DE102021212680A1 - Anschlussbauteil für Batteriesensor oder Batteriepolklemme, Baugruppe mit Anschlussbauteilen und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Anschlussbauteil für Batteriesensor oder Batteriepolklemme, Baugruppe mit Anschlussbauteilen und Verfahren zu dessen Herstellung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Anschlussbauteil (10) für einen Batteriesensor oder eine Batteriepolklemme, wobei das Anschlussbauteil (10) einen Anschlussabschnitt (12) mit einer Anschlussstruktur (14) zur elektrischen Kontaktierung mit einem Kabel oder einem anderen Bauteil, und einen Verbindungsabschnitt (16) zur elektrischen und mechanischen Kontaktierung mit einem Bauteil (30) des Batteriesensors oder der Batteriepolklemme, aufweist, wobei der Verbindungsabschnitt (16) im Wesentlichen eben ausgebildet ist und an einer Oberseite (18) zumindest eine erste Erhebung (20) und an der Oberseite (18) entgegengesetzten Unterseite (24) zumindest eine zweite Erhebung (26) mit einer mittigen ersten Vertiefung (28) aufweist, wobei die Vertiefung (28) im Wesentlichen die Form der ersten Erhebung (20) abbildet.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Baugruppe mit einem solchen Anschlussbauteil sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Baugruppe.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Anschlussbauteil für einen Batteriesensor oder eine Batteriepolklemme, wobei das Anschlussbauteil einen Anschlussabschnitt mit einer Anschlussstruktur zur elektrischen Kontaktierung mit einem Kabel oder einem anderen Bauteil und einen Verbindungsabschnitt aufweist. Die Erfindung betriff des Weiteren eine Anschlussbaugruppe mit zwei Anschlussbauteilen und ein Verfahren zur Herstellung dieser Baugruppe.
  • Solche Anschlussbauteil werden beispielsweise bei Batteriesensoren oder Batteriepolklemmen verwendet, um einen Anschluss zu einem Bauteil des Batteriesensors herzustellen, beispielsweise einer Stromschiene oder einem Messwiderstandselement. Die einstückige Herstellung mit der Stromschiene oder dem Messwiderstandelement ist häufig nicht möglich, da diese aus verschiedenen Materialien bestehen. Zudem werden die Anschlussbauteile häufig aufwendig aus einer Kupferlegierung gestanzt und gebogen werden. Anschließend erfolgt eine galvanische Beschichtung.
  • Die Anschlussbauteile sollen einfach herstellbar sein und eine einfache und schnelle Verbindung mit den Bauteilen des Batteriesensors oder der Batteriepolklemme ermöglichen. Des Weiteren soll eine einfache Verarbeitung beziehungsweise Bearbeitung der Anschlussbauteile möglich ist. Die Galvanisierung erfolgt beispielsweise in einem nass-chemischen Prozess. Dieser Prozess soll eine gleichmäßige und vollständige Beschichtung der Anschlussbauteile mit einer gleichmäßigen Schichtdicke auf dem gesamten Bauteil sicherstellen. Bei den bisher verwendeten flachen bzw. ebenen Bauteilen besteht aber die Gefahr, dass diese während des Galvanisierungsprozesses flächig aufeinander aufliegen, wodurch eine gleichmäßige Beschichtung der Bauteile gefährdet ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein solches Anschlussbauteil bereitzustellen, dass eine einfache und zuverlässige Bearbeitung während der Herstellung und der Montage der Bauteile ermöglicht.
  • Zur Lösung der Aufgabe ist ein Anschlussbauteil für einen Batteriesensor oder eine Batteriepolklemme vorgesehen, das einen Anschlussabschnitt mit einer Anschlussstruktur zur elektrischen Kontaktierung mit einem Kabel oder einem anderen Bauteil und einen Verbindungsabschnitt zur elektrischen und mechanischen Kontaktierung mit einem Bauteil des Batteriesensors oder der Batteriepolklemme aufweist. Der Verbindungsabschnitt ist im Wesentlichen eben ausgebildet und weist an einer Oberseite zumindest eine erste Erhebung und an der Oberseite entgegengesetzten Unterseite zumindest eine zweite Erhebung mit einer mittigen Vertiefung auf, wobei die Vertiefung im Wesentlichen die Form der ersten Erhebung abbildet.
  • Die Erhebungen und Vertiefungen haben mehrere Vorteile. Zum einen verhindern die Erhebungen, dass die Anschlussbauteile während des Herstellungsprozesses, insbesondere während des Beschichtungsprozesses flächig aufeinander aufliegen, wodurch eine gleichmäßige Beschichtung der Anschlussbauteile sichergestellt ist. Des Weiteren sind die aus den Erhebungen und Vertiefungen bestehenden Geometrien an der Oberseite und an der Unterseite so ausgebildet, dass diese durch die dreidimensionale Form eine Versteifung für das Anschlussbauteil bilden. Darüber hinaus können, wenn das Bauteil, an dem das Anschlussbauteil befestigt werden soll, die gleiche oder eine ähnliche Struktur aufweist, die Erhebungen und Vertiefungen formschlüssig ineinander eingreifen, sodass eine einfache und schnelle Ausrichtung sowie ein einfaches und stabiles Verbinden mit dem Bauteil möglich ist. Insbesondere ist so die Aufnahme von Zugkräften möglich. Des Weiteren kann das Material eines Gehäuses, das anschließend, beispielsweise durch Spritzgießen, hergestellt wird, in die Erhebungen und Vertiefungen eingreifen, sodass zusätzlich eine formschlüssige Verbindung hergestellt ist.
  • Vorzugsweise liegen die zumindest eine erste Erhebung und die zumindest eine zweite Erhebung senkrecht zur Fläche des Verbindungsabschnitt übereinanderliegen, wobei die erste Erhebung über der Vertiefung der zweiten Erhebung liegt.
  • Des Weiteren kann an der Oberseite eine um die erste Erhebung umlaufende zweite Vertiefung vorgesehen ist, die im Wesentlichen die Form der zweiten Erhebung abbildet.
  • Die zumindest eine erste Erhebung und die zumindest eine zweite Erhebung können beispielsweise in einem Prägeverfahren oder Stanzverfahren hergestellt werden, wobei das verdrängte Material der ersten Vertiefung die erste Erhebung bildet und das verdrängte Material der zweiten Vertiefung die zweite Erhebung bildet. Dadurch ist sichergestellt, dass die Erhebungen und Vertiefungen übereinanderliegen. Zudem kommt es durch das Prägen bzw. Stanzen zu keiner Materialreduzierung, sodass eine ausreichende Stabilität des Anschlussbauteils sichergestellt ist, und zum anderen gewährleistet ist, dass eine gleichmäßige Stromverteilung über den gesamten Querschnitt des Anschlussbauteils möglich ist.
  • Beispielsweise sind die erste Erhebung und die erste Vertiefung kreisförmig ausgebildet sind und die zweite Erhebung und die zweite Vertiefung sind ringförmig ausgebildet.
  • Die Anzahl der ersten und zweitem Erhebungen kann beliebig variiert werden. Insbesondere können auch mehrere erste Erhebungen und zweite Erhebungen vorgesehen sein, wobei die Anzahl der ersten Erhebungen und der zweiten Erhebungen übereinstimmt. Insbesondere kann die Anzahl der ersten Erhebungen eines ersten Anschlussbauteils und die Anzahl der zweiten Erhebungen eines zweiten Anschlussbauteils übereinstimmen, sodass beim Verbinden der Anschlussbauteile jeweils eine erste Erhebung in eine erste Vertiefung bzw. eine zweite Erhebung in eine zweite Vertiefung eingreifen kann.
  • Vorzugsweise stimmen der Abstand und die Position der ersten Erhebungen und der zweiten Erhebungen zueinander überein, sodass diese bei einer Montage ineinander eingreifen können. Die Position der ersten Erhebungen und der zweiten Erhebungen kann insbesondere symmetrisch ausgebildet sein, beispielsweise um verschiedene Montagepositionen zu ermöglichen.
  • Zur Lösung der Aufgabe ist des Weiteren eine Baugruppe bestehend aus einem ersten vorstehend beschriebenen Anschlussbauteil und einem zweiten vorstehend beschriebenen Anschlussbauteil vorgesehen, wobei der Verbindungsabschnitt des ersten Anschlussbauteils mit der Unterseite auf der Oberseite des Verbindungsabschnitts des zweiten Anschlussbauteils aufliegt, wobei die erste Erhebung des zweiten Anschlussbauteils in die erste Vertiefung des ersten Anschlussbauteils und die zweite Vertiefung des zweiten Anschlussbauteils in die zweite Erhebung des ersten Anschlussbauteils ragt. Beispielsweise ist das zweite Anschlussteil an einer Batteriepolklemme oder einem Batteriesensor, insbesondere einem Widerstandselements eines Batteriesensors, vorgesehen.
  • Die Unterseite des ersten Anschlussbauteils ist vorzugsweise mit der Oberseite des zweiten Anschlussbauteils, insbesondere die erste Erhebung des zweiten Anschlussbauteils mit der ersten Vertiefung des ersten Anschlussbauteils und die zweite Vertiefung des zweiten Anschlussbauteils mit der zweiten Erhebung des ersten Anschlussbauteils, stoff-, form- und/oder kraftschlüssig verbunden.
  • Zur Lösung der Aufgabe ist des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung der vorstehend beschriebenen mit folgenden Schritten vorgesehen:
    • - Positionieren der Anschlussbauteile, so dass der Verbindungsabschnitt des ersten Anschlussbauteils mit der Unterseite auf der Oberseite des Verbindungsabschnitts des zweiten Anschlussbauteils aufliegt, wobei die erste Erhebung des zweiten Anschlussbauteils in die erste Vertiefung des ersten Anschlussbauteils und die zweite Vertiefung des zweiten Anschlussbauteils in die zweite Erhebung des ersten Anschlussbauteils ragt;
    • - Verbinden der Unterseite des ersten Anschlussbauteils mit der Oberseite des zweiten Anschlussbauteils, insbesondere der erste Erhebung des zweiten Anschlussbauteils mit der ersten Vertiefung des ersten Anschlussbauteils und der zweite Vertiefung des zweiten Anschlussbauteils mit der zweiten Erhebung des ersten Anschlussbauteils.
  • Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den nachfolgenden Zeichnungen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
    • 1 eine erste Ansicht eines erfindungsgemäßen Anschlussbauteils;
    • 2 eine zweite Ansicht eines erfindungsgemäßen Anschlussbauteils;
    • 3 eine Seitenansicht des Anschlussbauteils aus den 1 und 2;
    • 4 eine Baugruppe aus zwei Anschlussbauteilen aus den 1 bis 3.
  • In den 1 bis 3 ist ein Anschlussbauteil 10 für einen Batteriesensor oder eine Batteriepolklemme gezeigt. Das Anschlussbauteil 10 hat einen Anschlussabschnitt 12 mit einer Anschlussstruktur 14, die hier durch eine Aussparung für einen Bolzen gebildet ist, an dem ein Kabel befestigt werden kann. Des Weiteren hat das Anschlussbauteil 10 einen Verbindungsabschnitt 16, mit dem das Anschlussbauteil an einem Batteriesensor oder einer Batteriepolklemme befestigt werden kann. Beispielsweise weist der Batteriesensor ein Widerstandselement auf, das ebenfalls einen Verbindungsabschnitt aufweist. Die Verbindungsabschnitte können flächig aufeinandergelegt und miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Schweißen, Löten oder Verkleben.
  • Wie in den 1 bis 3 zu sehen ist, ist das Anschlussbauteil 10, insbesondere der Verbindungsabschnitt 16, eben ausgebildet, sodass der Verbindungsabschnitt 16 flächig auf einen mit diesem zu verbindenden Bauteil aufgelegt werden kann.
  • Üblicherweise werden diese Anschlussbauteil 10 vor der Montage beschichtet, um die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen. Beispielsweise erfolgt eine Galvanisierung, bei der die Anschlussbauteil 10 möglichst flächig und gleichmäßig beschichtet werden.
  • Wie insbesondere in den 1 und 3 zu sehen ist, weist der Verbindungsabschnitt an der Oberseite 18 eine erste Erhebung 20 auf, die in der hier gezeigten Ausführungsform kreisförmig ausgebildet ist. Auf der der Oberseite 18 entgegengesetzten Unterseite 24 ist eine erste Vertiefung 22 vorgesehen (siehe 2 und 3).
  • Auf der Unterseite 24 ist eine zweite Erhebung 26 vorgesehen, die ringförmig ausgebildet ist. Um die erste Erhebung 20 umlaufende ist eine zweite, hier ringförmig ausgebildete, Vertiefung 28 vorgesehen.
  • Die erste Vertiefung 22 auf der Unterseite 24 bildet im Wesentlichen die Form der ersten Erhebung 20 auf der Oberseite 18 ab. Die ringförmige zweite Vertiefung 28 bildet im Wesentlichen die Form der zweiten Erhebung 26 ab.
  • Wie insbesondere in 3 zu sehen ist, liegen die erste Erhebung 20 und die erste Vertiefung 22 bzw. die zweite Erhebung 22 und die zweite Vertiefung 28 senkrecht zur Ebene des Verbindungsabschnitt 16 übereinander:
    • Beispielsweise sind die Erhebungen 20, 26 und die Vertiefungen 22, 28 durch ein Prägeverfahren oder ein Stanzverfahren ausgebildet, wobei das verdrängte Material der ersten Vertiefung 22 die erste Erhebung 20 und das verdrängte Material der zweiten Vertiefung 28 die zweite Erhebung 26 bilden. Dadurch hat das Anschlussbauteil 10 über die gesamte Länge des Verbindungsabschnitt 16 keine Materialschwächung bzw. einen gleichbleibend hohen Querschnitt, sodass eine gleichmäßige Stromverteilung über den gesamten Verbindungsabschnitt sichergestellt ist. Durch die Prägungen entsteht zudem eine dreidimensionale Struktur, die die Stabilität des Verbindungsabschnitts erhöht.
  • Werden die Anschlussbauteile 10 aufeinandergelegt oder kommen aufeinander zum liegen, beispielsweise während des Galvanisierungsprozesses, werden die einzelnen Anschlussbauteil 10 durch die Erhebungen 20, 26 beanstandet voneinander gehalten, sodass diese nicht flächig aufeinander aufliegen können.
  • Dadurch ist sichergestellt, dass die gesamte Oberfläche der Anschlussbauteil 10 bei der Galvanisierung beschichtet wird.
  • Die Erhebungen 20, 26 und die Vertiefungen 22, 28 sind so ausgebildet, dass auch wenn eine Erhebung 20 in einer Vertiefung 28 anliegt, die Anschlussbauteil 10 voneinander beanstandet sind.
  • Das Anschlussbauteil 10 kann an einem anderen Verbindungsabschnitt 31 eines weiteren Bauteils 30 befestigt werden, der eine gleiche oder ähnliche Struktur aus Erhebungen 34, 40 und Vertiefungen 36, 42 auf der Oberseite 32 und der Unterseite 38 aufweist (4).
  • Das Anschlussbauteil 10 wird so am anderen Bauteil 30 positioniert, dass die zweite Erhebung 26 des Anschlussbauteils 10 in die zweite Vertiefung 40 des Bauteils 30 ragt und die erste Erhebung 34 des Bauteils 30 in die erste Vertiefung 22 des Anschlussbauteil 10 ragt. Dadurch erfolgt eine Zentrierung des Verbindungsabschnitts 16 und somit des Anschlussbauteils 10 am Bauteil 30. Des Weiteren wird in Längsrichtung des Verbindungsabschnitt 16 ein Formschluss gebildet, durch den später eine bessere Aufnahme von Zugkräften erfolgen kann.
  • Nach dem Positionieren des Anschlussbauteil 10 am Bauteil 30 werden die Verbindungsabschnitte 16, 31 miteinander verbunden, beispielsweise durch Schweißen, Löten oder Kleben.
  • Insbesondere kann vorab im Bereich der Erhebungen 20, 26, 34, 40 und/oder der Vertiefungen 22, 28, 36, 42 die Beschichtung entfernt werden, um eine bessere Verbindung zwischen den Verbindungsabschnitt 16, 29 zu gewährleisten.
  • Die kreisförmige bzw. ringförmige Ausbildung der Erhebungen 20, 26 und der Vertiefungen 22, 28 hat den Vorteil, dass eine Vorzentrierung am Verbindungsabschnitt 29 des Bauteils 30 erfolgt, aber bezüglich einer senkrecht zur Ebene des Verbindungsabschnitt 16 verlaufenden Achse eine Drehung und somit eine Ausrichtung des Verbindungsabschnitt 16 und somit des Anschlussbauteils 10 erfolgen kann.
  • Alternativ können die Erhebungen die Erhebungen 20, 26 und die Vertiefungen 22, 28 auch andere Formen aufweisen, beispielsweise länglich. Eine längliche Form würde auch zu einer Fixierung bezüglich einer senkrecht zur Ebene des Verbindungsabschnitt 16 verlaufenden Drehachse führen.
  • In der hier gezeigten Ausführungsform ist lediglich eine Struktur aus Erhebungen 20, 26 und Vertiefungen 22, 28 vorgesehen. Es können aber auch mehrere solcher Strukturen vorgesehen sein, die über den Verbindungsabschnitt verteilt angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform ist lediglich darauf zu achten, dass der Abstand und die Position der Strukturen an den beiden zu verbindenden Verbindungsabschnitt 16, 29 übereinstimmen, sodass die Strukturen jeweils ineinander eingreifen können. Dadurch kann ebenfalls eine Fixierung bezüglich der oben beschriebenen Drehachse erfolgen.

Claims (10)

  1. Anschlussbauteil (10) für einen Batteriesensor oder eine Batteriepolklemme, wobei das Anschlussbauteil (10) einen Anschlussabschnitt (12) mit einer Anschlussstruktur (14) zur elektrischen Kontaktierung mit einem Kabel oder einem anderen Bauteil, und einen Verbindungsabschnitt (16) zur elektrischen und mechanischen Kontaktierung mit einem Bauteil (30) des Batteriesensors oder der Batteriepolklemme, aufweist, wobei der Verbindungsabschnitt (16) im Wesentlichen eben ausgebildet ist und an einer Oberseite (18) zumindest eine erste Erhebung (20) und an der Oberseite (18) entgegengesetzten Unterseite (24) zumindest eine zweite Erhebung (26) mit einer mittigen ersten Vertiefung (28) aufweist, wobei die Vertiefung (28) im Wesentlichen die Form der ersten Erhebung (20) abbildet.
  2. Anschlussbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erhebung (20) und die zweite Erhebung (26) senkrecht zur Fläche des Verbindungsabschnitt (16) übereinander liegen, wobei die erste Erhebung (20) über der ersten Vertiefung (28) der zweiten Erhebung (26) liegt.
  3. Anschlussbauteil nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberseite (18) eine um die erste Erhebung (20) umlaufende zweite Vertiefung (22) vorgesehen ist, die im Wesentlichen die Form der zweiten Erhebung (26) abbildet.
  4. Anschlussbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erhebung (20) und die erste Vertiefung (28) kreisförmig ausgebildet sind und die zweite Erhebung (26) ringförmig ausgebildet ist.
  5. Anschlussbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der ersten Erhebungen (20) und der zweiten Erhebungen (26) übereinstimmt.
  6. Anschlussbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils der Abstand die Position der ersten Erhebungen (20) und der zweiten Erhebungen (26) zueinander übereinstimmt, wobei die Position der ersten Erhebungen (20) und der zweiten Erhebungen (26) insbesondere symmetrisches ausgebildet sein können.
  7. Anschlussbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine erste Erhebung (20) und die zumindest eine zweite Erhebung (26) in einem Prägeverfahren oder Stanzverfahren hergestellt ist, wobei das verdrängte Material der ersten Vertiefung (22) die erste Erhebung (20) bildet und das verdrängte Material der zweiten Vertiefung (28) die zweite Erhebung (26) bildet.
  8. Baugruppe bestehend aus einem ersten Anschlussbauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Anschlussbauteil (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (16) des ersten Anschlussbauteils (10) mit der Unterseite (24) auf der Oberseite (32) des Verbindungsabschnitts (29) des zweiten Anschlussbauteils (30) aufliegt, wobei die erste Erhebung (34) des zweiten Anschlussbauteils (30) in die erste Vertiefung (22) des ersten Anschlussbauteils (10) und die zweite Erhebung (26) des ersten Anschlussbauteils (10) in die zweite Vertiefung (42) des zweiten Anschlussbauteils (30) ragt.
  9. Baugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (24) des ersten Anschlussbauteils (10) mit der Oberseite (32) des zweiten Anschlussbauteils (30), insbesondere die erste Erhebung (34) des zweiten Anschlussbauteils (30) mit der ersten Vertiefung (22) des ersten Anschlussbauteils (zehn) und die zweite Vertiefung (42) des zweiten Anschlussbauteils (30) mit der zweiten Erhebung (26) des ersten Anschlussbauteils (10) stoff-, form und/oder kraftschlüssig verbunden ist.
  10. Verfahren zur Herstellung der Baugruppe nach einem der Ansprüche 8 und 9 mit folgenden Schritten: - Positionieren der Anschlussbauteile (10, 30), so dass der Verbindungsabschnitt (16) des ersten Anschlussbauteils (10) mit der Unterseite (24) auf der Oberseite (32) des Verbindungsabschnitts (29) des zweiten Anschlussbauteils (30) aufliegt, wobei die erste Erhebung (34) des zweiten Anschlussbauteils (30) in die erste Vertiefung (22) des ersten Anschlussbauteils (10) und die zweite Vertiefung (42) des zweiten Anschlussbauteils (30) in die zweite Erhebung (26) des ersten Anschlussbauteils (10) ragt; - Verbinden der Unterseite (24) des ersten Anschlussbauteils (10) mit der Oberseite (32) des zweiten Anschlussbauteils (30), insbesondere der erste Erhebung (34) des zweiten Anschlussbauteils (30) mit der ersten Vertiefung (22) des ersten Anschlussbauteils (10) und der zweite Vertiefung (42) des zweiten Anschlussbauteils (30) mit der zweiten Erhebung (26) des ersten Anschlussbauteils (10).
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