DE19846196A1

DE19846196A1 - Verbinder für eine Fahrzeug-Batterie

Info

Publication number: DE19846196A1
Application number: DE19846196A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Wiemers
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1998-10-07
Filing date: 1998-10-07
Publication date: 2000-04-13

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verbinder für das Verbinden von mindestens einem Abgangskabel (7) mit einem ersten bzw. einem zweiten Pol einer Fahrzeug-Batterie, wobei der erste und der zweite Pol jeweils als Polstift (1) auf der Fahrzeug-Batterie herausgeführt ist. Als eine kompakt aufgebaute, einfach zu montierende und zuverlässige Verbindung des mindestens einen Stromkreises in einem Fahrzeug mit der Fahrzeug-Batterie wird eine Polklemme zum Verbinden einer Stromschiene (6) mit einem Polstift (1), die einen Endabschnitt (4) mit einer Durchführungsöffnung (5) für die Aufnahme des Polstiftes (1), einen federnden Mittelabschnitt (3), der im wesentlichen senkrecht zu dem Endabschnitt (4) angeordnet ist, und eine Kontaktschiene (2), die in einem vorgegebenen Winkel zu dem Mittelabschnitt angeordnet ist und deren Länge kleiner als die Länge des Mittelabschnitts ist, umfaßt, wobei der Mittelabschnitt (3) derart gebogen ist, daß in entspannter Stellung der Polklemme die Kontaktschiene (2) und die Durchführungsöffnung (5) in dem Endabschnitt sich teilweise überlappen und in gespannter Stellung der Polklemme der Polstift (1) durch den Endabschnitt (4) gegen den Rand der Durchführungsöffnung (5) gedrückt wird, wobei der Endabschnitt (4) mit der Stromschiene (6) verbunden ist, an die das mindestens eine Abgangskabel (7) anschließbar ist, vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbinder für das Verbinden von mindestens einem Abgangskabel mit einem ersten bzw. einem zweiten Pol einer Fahrzeug-Batterie, wobei der erste und der zweite Pol jeweils als Polstift aus der Fahrzeug-Batterie herausgeführt ist.

Im Stand der Technik werden Batterien mit mehr oder weniger großer Energiekapazität als Stromversorgung vor allem bei Kraftfahrzeugen als Autobatterien eingesetzt. Überschüssige Energie von dem Verbrennungsmotor im Fahrzeug wird in der Batterie zwischengespeichert, um später für elektrische Verbraucher im Fahrzeug zur Verfügung zu stehen. Die Verbindung der Stromkreise im Fahrzeug mit der Batterie muß bei der Herstellung schnell und unkompliziert herzustellen und bei einem Austausch der Batterie auch schnell und unkompliziert zu lösen sein. Außerdem muß die Verbindung sicher sein, d. h. die Verbindung eines der Stromkreise eines Fahrzeugs mit der Versorgung im Betrieb des Fahrzeugs darf nicht zeitweise unterbrochen werden, so daß Funken entstehen, wenn sich die Leiter wieder einander nähern. Insbesondere, wenn das Fahrzeug in einen Unfall verwickelt ist, bei dem u. U. Treibstoff ausläuft, könnte es dadurch zu einer Verpuffungs- oder Explosionsgefahr kommen.

Heute übliche Verbindungen der Stromkreise in einem Fahrzeug mit der Batterie des Fahrzeugs sind an der Batterie verschraubt. D.h. die Verbindungen umfassen mindestens einen ersten Teil, der ein Außengewinde umfaßt, und mindestens einen zweiten Teil, der ein Innengewinde umfaßt. Eine solche Anschlußklemme für Batterie oder Akkumulator ist z. B. aus DE 42 26 563 bekannt. Bei der Anschlußklemme der genannten Art wird der Batteriepol formschlüssig von zwei Klemmbacken umgeben, die durch das Festziehen einer Schraube gegen den Batteriepol gedrückt werden.

Bei der Anschlußklemme mit zwei Klemmbacken, die durch eine Verschraubung befestigt werden, besteht jedoch der Nachteil, daß die Montage sehr zeitaufwendig und damit kostenintensiv ist. Da außerdem an die Anschlußklemme weitere Abgangskabel angeschlossen, d. h. verschraubt werden müssen, sind bei der Montage des Fahrzeugs mehrere Arbeitsgänge erforderlich.

Daneben ist aus DE 27 60 179 eine schraubenlose Anschlußklemme bekannt, bei der eine Klemmkante einen zwischen Klemmkante und einer Stromschiene eingeführten elektrischen Leiter gegen die Stromschiene festklemmt, wobei die Klemmkante der Klemmfeder gegen eine aus der Stromschiene ausgeformte, quer zur Leitereinführungsrichtung sich erstreckende Wölbung gerichtet ist.

Die schraubenlose Anschlußklemme nach dem genannten Stand der Technik hat jedoch den Nachteil, daß sie nur für elastische elektrische Leiter geeignet ist und eine Anwendung auf das Verbinden von zwei massiven, steifen elektrischen Leitern miteinander nicht ohne weiteres möglich ist. Außerdem läßt ihr Aufbau nur die Verbindung zweier im wesentlichen kollinear angeordneter Leiter zu, d. h. das festgeklemmte Kabel und die Stromschiene müssen eine im wesentlichen gerade Linie bilden, eine Winkelverbindung zweier starrer Leiter ist in kompakter Bauweise mit diesem Stand der Technik nicht möglich.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbindung zwischen einer Fahrzeug-Bat terie und dem wenigstens einen Stromkreis in dem Fahrzeug zu schaffen, die kompakt aufgebaut ist, die einfach zu montieren ist und die eine zuverlässige Verbindung des mindestens einen Stromkreises in einem Fahrzeug mit der Fahrzeug-Batterie sicherstellt.

Diese Aufgabe wird durch einen Verbinder mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verbinders sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung beruht darauf, die Verbindung zwischen Batterie und den einzelnen Stromkreisen in einem Fahrzeug steckbar zu gestalten, d. h. eine durch Federkraft gehaltene Steckklemme als Verbinder zwischen der Batterie und den Stromleitern für die Stromkreise vorzusehen. Die durch Federkraft gehaltene Steckklemme ist einfach und schnell zu montieren und kann aufgrund ihrer Federwirkung auch bei durch Schwingungen im Fahrzeug oder durch Zugbelastung erzwungenen kleineren Bewegungen des Stromleiters mit einer nahezu konstanten Kraft die mechanische Verbindung und damit den elektrischen Kontakt zwischen Batterie und den Kabeln zu den Stromkreisen des Fahrzeugs aufrechterhalten.

Der erfindungsgemäße Verbinder für das Verbinden von mehreren Abgangskabeln mit einem ersten bzw. einem zweiten Pol einer Fahrzeug-Batterie, wobei der erste und der zweite Pol jeweils als Polstift aus der Fahrzeug-Batterie herausgeführt ist, ist gekennzeichnet durch eine Polklemme zum Verbinden einer Stromschiene mit einem Polstift, die einen Endabschnitt mit einer Durchführungsöffnung für die Aufnahme des Polstiftes, einen federnden Mittelabschnitt, der im wesentlichen senkrecht zu dem Endabschnitt angeordnet ist, und eine Kontaktschiene, die in einem vorgegebenen Winkel zu dem Mittelabschnitt angeordnet ist und deren Länge kleiner als die Länge des Mittelabschnitts ist, umfaßt, wobei der Mittelabschnitt derart gebogen ist, daß in entspannter Stellung der Polklemme die Kontaktschiene und die Durchführungsöffnung in dem Endabschnitt sich teilweise überlappen und in gespannter Stellung der Polklemme der Polstift durch den Endabschnitt gegen den Rand der Durchführungsöffnung gedrückt wird, wobei der Endabschnitt mit der Stromschiene verbunden ist, an die das mindestens eine Abgangskabel anschließbar ist.

Um den Einbau des erfindungsgemäßen Verbinders zu vereinfachen und die korrekte Montage des Verbinders sicherer zu machen, wird der Verbinder vorzugsweise mit einem Polklemmengehäuse für die Polklemme mit einer ersten Öffnung für den Kontakt zwischen der Kontaktschiene und dem Polstift und einer zweiten Öffnung für den Endabschnitt versehen, wobei das Polklemmengehäuse einen Schacht, der parallel zu dem Mittelabschnitt der Polklemme und zu dem Polstift angeordnet ist und den Mittelabschnitt der Polklemme wenigstens teilweise in der Nähe des Endabschnittes aufnimmt, und eine Schachtöffnung an einer Seite des Polklemmengehäuses aufweist, so daß zum Lösen des Verbinders von dem Polstift durch Einführen eines flachen Gegenstandes in den Schacht durch die Schachtöffnung der Mittelabschnitt der Polklemme in Richtung zum Polstift gedrückt wird.

An die Stromschiene ist das mindestens eine Abgangskabel vorzugsweise über weitere Klemmvorrichtungen anschließbar, so daß die gesamte Verbindung der Stromleiter von den einzelnen Strom kreisen in dem Fahrzeug über Klemmverbindungen hergestellt werden kann und die gestellte Aufgabe in sehr vorteilhafter Art und Weise gelöst wird. Dazu umfaßt der erfindungsgemäße Verbinder vorzugsweise mindestens eine Kabelklemme zum Verbinden des mindestens einen Abgangskabels mit der Stromschiene, die einen Kabelklemmabschnitt mit einer Kabeldurchführungsöffnung für die Aufnahme des Abgangskabels, einen Federabschnitt, der im wesentlichen senkrecht zu dem Kabelklemmabschnitt angeordnet ist, und einen Kontaktabschnitt, der in einem vorgegebenen Winkel zu dem Federabschnitt angeordnet ist und dessen Länge kleiner als die Länge des Federabschnitts ist, umfaßt, wobei der Federabschnitt derart gebogen ist, daß in entspannter Stellung der Kabelklemme der Kontaktabschnitt und die Kabeldurchführungsöffnung in dem Kabelklemmabschnitt sich teilweise überlappen und in gespannter Stellung der Kabelklemme das Abgangskabel durch den Kabelklemmabschnitt gegen den Rand der Kabeldurchführungsöffnung gedrückt wird.

In weiteren bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist jede Kabelklemme jeweils mit einer elektrischen Sicherung versehen. Ferner wird insbesondere die Dicke des Endabschnittes der Polklemme so gewählt, daß er in eine Nut in dem Polstift der Batterie einrastet.

Neben der vorteilhaften Lösung der Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, verursacht der erfindungsgemäße Verbinder aufgrund seiner sehr einfachen Bauform bei der Herstellung des Verbinders nur geringe Kosten, die unterhalb der Kosten für Verbindungen nach dem Stand der Technik liegen. Insbesondere werden an die Fertigungstoleranzen des Verbinders keine hohen Anforderungen gestellt: das einzige Maß, das eingehalten werden muß, ist die Größe der Durchführungsöffnung für den Polstift, so daß dadurch die Herstellungskosten gegenüber Verbindungsvorrichtungen nach dem Stand der Technik weit abgesenkt werden können. Der Verbinder ist außerdem im Vergleich zu einer Schraubverbindung nach dem Stand der Technik sehr leicht und trägt damit zur Gewichtseinsparung bei dem fertiggestellten Fahrzeug bei. Der Einbau des erfindungsgemäßen Verbinders in ein Fahrzeug ist in die momentan angewendeten Fertigungsprozesse bei der Fahrzeugherstellung ohne weiteres integrierbar, d. h. es ist keine Anpassung von Werkzeug o. dgl. notwendig. Der Platzbedarf des erfindungsgemäßen Verbinders ist äußerst gering, so daß die Lagerhaltung des erfindungsgemäßen Verbinders bei der Fahrzeugherstellung keine Probleme aufwirft. Der erfindungsgemäße Verbinder ist wartungsfrei und anwendbar bei allen gängigen PKW-Typen und allen gängigen Batterietypen. Die Klemmkraft des Verbinders läßt sich durch geeignete Wahl des Materials des Verbinders und die Form des Verbinders einstellen, ohne daß äußere Einflüsse wie Werkzeug oder Montage- bzw. Bedienungspersonal für die mechanischen Eigenschaften der elektrischen Verbindung eine Rolle spielen. Die Abgangsverdrahtung, d. h. die Gesamtheit der Abgangskabel an einer Batterie kann übersichtlich gestaltet werden, so daß ohne Probleme der Verlauf einzelner Kabel verfolgt werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, wobei die Erfindung jedoch nicht auf diese Ausführungsform eingeschränkt ist.

Fig. 1 ist die perspektivische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbinders.

Fig. 2A und B ist die Ansicht von oben bzw. von der Seite einer Ausführungsform eines Gehäuses für den erfindungsgemäßen Verbinder.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Verbinders nach Fig. 1 in einem Gehäuse nach Fig. 2.

Fig. 4 zeigt schematisch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbinders mit mehreren Abgangskabeln.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Kabelklemme des erfindungsgemäßen Verbinders.

Der erfindungsgemäße Verbinder dient dem Verbinden von mehreren Abgangskabeln mit einer (nicht dargestellten) Fahrzeug-Batterie. Die Erfindung beruht darauf, die Verbindung zwischen Batterie, d. h. dem jeweiligen Polstift der Batterie und den einzelnen Stromkreisen in einem Fahrzeug steckbar zu gestalten. Dazu ist eine durch Federkraft gehaltene Steckklemme als Verbinder zwischen der Batterie und Abgangskabeln für die Stromkreise vorgesehen. Die Erfindung ist anwendbar auf Batterien mit einem ersten bzw. einem zweiten Pol, wobei der erste und der zweite Pol jeweils als ein Polstift 1 aus der Fahrzeug-Batterie herausgeführt ist.

Für die steckbare Befestigung von Versorgungskabeln der einzelnen zu versorgenden Stromkreise in dem Fahrzeug an dem Polstift 1 umfaßt der Verbinder eine Polklemme. Die Polklemme ist in Fig. 1 in perspektivischer Darstellung gezeigt. Sie umfaßt einen Endabschnitt 4 mit einer Durchführungsöffnung 5 für die Aufnahme des Polstiftes 1. Der Endabschnitt 4 ist mit einem Ende eines federnden Mittelabschnitts 3 verbunden. Der Endabschnitt 4 und der Mittelabschnitt 3 der Polklemme sind vorzugsweise einstückig hergestellt. Der Endabschnitt 4 und der federnde Mittelabschnitt 3 sind im wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet. Der federnde Mittelabschnitt 3 ist an seinem anderen Ende mit einer Kontaktschiene 2 verbunden. Der federnde Mittelabschnitt 3 und die Kontaktschiene 2 sind vorzugsweise ebenfalls einstückig hergestellt, mit anderen Worten, die Polklemme wird in einer bevorzugten Ausführungsform in einem Stück hergestellt, z. B. aus einem streifenförmigen Metall, das geeignete Ränder hat, so daß es z. B. in Höhe der Durchführungsöffnung 5 breiter ist als in Höhe des federnden Mittelabschnittes 3. In der Ausführungsform nach Fig. 1 ist zur Unterstützung der Federwirkung des Mittelabschnittes 3 dieser mehrfach gekrümmt, so daß er im Querschnitt von einer Seite die Form eines "β" hat. Der federnde Mittelabschnitt 3 und die Kontaktschiene 2 stehen in einem vorgegebenen Winkel zueinander, der kleiner als 90° ist. Ferner ist die Länge der Kontaktschiene 2 kleiner als die Länge des Mittelabschnitts 3. Damit ist sichergestellt, daß das Ende der Kontaktschiene 2 den Endabschnitt 4 nicht berührt, die freien Enden des Endabschnittes 4 und der Kontaktschiene 2 sind federnd gegeneinander beweglich. Dabei ist die Stellung der Kontaktschiene 2 gegenüber dem Endabschnitt 4 bei entspanntem Mittelabschnitt 3 so, daß eine Verlängerung der Kontaktschiene 2 den Endabschnitt 4 schneidet. Dieser Schnittpunkt liegt vorzugsweise zwischen dem Mittelpunkt der Durchführungsöffnung 5 in dem Endabschnitt 4 für die Aufnahme des Polstiftes 1 und dem mit dem Mittelabschnitt 3 verbundenen Ende des Endabschnittes 4. Damit eine Klemmwirkung der Kontaktschiene 2 gegenüber dem Polstift 1 erreicht werden kann, ist der Mittelabschnitt 3 derart gebogen, daß in entspannter Stellung der Polklemme sich die Kontaktschiene 2 und die Durchführungsöffnung 5 in dem Endabschnitt nur teilweise überlappen. Dadurch muß zum Durchschieben des Polstiftes 1 durch die Durchtrittsöffnung 5 des Endabschnittes 4 der Endabschnitt 4 aus seiner entspannten Stellung etwas in Richtung auf die Kontaktschiene 2 gebogen werden. Die Federkraft des Mittelabschnittes 3 drückt nach dem Durchschieben des Polstiftes 1 durch die Durchtrittsöffnung 5 den Endabschnitt 4 und die Kontaktschiene 2 wieder auseinander, so daß in gespannter Stellung der Polklemme der Polstift 1 durch den Endabschnitt 4 gegen den Rand der Durchführungsöffnung 5 gedrückt wird. Die so durch die Federkraft des Mittelabschnittes 3 gehaltene Polklemme ist einfach und schnell zu montieren und kann aufgrund ihrer Federwirkung auch bei durch Schwingungen im Fahrzeug oder durch Zugbelastung erzwungenen Bewegung des Stromleiters mit einer nahezu konstanten Kraft die elektrische Verbindung zwischen Batterie und den Kabeln zu den Stromkreisen des Fahrzeugs aufrechterhalten. Damit wird eine auch bei kleinen Bewegungen der Polklemme gegenüber dem Polstift 1 nahezu konstante Andrückkraft und somit eine stabile mechanische Verbindung an dem Polstift 1 erreicht. Zur weiteren Verbesserung des elektrischen Kontaktes zwischen Polstift 1 und Kontaktschiene 2 ist die Kontaktschiene 2 vorzugsweise mit einer Krümmung in der Horizontalen quer zu ihrer Längsachse, d. h. in der Zeichenebene versehen, so daß sie sich an den Polstift 1 anschmiegt. (Unter vertikal wird eine Richtung parallel zu der Achse des Polstiftes 1 verstanden, unter horizontal wird eine zur Achse des Polstiftes senkrechte Richtung verstanden.) Dadurch wird die Kontaktfläche zwischen Polstift und Kontaktschiene 2 größer und der elektrische Kontakt zwischen beiden sicherer. Es versteht sich von selbst, daß der Krümmungsradius der Kontaktschiene in diesem Fall identisch ist mit dem Krümmungsradius des Polstiftes.

Zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes mit elektrischen Leitern zu den einzelnen zu versorgenden Stromkreisen in dem Fahrzeug ist der Endabschnitt 4 mit einer steifen Stromschiene 6 verbunden, an die das mindestens eine flexible Abgangskabel 7 zu den Stromkreisen im Fahrzeug anschließbar ist. Das Anschließen der Abgangskabel an die Stromschiene 6 wird weiter unten erläutert.

Um den Einbau des erfindungsgemäßen Verbinders zu vereinfachen und eine fehlerfreie Montage des Verbinders ohne zusätzlichen Aufwand an Spezialwerkzeug gewährleisten zu können, wird der Verbinder vorzugsweise mit einem Polklemmengehäuse 8 für die Polklemme versehen. Eine Ausführungsform des Polklemmengehäuses ist in Fig. 2A und 2B in Draufsicht bzw. in Seitenansicht sowie in Fig. 3 perspektivisch dargestellt. Das Polklemmengehäuse 8 kann die Polklemme nahezu vollständig umgeben. Es ist lediglich erforderlich, daß es eine (nicht dargestellte) Öffnung für den Kontakt zwischen der Kontaktschiene 2 und dem Polstift 1 und eine weitere Öffnung für den Endabschnitt 4 bzw. die Stromschiene 6 für das Anschließen der Abgangskabel aufweist. Insbesondere kann die Unterseite und die Oberseite des Polklemmengehäuses ganz offen bleiben. Ein Abschluß des Polklemmengehäuses nach oben und/oder nach unten kann aber vorteilhaft sein, wenn die Polklemme wegen Korrosionsgefahr oder dgl. nach außen abgeschirmt sein soll. Das Polklemmengehäuse 8 nach Fig. 2A hat somit zumindest eine Vorderseite 9, die das Gehäuse gegen den Polstift 1 abgrenzt. Damit der Polstift fest und gegen seitliches Verschieben geschützt mit dem Gehäuse verbunden werden kann weist die Vorderseite 9 des Polklemmengehäuses 8 eine Ausbuchtung 10 auf, deren Radius wenigstens in etwa dem halben Durchmesser des Polstiftes 1 entspricht. Die Ausbuchtung muß nicht, kann aber den Polstift 1 vollständig umgeben.

Das Polklemmengehäuse wird durch zwei Seitenwände 11 und eine Rückwand 12 abgeschlossen. In dem Polklemmengehäuse 8 befindet sich die Polklemme mit der Kontaktschiene 2, die in dem Gehäuse vertikal verläuft, d. h. parallel zu dem Polstift 1. Damit ein elektrischer Kontakt zwischen der Kontaktschiene 2 und dem Polstift 1 hergestellt werden kann, weist die Vorderseite 9 des Gehäuses 8 in der Ausbuchtung 10 ein (nicht dargestelltes) Fenster auf. Die Kontaktschiene 2 ist in dem Fensterbereich des Polklemmengehäuses 8 vorzugsweise etwas vorgewölbt, so daß ein elektrischer Kontakt zwischen Polstift 1 und Kontaktschiene 2 zustande kommt.

Das Polklemmengehäuse 8 kann aus einem leitfähigen oder aus einem nichtleitenden Material bestehen. Als nichtleitendes Material für das Polklemmengehäuse eignet sich insbesondere Kunststoff, aus dem sich das Polklemmengehäuse als Spritzgußteil einfach und kostengünstig herstellen läßt, wobei das Polklemmengehäuse dann auch gleichzeitig zum elektrischen Isolieren der Polklemme dient. Bei einem Spritzgußteil kann die Polklemme bei der Fertigung des Gehäuses 8 eingebettet werden. Wird als Gehäuse 8 andererseits ein Metallgehäuse verwendet, so kann die Polklemme in dem Gehäuse 8 verschraubt oder vernietet werden, oder sie kann auf eine andere, dem Fachmann geläufige Art und Weise in dem Gehäuse befestigt werden.

Die Polklemme mit Stromschiene 6 ist in dem Gehäuse 8 untergebracht, so daß nur die Stromschiene 6 aus dem Gehäuse 8 heraustritt. Das Polklemmengehäuse 8 weist einen Schacht 14 auf, dessen Funktion in Bezug auf Fig. 2B erläutert wird. Der Schacht 14 erstreckt sich vertikal in dem Gehäuse und damit parallel zu dem Polstift 1 und zu dem Mittelabschnitt 3 der Polklemme. Der Schacht 14 hat eine Breite, so daß er sich von der Rückwand 12 ausgehend soweit in das Gehäuse 8 erstreckt, daß wenigstens in seinem unteren Bereich durch ein (nicht dargestelltes) Fenster der untere Bogen des Mittelabschnitts 3 nach Fig. 1 mit der Form eines "β" in dem Schacht aufgenommen wird. Das Polklemmengehäuse 8 weist außerdem eine Schachtöffnung 15 an seiner Oberseite auf. Durch diese Schachtöffnung 15 kann durch Einführen eines (abgeschrägten) flachen (nicht dargestellten) Gegenstandes wie etwa eines Schraubendrehers in den Schacht 14 der Verbinder von dem Polstift 1 gelöst werden. Dies erfolgt dadurch, daß man durch das Einführen des flachen, abgeschrägten Gegenstandes auf den unteren Bogen des "β", der sich in der Nähe des Endabschnittes 4 befindet, eine Kraft ausübt, deren Hauptkomponente in Richtung auf den Polstift zeigt. Damit drückt man den Mittelabschnitt 3 der Polklemme und den Endabschnitt 4 zur Seite in Richtung zum Polstift (in Fig. 2B nach rechts). So wird die Federkraft gelöst, die den Polstift 1 gegen den Rand der Durchführungsöffnung drückt, und man kann die Polklemme ohne weiters von dem Polstift abziehen.

Damit man die Polklemme auch ohne Schwierigkeiten mit einem Gegenstand lösen kann, der nicht abgeflacht ist, weist das Polklemmengehäuse 8 eine Einkerbung 13 an der Rückseite 12 neben dem Schacht auf. Durch diese Einkerbung der Rückseite 12 des Polklemmengehäuses wird der Schacht 14 an einer vorgegebenen Stelle in seinem Querschnitt kleiner gemacht. Die vorgegebene Stelle liegt vorzugsweise etwas oberhalb oder in Höhe des unteren Bogen des "β". Durch die Verkleinerung des Querschnitts des Schachtes 14 erfährt ein in den Schacht 14 eingeführter Gegenstand bei einer Bewegung in den Schacht hinein eine Ablenkung der Bewegungsrichtung zu dem Mittelabschnitt 3 hin, was wie oben beschrieben zu dem Freigeben des Polstiftes 1 in der Durchführungsöffnung 5 führt.

Zur besseren Veranschaulichung der Wirkung der Polklemme in dem Gehäuse ist die zusammengebaute Einheit aus Klemme und Gehäuse 8 perspektivisch in Fig. 3 dargestellt. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ragt der Mittelabschnitt 3 teilweise in den Schacht 14 hinein, so daß er von oben durch die Schachtöffnung 15 sichtbar ist. Ebenfalls sichtbar durch die Schachtöffnung 15 ist die Einkerbung 13 der Rückwand 12 des Gehäuses. Die Einkerbung 13 macht den Querschnitt des Schachtes 14 unsymmetrisch kleiner, d. h. nur auf der Seite des Schachtes, auf der der Schacht 14 von der Rückwand 12 des Gehäuses 8 begrenzt wird. Beim Einführen eines Schraubendrehers oder eines ähnlichen Gegenstandes in die Schachtöffnung wird dieser durch die Einkerbung 13 in der gezeigten Darstellung nach rechts in Richtung auf den Polstift 1 hin abgelenkt. Dadurch wird der untere Teil des Mittelabschnittes 3 gegen seine Federkraft nach rechts gedrückt und bewegt den Endabschnitt 4 der Polklemme so, daß der Polstift 1 freigegeben wird.

Während bisher von einem bereits festgeklemmten Polstift ausgegangen wurde, wird beim Montieren der Polklemme in einem Fahrzeug die Polklemme mittels eines Werkzeugs (Schraubendreher) leicht vorgespannt und aufgesteckt. Durch Abziehen des Werkzeugs krallt sich die erfindungsgemäße Polklemme am Polstift der Batterie fest, so daß eine zuverlässige Verbindung geschaffen wird. Beim Lösen der Polklemme wird der obige Vorgang in umgekehrter Reihenfolge durchlaufen.

An die Stromschiene 6 der Polklemme, die sich direkt an den Endabschnitt 4 anschließt, ist das mindestens eine Abgangskabel 7 anschließbar. Eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus des erfindungsgemäßen Verbinders ist in Fig. 4 gezeigt. An dem Polstift 1 ist die erfindungsgemäße Polklemme wie oben beschrieben befestigt. Die Polklemme umfaßt eine Stromschiene 6, deren eines Ende sich bei der (nicht dargestellten) Batterie (an der Polklemme) befindet und an deren anderem Ende die Abgangskabel 7 angeschlossen werden. Die Stromschiene 6 hat hier wie in den anderen Figuren eine flache Form, es ist jedoch selbstverständlich, daß ebensogut eine Stromschiene 6 mit einer zylindrischen Form verwendet werden kann. Von der mit der Polklemme zusammenhängenden Stromschiene 6 zweigen je nach Bedarf mehrere weitere Stromschienen ab, sog. Nebenstromschienen, die vorzugsweise mit der erstgenannten Stromschiene einstückig zusammenhängen, die aber ebenso gut auf eine der dem Fachmann bekannten Arten mit der Stromschiene 6 verbunden werden können. An diesen Nebenstromschienen werden die eigentlichen Abgangskabel 7 befestigt. Dabei kann in die Befestigung der Abgangskabel 7 jeweils eine elektrische Sicherung 20 integriert werden.

Insbesondere erfolgt die Verbindung der Abgangskabel 7 mit den Nebenstromschienen über weitere Klemmvorrichtungen, so daß die gesamte Verbindung der Stromleiter von den einzelnen Strom kreisen mit der Batterie in dem Fahrzeug über Klemmverbindungen hergestellt werden kann. Die Polklemme mit Stromschiene einerseits und die Kabelklemme andererseits sind im Prinzip unabhängige Komponenten des erfindungsgemäßen Verbinders, sie sind aber zur vollständig verschraubungsfreien, lösbaren Verbindung von Stromkabeln mit der Batterie beide zusammen notwendig. Es ist aber auch möglich, auf die Kabelklemme zu verzichten und die Abgangskabel 7 an die Stromschiene 6 anzulöten.

Eine Ansicht der Einzelheiten einer Kabelklemme für die Verbindung zwischen Abgangskabel 7 und Nebenstromschiene oder Stromscheine 6 ist in Fig. 5 dargestellt. Ihr Aufbau gleicht in etwa dem der Polklemme, wobei allerdings ein wesentlicher Unterschied darin besteht, daß die Kabelklemme nur für eine steife Stromschiene einerseits und ein elastisches Abgangskabel andererseits geeignet ist, während die Polklemme auf Eingangs- und Ausgangsseite jeweils einen starren, wenig biegsamen oder flexiblen Leiter miteinander verbindet.

Die Kabelklemme zum Verbinden des mindestens einen Abgangskabels 7 mit der Stromschiene 6 umfaßt einen Kabelklemmabschnitt 16 mit einer Kabeldurchführungsöffnung 17 für die Aufnahme des Abgangskabels 7. Durch einen Federabschnitt 18, der im wesentlichen senkrecht zu dem Kabelklemmabschnitt 16 angeordnet ist und bis zu einem gewissen Grad biegsam ist, und einen Kontaktabschnitt 19, der in einem vorgegebenen Winkel zu dem Federabschnitt 18 angeordnet ist und dessen Länge kleiner als die Länge des Federabschnitts 18 ist, wird das in die Kabeldurchführungsöffnung 17 eingeführte Abgangskabel 7 gegen einen Kontaktabschnitt 19, der insbesondere mit der Stromschiene 6 oder einer deren Nebenstromschienen identisch sein kann, gedrückt. Mit anderen Worten, der Federabschnitt 18 ist derart gebogen, daß in entspannter Stellung der Kabelklemme der Kontaktabschnitt 19 und die Kabeldurchführungsöffnung 17 in dem Kabelklemmabschnitt 18 sich nur teilweise überlappen und in gespannter Stellung der Kabelklemme das Abgangskabel 7 durch den Kabelklemmabschnitt 16 gegen den Rand der Kabeldurchführungsöffnung 17 gedrückt wird.

In der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform der Kabelklemme ist die Nebenstromschiene unterbrochen, so daß in die Unterbrechung eine elektrische Sicherung 20 eingesetzt werden kann. Die elektrische Sicherung 20 ist in Fig. 5 in herausgenommener Darstellung gezeigt.

Die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform des Verbinders mit Sicherungen wird beispielsweise für den ersten Pol der Batterie, d. h. den Anschluß an den Plus-Pol verwendet. In einer einfachen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbinders, die z. B. für den zweiten Pol der Batterie, d. h. den Minus-Pol verwendet wird, kann die Kabelklemme direkt an die Stromverteilerschiene der Polklemme angesetzt werden. Bei der Ausführungsform mit Kabelklemmen in einem jeweiligen eigenen Gehäuse können gängige PKW-Sicherungen torsionsfrei eingesetzt werden. Bei der Fertigung des Fahrzeugs wird der erfindungsgemäße Verbinder als Einheit mit Polklemme, Stromschiene und Kabelklemmen, evtl. mit Sicherungen für die Abgangskabel auf die Batterie aufgesetzt. In einer weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsform der Erfindung wird ein Polstift 1 der Batterie verwendet, der in Höhe des Endabschnittes 4 eine Einkerbung hat. Ferner wird die Dicke des Endabschnittes 4 so gewählt, daß er in die Nut in dem Polstift 1 der Batterie einrastet. Damit wird die mechanische Verbindung zwischen dem erfindungsgemäßen Verbinder mit Polklemme noch stabiler.

Es wurde ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel in der obigen Beschreibung beschrieben, ohne daß die Erfindung darauf eingeschränkt ist. Es versteht sich von selbst, daß an den beschriebenen Ausführungsbeispielen einzelne Änderungen vorgenommen werden können, ohne daß man den Rahmen der Erfindung verläßt. So kann z. B. die Ruhestellung des Endabschnittes 4 der Polklemme gegenüber der Kontaktschiene 2 auch so gewählt sein, daß der Schnittpunkt zwischen Verlängerung der Kontaktschiene 2 und dem Endabschnitt 3 zwischen dem Mittelpunkt der Durchführungsöffnung 5 in dem Endabschnitt 4 für die Aufnahme des Polstiftes 1 und dem mit dem freien Ende des Endabschnittes 4 liegt.

Bezugszeichenliste

1

Polstift

2

Kontaktschiene

3

Mittelabschnitt

4

Endabschnitt

5

Durchführungsöffnung für Polstift

6

Stromschiene

7

Abgangskabel

8

Polklemmengehäuse

9

Vorderseite des Polklemmengehäuses

10

Ausbuchtung mit Öffnung für Kontaktschiene in Vorderseite des Polklemmengehäuses

11

Seitenwand des Polklemmengehäuses

12

Rückwand des Polklemmengehäuses

13

Einkerbung in Rückwand des Polklemmengehäuses

14

Schacht in Polklemmengehäuse

15

Schachtöffnung für Werkzeug bzw. Hilfsmittel für Montage

16

Kabelklemmabschnitt

17

Kabeldurchführungsöffnung für Abgangskabel

18

Federabschnitt

19

Kontaktabschnitt

20

elektrische Sicherung

Claims

1. Verbinder für das Verbinden von mindestens einem Abgangskabel (7) mit einem ersten bzw. einem zweiten Pol einer Fahrzeug-Batterie, wobei der erste und der zweite Pol jeweils als Polstift (1) aus der Fahrzeug-Batterie herausgeführt ist, gekennzeichnet durch eine Polklemme zum Verbinden einer Stromschiene (6) mit einem Polstift (1), die einen Endabschnitt (4) mit einer Durchführungsöffnung (5) für die Aufnahme des Polstiftes (1), einen federnden Mittelabschnitt (3), der im wesentlichen senkrecht zu dem Endabschnitt (4) angeordnet ist, und eine Kontaktschiene (2), die in einem vorgegebenen Winkel zu dem Mittelabschnitt angeordnet ist und deren Länge kleiner als die Länge des Mittelabschnitts ist, umfaßt, wobei der Mittelabschnitt (3) derart gebogen ist, daß in entspannter Stellung der Polklemme die Kontaktschiene (2) und die Durchführungsöffnung (5) in dem Endabschnitt sich teilweise überlappen und in gespannter Stellung der Polklemme der Polstift (1) durch den Endabschnitt (4) gegen den Rand der Durchführungsöffnung (5) gedrückt wird, wobei der Endabschnitt (4) mit der Stromschiene (6) verbunden ist, an die das mindestens eine Abgangskabel (7) anschließbar ist.

2. Verbinder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Polklemmengehäuse (8) für die Polklemme mit einer ersten Öffnung für den Kontakt zwischen der Kontaktschiene (2) und dem Polstift (1) und einer zweiten Öffnung für den Endabschnitt (4), wobei das Polklemmengehäuse einen Schacht (14), der parallel zu dem Mittelabschnitt (3) der Polklemme und zu dem Polstift (1) angeordnet ist und den Mittelabschnitt der Polklemme wenigstens teilweise in der Nähe des Endabschnittes aufnimmt, und eine Schachtöffnung (15) an einer Seite des Polklemmengehäuses (8) aufweist, so daß zum Lösen des Verbinders von dem Polstift (1) durch Einführen eines flachen Gegenstandes in den Schacht durch die Schachtöffnung der Mittelabschnitt (3) der Polklemme in Richtung zum Polstift (1) gedrückt wird.

3. Verbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polklemmengehäuse eine Einkerbung (13) an der Seite der Polklemmengehäuses neben dem Schacht aufweist, die den Schacht (14) an einer vorgegebene Stelle in seinem Querschnitt unsymmetrisch kleiner macht, so daß ein in den Schacht (14) eingeführter Gegenstand bei einer Bewegung in den Schacht hinein durch die Einkerbung eine Bewegung in Richtung zu dem Mittelabschnitt (3) erfährt.

4. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Kabelklemme zum Verbinden des mindestens einen Abgangskabels (7) mit der Stromschiene (6), die einen Kabelklemmabschnitt (16) mit einer Kabeldurchführungsöffnung (17) für die Aufnahme des Abgangskabels (7), einen Federabschnitt (18), der im wesentlichen senkrecht zu dem Kabelklemmabschnitt angeordnet ist, und einen Kontaktabschnitt (19), der in einem vorgegebenen Winkel zu dem Federabschnitt (18) angeordnet ist und dessen Länge kleiner als die Länge des Federabschnitts (18) ist, umfaßt, wobei der Federabschnitt (18) derart gebogen ist, daß in entspannter Stellung der Kabelklemme der Kontaktabschnitt (19) und die Kabeldurchführungsöffnung (17) in dem Kabelklemmabschnitt (18) sich wenigstens teilweise überlappen und in gespannter Stellung der Kabelklemme das Abgangskabel (7) durch den Kabelklemmabschnitt (16) gegen den Rand der Kabeldurchführungsöffnung (17) gedrückt wird.

5. Verbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelklemme einen Steckplatz für eine elektrische Sicherung (20) aufweist.

6. Verbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Endabschnittes (4) so gewählt ist, daß der Endabschnitt (4) in eine Nut in dem Polstift (1) einrastet.