülse. In weiteren nicht dargestellten Ausführungsformen sind erfindungsgemäß statt der Innensechskantschraube 20" eine Zylinderkopfschraube mit Schlitz aus PVC oder statt der Flachkopfschraube 20' eine Flachkopfschraube mit Innensechskant aus verzinktem Stahl eingesetzt.
Das unten in 1 dargestellte Polelement 1 dient bekanntermaßen als Befestigung eines Polverbinders an einer Akkumulatorzelle. Es ist weder eine solche Zelle noch ein Polverbinder dargestellt.
Die Explosionsdarstellung nach 1 zeigt die Achse S durch das Polelement 1, die Isolierung 10 und den Einschraub-Adapter 20 hindurch verlaufend. Entlang dieser Achse S verläuft eine elektrisch leitende Seele 6 des Polelements 1, die ein inneres Seelenende 2 aufweist, das in die nicht dargestellte Akkumulatorzelle einsetzbar oder einschraubbar ist. In 1 nach oben weisend weist die Seele 6 anderenends ein äußeres Seelenende 4 auf, das außerhalb der nicht dargestellten Akkumulatorzelle elektrisch leitend mit dem ebenfalls nicht dargestellten Polverbinder verbindbar ist. Die Seele 6 verbindet diese beiden Seelenenden 2, 4 elektrisch leitend miteinander. Es handelt sich mithin bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um eine beinahe klassische Monitorschraube.
Bekannte Monitorschrauben haben gewöhnlich Isolierkappen, die abgenommen werden können, um Messungen durchzuführen. Dabei legt man natürlich das leitende Material frei, sodass es zu Arbeitsunfällen kommen kann. Die Kappen werden auch nach der Messung oft versehentlich nicht wieder vollständig aufgesetzt, sodass noch nach dem Messvorgang Risiken bleiben.
Erfindungsgemäß ist es - diese Risiken beseitigend - vorgesehen, dass die Seele 6 außerhalb der Akkumulatorzelle zumindest abschnittsweise 18 von der selbststätig reversibel bewegbaren 10 oder der nicht dargestellten selbststätig reversibel beweglichen Isolierung umgeben ist, mittels welcher Bewegung oder Beweglichkeit die Seele 6 von außen zugänglich zu machen ist. Im dargestellten Fall der bewegbaren Isolierung 10 wirkt im klassischen Montagezustand die Schwerkraft alleine hinreichend zugunsten der Reversibilität. Die Isolierung 10 muss im montierten Zustand von der Flachkopfschraube 20', dem Einschraub-Adapter 20 oder der Innensechskantschraube 20" geführt 18 nach oben geschoben werden, sodass unten ein Spalt für die Messung entsteht. Durch diesen Spalt kann eine nicht dargestellte Kontaktklemme die Seele 6 erreichen. Wird die Kontaktklemme wieder aus dem Spalt entfernt, fällt die Isolierung 10 von alleine wieder die Seele 6 isolierend nach unten Richtung nicht dargestellter Akkumulatorzelle.
Die Isolierung 10 ist nach dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Schwerkraft entgegen entlang der Achse S bewegbar. Die nicht dargestellte Lösung einer beweglichen Isolierung wird erfindungsgemäß selbsttätig reversibel beweglich, in dem das Gegeneinanderbewegen ihrer Teile entgegen der Kraft einer Feder geschieht, beispielsweise durch Bewegung zumindest eines der Teile um die Achse S, um welche Achse S nach diesem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel eine Torsionsfeder gelegt ist, die an dem beweglichen Teil angreift. Eine derart wirkende Feder 28 kann auch außerhalb der beweglichen oder bewegbaren Isolierung 10 beispielsweise in dem Einschraubadapter 20 angeordnet sein. Dann wäre die Isolierung 10 auch bei unüblicher Montage gesichert wieder um die Seele 6 verbracht, sobald die zu Messung angelegte Klemme (nicht dargestellt) wieder entfernt wird.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel nach 1 wird erfindungsgemäß von außen ein Halteelement entlang der Achse S in das äußere Seelenende 4 eingesetzt oder eingeschraubt, nämlich in der Explosionsdarstellung schon in seiner dazu erforderlichen axialen S Ausrichtung erkennbar, als Halteelement alternativ nebeneinander gezeigt: der Einschraub-Adapter 20, die Flachkopfschraube 20' oder die Innensechskantschraube 20". Das Halteelement 20, 20', 20'' funktioniert als ein Anschlag für die Isolierung 10, sobald das Polelement 1 fertig montiert ist, bei üblicher Anordnung als oberer Anschlag.
Die Erfindung betrifft aber schon alleine die dargestellte Schiebeisolierung, vgl. 1 vertikal mittig und oben, zum Einsetzen oder Einschrauben in ein bekanntes Polelement, in das lediglich ein Innengewinde 7 einzubringen ist, um die erfindungsgemäße Schiebeisolierung verwenden zu können. Zu dieser Schiebeisolierung zählen die Isolierung 10 und das Halteelement 20, 20', 20''. Herkömmliche Polschrauben können dann dadurch nachgerüstet werden, dass beispielsweise ein Innengewinde 7 in das äußere Seelenende eingebracht wird. Die Schiebeisolierung benötigt dann nur das oben bereits beschriebene Halteelement 20, 20', 20" und die darauf mit Spiel geführte 18 Isolierung 10 als Schiebehülse.
Nach vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist/sind das Halteelement und/oder die Schiebehülse aus einem isolierenden Material gefertigt. Die Anschlagschraube ist, über ihre Isoliereigenschaften hinausgehend, bevorzugt aus einem zug- und torsionsfesten Material und die Schiebehülse aus einem kratz- und stoßfesten Material gefertigt. Das Material ist vorteilhaft säurebeständig und durchgefärbt. Beispielsweise bestehen das Halteeelement nach einer vorteilhaften Ausführungsform aus PVC und die Schiebehülse aus POM. Die Durchfärbbarkeit wird zur Verbesserung der Bedienungssicherheit genutzt: rote Schiebehülsen für einen Plus-Pol, blaue für einen Minus-Pol, gelbe für einen Mittenabgriff.
Bei bevorzugten Ausführungsformen weist das Halteelement 20, 20', 20" stirnseitig an einem Werkzeugangriffsende 22 mit einem Innenmehrkant als Werkzeugangriff und radial außen von dem Werkzeugangriffsende 22 beginnend zumindest über eine als Taille 16 in der Isolierung ausgeführten Führungsabschnitt 18 hinweg eine zylindrische Führungsfläche auf. Unterhalb der Taille umgreift die Isolierung das äußere Seelenende 4 mit einer Seelenaufnahme 14. Nach oben zum Werkzeugangriffsende 22 des Halteelements hin empfängt die Isolierung den im oberen Bereich des Halteelements ausgebildeten Anschlag mit einer Anschlagaufnahme 12.
Im Fall des in 1 mittig dargestellten Halteelements, nämlich dem Einschraub-Adapter 20, dringt dessen unterer Halbabschnitt mit einem Einschraubende 26 voran durch die Isolierung 10 mit mittiger Taille 16 hindurch in das äußere Seelenende 4 ein. Nach dem Einschrauben hält der Einschraub-Adapter 20 mit seinem oberen Halbabschnitt, der oben in dem Werkzeugangriffsende 22 mündet, die Isolierung 10 als ein Anschlag, weil der gesamte obere Halbabschnitt etwas dicker ausgebildet ist, als die Taille 16 schlank ist.
Die Isolierung 10 ist gemäß den dargestellten Ausführungsformen radial außen und auch in ihrer axialen Länge immer noch schlank und kurz genug gehalten, sodass eine isolierte Stecknuss die gesamte Schiebeisolierung übergreifend auf eine untere Außenkontur 9 des Polelements 1 aufsetzbar ist, um das Polelement 1 isoliert aus der Akkumulatorzelle herausdrehen zu können. Außerdem gibt es Standardverschlusskappen (nicht dargestellt), die auch bei erfindungsgemäßer Umrüstung noch weiterhin verwendet werden können.
Im Fall der links und rechts in 1 dargestellten Ausführungsformen Innensechskantschraube 20'' und Flachkopfschraube 20' bildet der jeweilige Kopf gleichsam den Anschlag und das Werkzeugangriffsende 22' 22" aus. Eine entsprechend ausgeformte Isolierung 10 hätte in dazu optimierten Ausführungsformen ggf. eine axial etwas längere Taille 16 mit mehr Führungslänge. Die 2, 3 und 4 zeigen solche optimierte Formen der Isolierung mit Maßangaben in mm.
Bezugszeichenliste

1: Polelement
2: inneres Seelenende
4: äußeres Seelenende
6: Seele
7: Innengewinde
8: Außengewinde
9: Außenkontur
10: Isolierung
12: Anschlagaufnahme
14: Seelenaufnahme
16: Taille
18: Führungsabschnitt
20: Einschraub-Adapter
20': Flachkopfschraube
20": Innensechskantschraube
22: Werkzeugangriffsende
24: Hals
24': Gewindeführung
24": Gewindeführung
26: Einschraubende
26': Einschraubende
26": Einschraubende
28: Feder
S: Achse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202005008982 U1 [0001]
DE 202005008982 [0003]
DE 102014106816 A1 [0004, 0005]

Claims

Polelement (1), insbesondere zur Befestigung eines Polverbinders an einer Akkumulatorzelle, mit einer Achse (S) entlang einer elektrisch leitenden Seele (6), die ein inneres Seelenende (2), das beispielsweise in die Akkumulatorzelle einzusetzen bestimmt ist, und ein äußeres Seelenende (4), das beispielsweise außerhalb der Akkumulatorzelle elektrisch leitend mit dem Polverbinder verbindbar ist, elektrisch leitend miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Seele (6) außerhalb der Akkumulatorzelle zumindest abschnittsweise von einer selbststätig reversibel bewegbaren oder einer selbststätig reversibel beweglichen Isolierung (10) umgeben ist, mittels welcher Bewegung oder Beweglichkeit die Seele (6) von außen zugänglich zu machen ist.
Polelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polelement (1) eine Polschraube ist und das äußere Seelenende (4) des Polelements (1) ein Polschraubenkopf, wobei der Polschraubenkopf zumindest teilweise von der Isolierung (10) umgeben ist.
Polelement (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung (10) 3.1 der Schwerkraft entgegen entlang der Achse (S) 3.2 und / oder entgegen der Kraft einer Feder um die Schraubenachse (S) bewegbar ist, um die Seele (6) für einen Messwerkzeugangriff freizugeben.
Polelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von außen in das äußere Seelenende (4) ein Halteelement eingesetzt oder eingeschraubt ist, insbesondere entlang der Achse (S), welches Halteelement als ein Anschlag für die Isolierung (10) funktioniert.
Polelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von außen direkt oder indirekt in das äußere Seelenende (4) ein Einschraub-Adapter (20), eine Flachkopfschraube (20') oder eine Innensechskantschraube (22") als Halteelement eingeschraubt ist, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform der Einschraubadapter (20) eine dem Seelenende (4) abgewandt nach außen offene Bananenbuchse aufweist.
Polelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung (10) nach dem Ausführen der selbststätig reversiblen Bewegung einen Spalt freigibt, durch den hindurch ein Kontaktmittel die Seele (6) erreichen kann, insbesondere eine Kontaktklemme um die Seele (6) anlegbar ist.
Polelement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Isolierung (10) kleiner ist als die entsprechende Angriffsdimension des Polelements (1), insbesondere kleiner als ein kleinster Durchmesser einer radial äußeren Polschraubenkontur.
Schiebeisolierung zum Einsetzen oder Einschrauben in ein Polelement einer Batterie oder eines Akkumulators, mit einer inneren Anschlagschraube als Halteelement und einer darauf mit Spiel geführten Isolierung (10), insbesondere ausgeführt als eine einzige Schiebehülse aus isolierendem Material.
Schiebeisolierung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Anschlagschraube als auch die Isolierung (10) aus einem isolierenden Material gefertigt sind, insbesondere die Anschlagschraube aus einem zug- und torsionsfesten Material und die Isolierung (10) aus einem kratz- und stoßfesten Material.
Schiebeisolierung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser der Isolierung (10) kleiner ist als die Angriffsdimension des Polelements.
Polelement (10) nach Anspruch 4 oder Schiebeisolierung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement oder die Anschlagschraube stirnseitig an einem Werkzeugangriffsende (22) einen Innenmehrkant und radial außen von dem Werkzeugangriffsende (22) beginnend zumindest über einen Führungsabschnitt (18) hinweg eine zylindrische Führungsfläche mit in Richtung der Achse (S) konstantem Außendurchmesser aufweist.