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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Klemmsystem mit einer Schraubverbindung zum Befestigen einer Batterie eines Fahrzeugs sowie ein Klemmleistenblech.
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Stand der Technik
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Zum Befestigen einer Batterie eines Fahrzeugs werden Kunststoffbauteile verwendet, die unter Verwendung von metallischen Schrauben zusammengeschraubt werden. Dabei ist eine Belastbarkeit von Gewinden in Kunststoffmaterial begrenzt, weswegen metallische Einsätze als Träger der Gewinde verwendet werden.
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Durch die Einsätze werden beim Anziehen der Schrauben teilweise sehr große Kräfte in das umgebende Kunststoffmaterial eingeleitet, wodurch das Kunststoffmaterial zu fließen beginnt, um den Kräften auszuweichen. Dauerhafte Verformungen der Kunststoffbauteile sind die Folge.
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DE 21 50 457 A betrifft eine Vorrichtung zur Halterung einer Batterie in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, die durch Halteglieder gebildet wird, welche mit an gegenüberliegenden Seiten der Batterie vorgesehenen Aufnahmeelementen zusammenwirken.
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US 2017 / 0 174 160 A1 offenbart einen Batterieträger umfassend ein Basiselement, ein Klemmelement und einen Bolzen. Das Basiselement weist an einem Abschnitt eine Vertiefung mit einer konkaven zylindrischen Form auf. Das Klemmelement umfasst einen Klemmabschnitt, der in einem Haltezustand mit einer oberen Oberfläche einer Rippe in Kontakt steht, einen Drehpunktabschnitt mit einer konvexen zylindrischen Oberfläche, die in Kontakt mit der Aussparung steht, und ein Bolzenloch, das an einem Abschnitt zwischen den Teilen vorgesehen ist. Das Basiselement und das Klemmelement sind so konfiguriert, dass sie durch Befestigen des Bolzens eine Klemmkraft erzeugen, mit der die Rippe zwischen dem Klemmabschnitt und der Platzierungsfläche geklemmt wird.
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US 2013 / 0 105 216 A1 beschreibt eine elektrische Anordnung, die eine Verdrahtungsvorrichtung und eine Einsetzklemme oder ein Befestigungselement umfasst, die vormontiert werden können, um eine schnelle Verbindung mit einem elektrischen Kasten, Schlammring oder einer anderen Stützstruktur mit einer Öffnung mit einer Abmessung zur Aufnahme des Klammerelements bereitzustellen.
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US 2009 / 0 087 279 A1 zeigt eine Schnellverbindungsvorrichtung mit einem Körper und einem ersten elastischen Finger. Der erste elastische Finger erstreckt sich von dem Körper an einem ersten Schwenkende und umfasst einen ersten Bolzeneingriffsabschnitt zum Eingreifen eines Gewindebolzens. Der erste elastische Finger übt eine seitliche Kraft in einer ersten Richtung quer zu einer Drehachse des Gewindebolzens aus, indem er sich dreht, wenn der Gewindebolzen gedreht wird. In einer anderen Ausführungsform umfasst die Schnellverbindungsvorrichtung einen zweiten elastischen Finger und bildet eine Öffnung, die so konfiguriert ist, dass der Gewindebolzen durch sie hindurchgeschoben werden kann. Der erste und der zweite elastische Finger klemmen den Gewindebolzen, wenn der Gewindebolzen gedreht wird.
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Beschreibung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel ein Klemmsystem zum Befestigen einer Batterie eines Fahrzeugs bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
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Es wird ein Klemmsystem mit einer Schraubverbindung zum Befestigen einer Batterie eines Fahrzeugs vorgestellt, wobei das Klemmsystem einen Batterieträger zum Aufnehmen der Batterie, zumindest eine Batterieklemmleiste zum Beklemmen eines Batterieflanschs der Batterie, zumindest eine Klemmleistenschraube und zumindest ein Klemmleistenblech umfasst, wobei zum Ausbilden der Schraubverbindung die Klemmleistenschraube durch die Batterieklemmleiste und den Batterieträger gesteckt wird und an dem Klemmleistenblech verschraubt wird.
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Die Batterieklemmleiste weist pro Klemmleistenschraube je einen Schraubensitz mit je einer Anlagefläche für einen Schraubenkopf der Klemmleistenschraube und je einem die Batterieklemmleiste durchdringenden Kanal für einen Schaft der Klemmleistenschraube auf, wobei in dem Kanal je eine Klemmleistenbuchse angeordnet ist.
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Weiterhin weist der Batterieträger pro Klemmleistenschraube je ein Durchgangsloch für den Schaft und pro Klemmleistenblech je eine Aufnahme auf, wobei die Aufnahme auf einer der Batterieklemmleiste gegenüberliegenden Seite des Batterieträgers angeordnet ist und das Durchgangsloch in die Aufnahme mündet.
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Das Klemmleistenblech weist zumindest einen Widerlagerbereich, einen Verschraubungsbereich mit einer Anschlagfläche für die Klemmleistenbuchse und zumindest einen zwischen dem Widerlagerbereich und dem Verschraubungsbereich angeordneten Federbereich auf, wobei der Widerlagerbereich an einem Widerlager der Aufnahme anliegt. Eine mit dem Verschraubungsbereich verbundene Seite des Federbereichs ist um zumindest einen Federweg des Federbereichs beabstandet zu der Aufnahme. Die Anschlagfläche ist durch den Federweg von der Klemmleistenbuchse beabstandet, wenn das Klemmleistenblech in entspanntem Zustand in der Aufnahme angeordnet ist, wobei der Federbereich beim Anziehen der Klemmleistenschraube um den Federweg elastisch in Richtung der Aufnahme verformt wird, bis die Klemmleistenbuchse zwischen der Anschlagfläche und dem Schraubenkopf eingespannt ist.
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Weiterhin wird ein Klemmleistenblech insbesondere zur Verwendung in einem Klemmsystem gemäß dem hier vorgestellten Ansatz vorgestellt, wobei das Klemmleistenblech aus einem durchgehenden Blech gestanzt ist und zumindest einen Widerlagerbereich, zumindest einen Federbereich und einen Verschraubungsbereich mit einer Anschlagfläche aufweist, wobei der Federbereich und der Verschraubungsbereich durch zumindest einen in das Blech geschnittenen Ausschnitt ausgebildet und von dem Widerlagerbereich freigestellt sind.
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Der Batterieträger und die Batterieklemmleiste können Kunststoffbauteile aus einem Kunststoffmaterial sein. Das Kunststoffmaterial kann beispielweise ein thermoplastisches Material sein. Die Klemmleistenschraube, das Klemmleistenblech und die Klemmleistenbuchse können metallische Bauteile, insbesondere aus Stahl sein. Die Batterie kann eine Starterbatterie eines Fahrzeugs sein.
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Das Klemmleistenblech kann ein Einlegeteil zum Einleiten einer Klemmkraft zum Klemmen der Batterie von der Klemmleistenschraube in den Batterieträger sein. Das Klemmleistenblech kann die Klemmkraft auf eine große Auflagefläche verteilen, um eine Flächenpressung der Auflagefläche unterhalb einer Fließgrenze des Kunststoffmaterials zu halten. Das Klemmleistenblech weist unterschiedliche funktionale getrennte Bereiche auf. Die Auflagefläche wird durch den Widerlagerbereich des Klemmleistenblechs beziehungsweise das Widerlager der Aufnahme bereitgestellt. Die Klemmleistenschraube wird im Verschraubungsbereich des Klemmleistenblechs in ein Gewinde geschraubt. Beim Einschrauben der Klemmleistenschraube wird eine freie Länge der Klemmleistenschraube verkürzt. Beim Erreichen eines Widerstands gegen die Verkürzung wird eine Schraubkraft aufgebaut.
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Bei dem hier vorgestellten Ansatz wird die Schraubkraft der Verschraubung zumindest teilweise von Klemmkräften des Klemmsystems getrennt. Dazu ist zwischen dem Verschraubungsbereich beziehungsweise dem damit gekoppelten Gewinde und dem Widerlagerbereich der Federbereich angeordnet. Der Federbereich überträgt bei Erreichen eines definierten Federwegs eine definierte Klemmkraft von dem Verschraubungsbereich auf den Widerlagerbereich. Der Federweg wird dabei durch eine Endposition des Verschraubungsbereichs begrenzt. Der Verschraubungsbereich kann im Wesentlichen nur so weit ausgelenkt werden, bis die Anschlagfläche an einem Gegenstück anliegt. Wird die Klemmleistenschraube nach dem Anschlagen der Anschlagfläche an sein Gegenstück weiter angezogen, wird die resultierende Schraubkraft über die Anschlagfläche abgestützt und nicht in den Batterieträger eingeleitet. Das Gegenstück wird hier durch die metallische Klemmleistenbuchse bereitgestellt, die zwischen dem Schraubenkopf der Klemmleistenschraube und der Anschlagfläche eingeklemmt wird und einen harten Schraubfall mit ausschließlich metallischen Komponenten im Kraftfluss sicherstellt.
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Die Aufnahme kann eine um das Durchgangsloch angeordnete Aussparung zum Bereitstellen zumindest eines Anteils des Federwegs aufweisen. Der Federbereich und der Verschraubungsbereich können im Bereich der Aussparung angeordnet sein. Die Aussparung kann in Richtung des Federwegs gegenüber dem Widerlager zurückversetzt sein. Die Aussparung kann auch eine Form des Federbereichs in ausgelenktem Zustand abbilden. Dadurch kann der Verschraubungsbereich beim Einschrauben der Klemmleistenschraube in Richtung des Durchgangslochs gezogen werden, ohne die Aufnahme zu berühren. Durch die Aufnahme kann das Klemmleistenblech einfach gestaltet sein.
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Der Federbereich kann in entspanntem Zustand um zumindest einen Anteil des Federwegs entgegen dem Federweg vorgeformt sein. Das Klemmleistenblech kann beim Herstellen des Weiteren gebogen beziehungsweise geprägt werden, um den Federbereich auszubilden. Beim Einschrauben der Klemmleistenschraube kann der Federbereich wieder in seinen Ausgangszustand oder darüber hinaus gezogen werden, um die Federkraft aufzubauen. Durch die Vorformung kann die Aufnahme einfach gestaltet sein.
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Der Federweg kann auch anteilig durch die Aussparung der Aufnahme und durch die Vorformung des Federbereichs bereitgestellt werden. Durch die Aufteilung kann ein erforderlicher Bauraum optimiert werden.
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Ein Gewinde zum Einschrauben der Klemmleistenschraube kann mit dem Verschraubungsbereich des Klemmleistenblechs fest verbunden sein. Das Gewinde kann in eine Gewindebohrung des Klemmleistenblechs geprägt oder geschnitten sein. Ebenso kann das Gewinde in einem Gewindeträger, angeordnet sein und der Gewindeträger mit dem Klemmleistenblech verbunden werden. Der Gewindeträger kann beispielsweise eine Mutter sein. Der Verschraubungsbereich kann ein Durchgangsloch für die Klemmleistenschraube aufweisen. Durch eine feste Verbindung des Gewindes mit dem Klemmleistenblech kann das Klemmsystem einfach montiert werden. Alternativ kann der Gewindeträger ein separates Bauteil sein und durch die Klemmleistenschraube gegen den Verschraubungsbereich gezogen werden.
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Die Anschlagfläche kann quer zu dem Gewinde angeordnet sein und ringförmig umlaufend um das Gewinde angeordnet sein. Die Anschlagfläche kann einen geringen Abstand zu der Klemmleistenschraube aufweisen. Die Anschlagfläche kann insbesondere konzentrisch zu dem Gewinde ausgerichtet sein. Durch die Ringform kann ein Kippmoment vermieden werden, da die Schraubkraft in einem Schwerpunkt der Anschlagfläche eingeleitet wird.
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Das Gewinde kann in einer in den Verschraubungsbereich geprägten Düse angeordnet sein. Die Anschlagfläche kann an einer Stirnfläche der Düse angeordnet sein. Das Durchgangsloch kann zumindest einen Durchmesser der Düse aufweisen. Die Düse kann durch den Batterieträger hindurch ragen und das Klemmleistenblech an dem Durchgangsloch ausrichten. Alternativ kann die Düse auf einer von der Aufnahme abgewandten Seite des Klemmleistenblechs angeordnet sein. Dann kann die Anschlagfläche in einer Ebene des Verschraubungsbereichs angeordnet sein. Dabei kann die Klemmleistenbuchse in das Durchgangsloch hineinragen. Eine Düse kann schnell und kostengünstig in das Klemmleistenblech geprägt werden. Durch die Düse wird eine Gewindelänge erreicht, die größer als eine Materialstärke des Klemmleistenblechs ist, um die Schraubkraft aufzunehmen.
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Der Widerlagerbereich kann quer zu einer Schraubrichtung der Klemmleistenschraube gekrümmt sein. Das Widerlager des Batterieträgers kann entsprechend dem Widerlagerbereich gekrümmt sein. Durch den gekrümmten Widerlagerbereich kann auch der Federbereich gekrümmt sein, wodurch ein Biegewiderstand des Federbereichs vergrößert werden kann. Die Krümmung kann bogenförmig sein und das Durchgangsloch kann ein Langloch sein. Dadurch kann das Klemmleistenblech zumindest in entspanntem Zustand in der Aufnahme winkelbeweglich sein. So kann das Klemmsystem seitlich geschwenkt werden, ohne die Klemmleistenschraube von dem Klemmleistenblech zu trennen.
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Das Klemmleistenblech kann mehrteilig ausgeführt sein. Zumindest der Widerlagerbereich und der Verschraubungsbereich können getrennte Bauteile sein. Die verschiedenen Bauteile können aus unterschiedlichen Materialien sein. Beispielsweise kann der Widerlagerbereich aus einem Kunststoffmaterial sein, während der Federbereich und der Verschraubungsbereich aus Metall sind. Der Federbereich und der Verschraubungsbereich können einteilig zusammenhängen.
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Das Klemmleistenblech kann zumindest zwei symmetrisch zu dem Verschraubungsbereich angeordnete Federbereiche aufweisen. Die Federbereiche können gegenüberliegend angeordnet sein. Dadurch kann eine symmetrische Einleitung der Federkraft in den Widerlagerbereich erreicht werden. Einseitige Kraftspitzen können vermieden werden.
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Figurenliste
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Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1a und 1b Schnittdarstellungen eines entspannten Klemmsystems für eine Batterie eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine Schnittdarstellung eines verschraubten Klemmsystems für eine Batterie eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 3 eine Darstellung eines Klemmleistenblechs mit asymmetrisch angeordnetem Federbereich gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 4 eine Darstellung eines Klemmleistenblechs mit symmetrisch angeordneten Federbereichen gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 5 eine Darstellung eines mehrteiligen Klemmleistenblechs gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Durch den hier vorgestellten Ansatz kann eine Optimierung des Schraubfalls der Klemmeinheit beziehungsweise eine Klemmkraftbegrenzung bei der Klemmung von Starterbatterien auf Batterieträger erreicht werden.
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Beim Anziehen der Klemmleistenschraube wird das Klemmleistenblech in Schraubenachsrichtung bewegt. Der Abstand zwischen Klemmleiste und Klemmleistenblech wird verringert und dadurch der Batterieflansch geklemmt. Der gesamte Vorgang endet mit Erreichen des geforderten Anzugsmoments für die Klemmleistenschraube. Bei einem Anziehdrehmoment von 23Nm ergibt sich eine Vorspannkraft in der Schraubverbindung M8 von ca. 17.000N. Dies passiert bisher oft vor Erreichen eines harten Schraubfalls. Bisher wird ein Abstand bzw. Spalt zwischen der Klemmleistenbuchse und der Oberkante der Gewindedüse des Klemmblechs beim Erreichen des Nennanziehdrehmoments nicht geschlossen und es ist immer noch ein Spalt zwischen der Klemmleistenbuchse und der Oberkante der Gewindedüse vorhanden. Die Klemmleistenbuchse und das Klemmleistenblech haben keinen Kontakt. Dabei wird die Schraubenvorspannkraft größtenteils durch die Deformation der Kunststoffkomponenten Batterietasse beziehungsweise Batterieträger und Klemmleiste aufgebaut, was zu einem weichen Schraubfall führt. Dies führt zu sehr großen Beanspruchungen der Kunststoffbauteile und einem dementsprechenden Kriech- und Setzverhalten.
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Bei dem hier vorgestellten Ansatz wird ein definierter beziehungsweise harter Schraubfall beim Anziehen der Klemmleistenschraube erzielt. Das resultiert in einer Klemmkraftbegrenzung und der Vermeidung von Überbelastungen der Kunststoffteile. Die Klemmkraft, die auf den Batterieflansch wirkt, wird vorzugsweise durch elastische Materialien erzeugt.
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Detaillierte Beschreibung
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Zum leichteren Verständnis werden in der folgenden Beschreibung die Bezugszeichen zu den 1-5 als Referenz beibehalten.
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Die 1a und 1b zeigen Schnittdarstellungen eines entspannten Klemmsystems 100 für eine Batterie 102 eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Klemmsystem 100 besteht aus einem Batterieträger 104, auf dessen Oberseite die Batterie 102 angeordnet ist und einer Batterieklemmleiste 106, die unter Verwendung einer Verschraubung einer Klemmleistenschraube 108 mit einem Klemmleistenblech 110 miteinander verbunden sind. In 1a ist eine Schnittdarstellung quer zu der Batterieklemmleiste 106 dargestellt. In 1b ist eine Schnittdarstellung längs der Batterieklemmleiste 106 dargestellt.
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Die Klemmleistenschraube 108 ist hier nur soweit angezogen, dass alle Teile der Verschraubung in entspanntem Zustand aneinander anliegen. Das Klemmleistenblech 110 und die Klemmleistenschraube 108 sind aus einem Metallmaterial, insbesondere aus Stahl. Der Batterieträger 104, die Batterieklemmleiste 106 und ein Gehäuse der Batterie 102 sind aus einem Kunststoffmaterial, beispielsweise aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial. Das Kunststoffmaterial neigt unter dauerhaft hoher Belastung zum Fließen. Daher sind genügend große Kontaktflächen zu der Klemmleistenschraube 108 und dem Klemmleistenblech 110 erforderlich, um Schraubkräfte der Verschraubung in das Kunststoffmaterial einzuleiten.
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Zum Bereitstellen der Kontaktfläche ist die Klemmleistenschraube 108 in einem Schraubensitz 112 der Batterieklemmleiste 106 angeordnet. Der Schraubensitz 112 weist eine Anlagefläche 114 für einen Schraubenkopf 116 der Klemmleistenschraube 108 und einen Kanal 118 für einen Schaft 120 der Klemmleistenschraube 108 auf. In dem Kanal 118 ist eine Klemmleistenbuchse 122 aus Metallmaterial angeordnet, um die Schraubkräfte aufzunehmen.
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Das Klemmleistenblech 110 ist in einer Aufnahme 124 des Batterieträgers 104 angeordnet. Das Klemmleistenblech 110 wird durch seitliche Rastelemente in der Aufnahme 124 gehalten. Die Aufnahme 124 ist auf einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite des Batterieträgers 104 angeordnet. Von der Oberseite zur Unterseite verläuft ein Durchgangsloch 126 durch den Batterieträger 104 und mündet in der Aufnahme 124. Die Klemmleistenschraube 108 ist durch das Durchgangsloch 126 gesteckt und in ein Gewinde 128 eines Verschraubungsbereichs 130 des Klemmleistenblechs 110 eingeschraubt. Das Gewinde 128 ist hier in einer in das Klemmleistenblech 110 geprägten Düse 132 des Verschraubungsbereichs 130 angeordnet. Das Gewinde 128 kann auch in einer Gewindemutter ausgebildet sein. Die Düse 132 ist eine näherungsweise zylindrische Ausstülpung des Verschraubungsbereichs 130 und ist in dem Durchgangsloch 126 des Batterieträgers 104 angeordnet. Das Durchgangsloch 126 weist eine größere lichte Weite auf, als einen Außendurchmesser der Düse 132. Das Durchgangsloch 126 ist hier ein Langloch. Auf einer vom Klemmleistenblech 110 abgewandten Seite weist die Düse 132 eine Anschlagfläche 134 auf. Die Anschlagfläche 134 weist in dem hier dargestellten entspannten Zustand des Klemmleistenblechs 110 einen Abstand zu der die Klemmleistenschraube 108 umgebenden Klemmleistenbuchse 122 auf.
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Das Klemmleistenblech 110 weist neben dem Verschraubungsbereich 130 einen Widerlagerbereich 136 auf, in dem das Klemmleistenblech 110 an einem Widerlager 138 der Aufnahme 124 anliegt. Der Widerlagerbereich 136 ist hier entsprechend dem Widerlager 138 bogenförmig gekrümmt. Dadurch ist das Klemmleistenblech 110 winkelbeweglich in der Aufnahme 124 angeordnet. Die Düse 132 ist in dem Langloch beweglich.
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Zwischen dem Widerlagerbereich 136 und dem Verschraubungsbereich 130 weist das Klemmleistenblech 110 einen elastischen Federbereich 140 auf. Der Federbereich 140 verbindet den Verschraubungsbereich 130 und den Widerlagerbereich 136 miteinander. Eine Geometrie des Federbereichs 140, wie eine Länge des Federbereichs 140, eine Breite des Federbereichs 140 und eine Dicke des Federbereichs 140 sowie eine Form einer Biegelinie des Federbereichs 140 bestimmt in Zusammenhang mit einem E-Modul eines Materials des Federbereichs 140 eine Federkonstante des Federbereichs 140. Der Federbereich 140 liegt nicht an der Aufnahme 124 an. Dazu weist die Aufnahme 124 hier eine Aussparung 142 auf, die zumindest so tief ist, wie der entspannte Abstand zwischen der Anschlagfläche 134 und der Klemmleistenbuchse 122. Der Abstand entspricht damit einem Federweg des Federbereichs 140. Der Federweg und die Federkonstante definieren eine Klemmkraft, mit der die Batterieklemmleiste 106 maximal in Richtung des Batterieträgers 104 gezogen wird.
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Der Federbereich 140 und der Verschraubungsbereich 130 sind hier durch einen Ausschnitt 144 aus dem Klemmleistenblech 110 ausgeschnitten und von dem Widerlagerbereich 136 freigestellt. Eine Form des Ausschnitts 144 bestimmt, ob der Federbereich 140 als Biegefeder oder Torsionsfeder ausgebildet ist. Mit anderen Worten erzielt der Freischnitt im Blech eine federnde Anbindung der Gewindemutter.
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Dabei wird eine federnde, d.h. reversible Laschenverformung, sichergestellt. Die erreichbare Auslenkungskraft ist gleich einer Vorspannkraft in der Schraube und ist abhängig von der Struktur und den Abmessungen des Biegebereichs. Eine Klemmkraft der Schraubverbindung ist durch die Geometrie bzw. Scharniergeometrie der federnden Zunge einstellbar. Hier schließt sich der Spalt bei ca. 8kN. Oberhalb von 8kN resultiert der harte Schraubfall.
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2 zeigt eine Schnittdarstellung eines verschraubten Klemmsystems 100 für eine Batterie eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Darstellung entspricht dabei im Wesentlichen der Darstellung in 1b. Im Gegensatz dazu ist die Klemmleistenschraube 108 hier zumindest so fest angezogen, dass der Federbereich 140 elastisch um einen Federweg 200 in die Aussparung 142 hinein verformt ist und die Anschlagfläche 134 des Verschraubungsbereichs 130 an der Klemmleistenbuchse 122 anliegt. Dadurch ist hier ein harter Schraubfall erreicht, bei dem die Schraubkräfte der Verschraubung nur in Metallbauteile eingeleitet werden. Eine Kraft, mit der die Batterieklemmleiste 106 auf den Batterieträger 104 gezogen wird, ist durch die elastische Verformung des Federbereichs 140 bestimmt und damit unabhängig von der Schraubkraft.
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3 zeigt eine Darstellung eines Klemmleistenblechs 110 mit asymmetrisch angeordnetem Federbereich 140 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Klemmleistenblech 110 entspricht dabei im Wesentlichen den vorangegangenen Darstellungen. Das Klemmleistenblech 110 ist aus einem durchgehenden Stück Metallblech durch einen Stanzbiegeprozess oder einen alternativen Schneidprozess herausgearbeitet. Das Klemmleistenblech 110 weist eine rechteckige Grundform mit abgeschrägten Ecken auf. Der Verschraubungsbereich 130 mit dem Gewinde 128 ist rund und in einem Schwerpunkt des Klemmleistenblechs 110 angeordnet. Ein Streifen des Metallblechs bildet den Federbereich 140 aus und verbindet den Verschraubungsbereich 130 mit dem Widerlagerbereich 136. Der Federbereich 140 ist hier in einer Längsrichtung des Klemmleistenblechs ausgerichtet. Der Ausschnitt 144 verläuft entlang einer Seite des Federbereichs 140 geradlinig, um den Verschraubungsbereich 130 herum bogenförmig und entlang der anderen Seite des Federbereichs 140 wieder geradlinig.
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Bei dem hier dargestellten Klemmleistenblech kommt es zu einer geringen plastischen Dehnung im Wurzelbereich der Gewindedüse aufgrund der Zwangsführung durch die Schraube. Die Düse würde normalerweise eine leichte Rotation um den Biegebereich der Zunge machen. Dies ist jedoch festigkeitsmäßig unkritisch. Weiterhin kommt es nur zu einer sehr geringen plastischen Dehnung im Biegebereich der federnden Zunge. Auch dort sind keine bleibenden Verformungen zu erwarten.
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Bei dem hier vorgestellten Klemmungssystem wird ein definierter harter Schraubfall erreicht. Die erzielbare Klemmkraft ist einstellbar. Selbst bei einem Fehlgebrauch bleibt die Klemmkraft gleich, die Kunststoffbauteile können nicht beschädigt werden.
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Das Klemmleistenblech ist wegen der elastischen Eigenschaften vorzugsweise aus einem geeigneten Stahlblech. Wenn sich das Gewinde in einer Düse befindet ist das Bauteil einteilig. Der Freischnitt ist hier einseitig dargestellt, um eine federnde Lasche zu erzielen.
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4 zeigt eine Darstellung eines Klemmleistenblechs 110 mit symmetrisch angeordneten Federbereichen 140 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Klemmleistenblech 110 entspricht dabei im Wesentlichen dem Klemmleistenblech in 3. Zusätzlich dazu weist das Klemmleistenblech 110 hier einen weiteren Federbereich 140 auf. Der weitere Federbereich 140 ist dem Federbereich 140 diametral gegenüberliegend angeordnet, so dass das Klemmleistenblech 110 symmetrisch ist. Die Federbereiche 140 und der Verschraubungsbereich 130 sind durch zwei, zu einer Längsachse des Klemmleistenblechs 110 spiegelbildlich angeordnete Ausschnitte 144 aus dem Widerlagerbereich 136 freigestellt.
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5 zeigt eine Darstellung eines mehrteiligen Klemmleistenblechs 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Klemmleistenblech 110 weist ein Widerlagerbauteil 500 und ein Feder/Verschraubungsbauteil 502 auf. Das Widerlagerbauteil 500 bildet den Widerlagerbereich 136 aus und weist einen mittigen Ausschnitt 144 auf, der vollständig durch das Feder/Verschraubungsbauteil 502 bedeckt ist. Das Feder/Verschraubungsbauteil 502 überlappt also das Widerlagerbauteil 500 zumindest bereichsweise. Das Feder/Verschraubungsbauteil 502 vereint den Verschraubungsbereich 130 und den Federbereich 140 in einem Bauteil. Der Verschraubungsbereich 130 ist mittig im Federbereich 140 angeordnet. Der Verschraubungsbereich 130 weist hier eine mittig angeschweißte Mutter 504 für das Gewinde 128 auf. Das Feder/Verschraubungsbauteil 502 ist an zwei Seitenkanten des Ausschnitts 144 mit dem Widerlagerbauteil 500 verbunden. Das Feder/Verschraubungsbauteil 502 ist gegenüber dem Widerlagerbauteil 500 zurückversetzt angeordnet, um zumindest einen Anteil des Federwegs für den Federbereich 140 bereitzustellen.
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Das Klemmblech kann auch zweiteilig sein. Beispielsweise kann der Grundkorpus aus einfachem Stahlblech bestehen, auf dem dann eine hochelastisch verformungsfähige Platte mit einem Gewindeeinsatz (z.B. Nietmutter, Schweißmutter) durch Schweißen oder Toxen mit dem Korpus verbunden wird.
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In einem Ausführungsbeispiel ist das Widerlagerbauteil 500 aus einem Kunststoffmaterial gefertigt, während das Feder/Verschraubungsbauteil 502 aus Metallmaterial hergestellt ist. Das Widerlagerbauteil 500 kann so kostengünstig hergestellt werden, während das Feder/Verschraubungsbauteil 502 die guten Federeigenschaften des Metallmaterials aufweist.
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Da es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind die mechanischen Anordnungen und die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander lediglich beispielhaft.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Klemmsystem
- 102
- Batterie
- 104
- Batterieträger
- 106
- Batterieklemmleiste
- 108
- Klemmleistenschraube
- 110
- Klemmleistenblech
- 112
- Schraubensitz
- 114
- Anlagefläche
- 116
- Schraubenkopf
- 118
- Kanal
- 120
- Schaft
- 122
- Klemmleistenbuchse
- 124
- Aufnahme
- 126
- Durchgangsloch
- 128
- Gewinde
- 130
- Verschraubungsbereich
- 132
- Düse
- 134
- Anschlagfläche
- 136
- Widerlagerbereich
- 138
- Widerlager
- 140
- Federbereich
- 142
- Aussparung
- 144
- Ausschnitt
- 200
- Federweg
- 500
- Widerlagerbauteil
- 502
- Feder/Verschraubungsbauteil
- 504
- Mutter
