DE202008003099U1

DE202008003099U1 - Adapter für Zell- und/oder Batteriepole

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Publication number: DE202008003099U1
Application number: DE202008003099U
Authority: DE
Original assignee: Dilo Trading AG
Current assignee: Dilo Trading AG
Priority date: 2007-04-13
Filing date: 2008-03-05
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2018-03-06

Abstract

Adapter für Zell- und/oder Batteriepole mit
einem Befestigungsabschnitt (32) zur Befestigung des Adapters an einem Pol (2) einer Zelle oder einer Batterie,
einem Montageabschnitt (33), mittels dem eine Zelle oder eine Batterie montierbar ist, und
einem Eingriffsabschnitt (31), der mit einem Werkzeug in Eingriff bringbar ist, um den Montageabschnitt zu montieren.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Adapter zur elektrischen und mechanischen Kontaktierung von Zell- und/oder Batteriepolen und auf eine Zellen- und/oder Batteriebaugruppe, die den Adapter aufweist. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf solch einen Adapter und eine Zellen- und/oder Batteriebaugruppe, der/die eine dauerhaft schwing- und schockfeste elektrische und mechanische Kontaktierung ermöglicht.
STAND DER TECHNIK
Im Stand der Technik werden bei runden Lithium-Ionen-Zellen mit potentialfreiem Gehäuse die negativen und die positiven Zellpole mit Hilfe von Kabeln mit Kabelschuhen oder durch vorgefertigte Platinen verbunden. Wenn die Pole mit Hilfe von vorgefertigten Platinen verbunden werden, müssen die Pole der Batterien in die an den Platinen angebrachten Gewinde geschraubt werden. Um eine dauerhaft schwing- und schockfeste Verbindung sicher zu stellen, müssen die Pole mit einem vorbestimmten Drehmoment (Anzugsdrehmoment) befestigt bzw. angezogen werden.
Aufgrund der Elektrochemie von Zellen und Batterien bestehen die positiven Pole zumeist aus hochreinem Aluminium (Al 99,5) und die negativen Pole zumeist aus hochreinem Kupfer (E-Cu 99,5). Definitionsgemäß haben diese Materialien kleine Legierungsbestandteile zur Erhöhung ihrer mechanischen Festigkeit. Bei relativ kleinen Zellen und/oder Batterien besteht allerdings das Problem, dass insbesondere die positiven Pole aus hochreinem Aluminium aufgrund der geringen Festigkeit von Aluminium keine ausreichende Festigkeit aufweisen, um ein Drehmoment aufzunehmen, das für eine dauerhaft schwing- und schockfeste elektrische Kontaktierung erforderlich ist. Im Falle eines Pols mit einem Außengewinde M8 beträgt das maximal aufnehmbare Drehmoment bei Kupfer 8 Nm und bei Aluminium 3,5 Nm. Für eine dauerhaft schwing- und schockfeste elektrische Kontaktierung ist allerdings ein Anzugsdrehmoment von mindestens 5 Nm erforderlich. Somit kann im Stand der Technik bei einem Pol aus Aluminium keine dauerhaft schwing- und schockfeste elektrische Verbindung sichergestellt werden. Zudem besteht die Gefahr, dass beim Befestigen des Pols an einer Platine zumindest der positive Pol aus hochreinem Aluminium abreißt, wenn ein zu großes Drehmoment auf den Pol aufgebracht wird.
Darüber hinaus besteht das Problem, dass beim Einschrauben einer Zelle in ein an einer Platine angebrachtes Gewinde das auf den Pol aufgebrachte Drehmoment so groß ist, dass sich der Pol relativ zu der Zelle bzw. dem Gehäuse der Zelle verdreht. Wenn dies geschieht, reißen die Ableitfähnchen im Inneren der Zelle, die die innere elektrische Kontaktierung zu dem Pol herstellen, leicht ab und die Zelle wird beschädigt bzw. zerstört.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHE AUFGABE
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Adapter vorzusehen, durch den eine dauerhaft schwing- und schockfeste elektrische Kontaktierung der Zell- und/oder Batteriepole sichergestellt ist. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Adapter vorzusehen, der die für die Montage einer Zelle erforderliche Kraft aufnimmt. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zellen- oder Batteriebaugruppe vorzusehen, die mit dem Adapter versehen ist.
TECHNISCHE LÖSUNG
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird mit einem Adapter gemäß Anspruch 1 und einer Zellen- und/oder Batteriebaugruppe nach Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der zugehörigen abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Adapter für Zell- und/oder Batteriepole mit einem Befestigungsabschnitt zum Befestigen des Adapters an einem Pol einer Zelle oder einer Batterie, einem Montageabschnitt, mittels dem eine Zelle oder eine Batterie montierbar ist, und einem Eingriffsabschnitt versehen, der mit einem Werkzeug in Eingriff bringbar ist, um den Montageabschnitt zu montieren.
Mit dem Adapter gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann ein Zell- oder Batteriepol so montiert werden, dass bei der Montage keine Kräfte oder Drehmomente auf die Zelle oder die Batterie selbst einwirken. Die Zelle ist bei der Montage vollständig vom Anzugsdrehmoment entkoppelt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist der Adapter als eine Hülse ausgebildet. Die Hülse hat vorteilhafter Weise eine im Allgemeinen zylindrische Form mit kreisrundem Querschnitt, kann aber auch einen im Wesentlichen quadratischen Querschnitt besitzen.
Der als Hülse ausgebildete Adapter kann besonders leicht und schnell an dem Pol einer Zelle oder einer Batterie befestigt werden. Insbesondere, da die Pole von Zellen oder Batterien zumeist die Form von Bolzen besitzen. Wenn der Adapter an einen Pol einer Zelle geschraubt werden soll, besitzt der Adapter demzufolge einen kreisförmigen Querschnitt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist der Befestigungsabschnitt des Adapters durch Presspassung oder durch Löten bzw. Schweißen oder durch thermisches Aufweiten und Zusammenziehen an dem Pol einer Zelle oder einer Batterie befestigbar.
Das heißt, dass der hülsenförmige Adapter im Falle einer Presspassung mit Kraft auf den Bolzen einer Zelle oder einer Batterie gepresst wird. Im Falle einer thermischen Befestigung wird der Adapter zunächst erwärmt, wodurch er sich ausdehnt, dann auf den Pol geschoben und anschließend abgekühlt, so dass er sich wieder zusammen zieht. Dadurch kann eine ausreichend feste Verbindung zwischen dem Pol und dem Adapter sichergestellt werden. Auch die elektrische Verbindung ist so gewährleistet. Der Adapter kann aber auch an den Pol gelötet oder geschweißt werden. Alternativ dazu kann der Adapter auch an den Pol geklebt oder mit einem Bajonett-Verschluss befestigt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist der Befestigungsabschnitt ein Innengewindeabschnitt, der an den Pol einer Zelle oder einer Batterie anschraubbar ist und ein Konterelement aufnimmt.
Mit dem Innengewindeabschnitt und dem Konterelement ist es möglich, den Adapter auf einen Pol aufzuschrauben, der ein entsprechendes Außengewinde besitzt, und den Adapter mit Hilfe des Konterelements, das gegen den Pol gekontert wird, zu fixieren. Dabei kann der Adapter genau so weit auf den Pol aufgeschraubt werden, dass die Gesamtlänge der Zelle oder der Batterie mitsamt dem Adapter einer gewünschten bzw. geforderten Länge entspricht. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, die Zellen oder Batterien bei einer parallelen Kontaktierung sehr einfach und genau auf eine identische Länge einzustellen. So können zum Beispiel auch Fertigungstoleranzen der Zellen oder Batterien ausgeglichen werden oder unterschiedliche Zellen oder Batterien in ihrer Länge aneinander angeglichen werden. Beim Aufschrauben des Adapters auf den Pol einer Zelle oder Batterie wird nur ein sehr geringes Drehmoment benötigt. Daher besteht bei diesem Vorgang nicht die Gefahr, dass sich der Pol gegenüber der Zelle oder ihrem Gehäuse verdreht.
Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung bildet Eingriffsabschnitt ein Widerlager für das Festziehen des Konterelements.
Bei dieser Ausführungsform kann der Eingriffsabschnitt mit Hilfe eines Werkzeugs leicht fixiert werden, so dass das Reaktionsmoment auf das Drehmoment für das Anziehen des Konterelements von dem Eingriffsabschnitt an das Werkzeug abgeleitet wird und nicht auf die Zelle oder die Batterie selbst einwirkt. Die Zelle oder die Batterie ist somit von dem Anzugsdrehmoment des Konterelements entkoppelt. Zudem kann auf diese Weise ein Anzugsdrehmoment des Konterelements gegen den Pol der Zelle aufgebracht werden, das eine dauerhaft schwing- und schockfeste elektrische und mechanische Verbindung sicherstellt. Der Pol der Zelle wird durch das Anzugsdrehmoment des Konterelements mit Druck belastet und nicht wie im Stand der Technik mit Zug. Daher ist ein Abreißen des Pols aufgrund dieses Anzugsdrehmoments ausgeschlossen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist das Konterelement mittels einer reduzierten Stirnfläche in Kontakt mit dem Pol einer Zelle oder einer Batterie bringbar, um eine Deformation des Pols zu gewährleisten.
Wenn der Pol einer Zelle oder einer Batterie relativ weich ist, kann der Abschnitt des Pols, an dem das Konterelement in Anlage kommt, durch das weitere Anziehen des Konterelements und das dadurch bedingte Eindringen eines Teils des Konterelements in den Pol verformt werden. Das Konterelement drängt das Material des Pols daher seitlich in die Vertiefungen des Innengewindeabschnitts des Befestigungsabschnitts. Dadurch wird eine besonders gute mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem Pol und dem Adapter hergestellt. Wenn das Konterelement und der Pol aus demselben Material bestehen, wird sich das Konterelement auch teilweise verformen. Dies hat allerdings keinen nachteiligen Einfluss auf die Vorteile dieser Weiterbildung.
Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung stellt der Eingriffsabschnitt einen erweiterten Hülsenabschnitt mit einer endseitigen Vertiefung zur Aufnahme von Teilen einer Zelle oder einer Batterie dar.
Die Vertiefung kann zum Beispiel die Form einer axialen Sackbohrung besitzen, die einen größeren Durchmesser als der Befestigungsabschnitt besitzt. Sollte der Pol einer Zelle oder einer Batterie mit einer Sicherungsmutter an dem Gehäuse der Zelle oder der Batterie befestigt sein, dann kann diese Sicherungsmutter zumindest teilweise von der Vertiefung aufgenommen und abgedeckt werden. Es ist aber auch denkbar, dass die gesamte Stirnseite einer Zelle in der Vertiefung aufgenommen wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist der Adapter aus Aluminium oder Kupfer hergestellt.
Diese beiden Materialien werden häufig für Batteriepole verwendet. Aufgrund der Elektrochemie von Zellen und Batterien ist es vorteilhaft, wenn an einem Pol nur jeweils ein Material verwendet wird. Bei einer Verwendung von verschiedenen Materialien an einem Pol können Zersetzungsprozesse auftreten, die eine Beschädigung oder eine Zerstörung des Pols zur Folge haben. Vorzugsweise wird jeweils hochreines Aluminium und hochreines Kupfer für die Pole verwendet. In der Praxis besteht der positive Pol aus hochreinem Aluminium (Al 99,5) und der negative Pol besteht aus hochreinem Kupfer (E-Cu 99,5).
Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist der Adapter zumindest teilweise vernickelt, um eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten.
Auf diese Weise lässt sich ein langlebigerer und korrosionsbeständigerer Adapter herstellen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist der Eingriffsabschnitt ein Außensechskantabschnitt.
Dadurch lässt sich ein Eingriff mit einem weit verbreiteten Gabel-Sechskantschlüssel herstellen. Alternativ dazu kann aber auch jede andere bekannte Eingriffsart verwendet werden, sei es mittels eines Vierkantabschnitts oder einer Vertiefung, in die eine Stange eingeführt wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung besitzt das Konterelement einen Innensechskantabschnitt, mittels dessen das Konterelement gegen den Pol einer Zelle oder einer Batterie festgezogen werden kann.
Der Innensechskantabschnitt erlaubt einen Eingriff mit einem Inbusschlüssel. Alternativ dazu kann aber auch ein Eingriffsabschnitt an dem Konterelement vorgesehen sein, der einen Eingriff mit einem Schlitz- oder Kreuzschraubendreher ermöglicht. Selbstverständlich können auch hierbei sämtliche bekannte und geeignete Werkzeugeingriffsmöglichkeiten Anwendung finden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Zellen- und/oder Batteriebaugruppe mit mindestens einer Zelle und/oder einer Batterie vorgesehen, wobei mindestens einer ihrer Pole mit einem der vorstehend beschriebenen Adapter versehen ist.
Somit können Zellen- oder Batteriebaugruppen ab Werk mit dem Adapter versehen sein. Es ist auch möglich, den Adapter an den Zellen- oder Batteriebaugruppen vorzumontieren. Dabei kann der Adapter zum Beispiel lose an einem Pol angeschraubt sein und das Konterelement lose in den Innengewindeabschnitt geschraubt sein. Alternativ dazu kann das Konterelement aber auch schon gegen den Pol gekontert bzw. festgezogen sein.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung bestehen der Adapter und der Pol aus demselben Material.
Hierdurch werden elektrische Potentiale zwischen den Materialien des Pols und des Adapters ausgeschlossen. Der Adapter bezieht in diesem Fall auch das Konterelement mit ein. Wenn keine elektrischen Potentiale vorhanden sind, ist die Lebensdauer der Baugruppe erhöht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist der Pol der Zelle und/oder der Batterie durch die reduzierte Stirnfläche des Konterelements deformiert.
Wenn das Material des Pols in die Vertiefungen des Innengewindeabschnitts des Adapters eindringt, wie dies vorstehend bereits erklärt ist, kann sich der Adapter sogar dann nicht mehr leicht von dem Pol lösen bzw. abgedreht werden, wenn das Konterelement nicht mehr gegen den Pol gekontert bzw. fest gespannt sein sollte.
Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist der Pol mittels einer Sicherungsmutter an dem Gehäuse der Zelle und/oder der Batterie gesichert und die endseitige Vertiefung befindet sich oberhalb der Sicherungsmutter.
Mit der Sicherungsmutter ist der Pol an der Zelle oder der Batterie befestigt. Durch die Vertiefung, die vorstehend bereits genauer beschrieben ist, kann die Sicherungsmutter in dem Adapter zumindest teilweise aufgenommen werden. Dadurch verkürzt sich die gesamte Länge von Zell oder Batterie und Adapter.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß einer Variante der vorliegenden Erfindung ist der Montageabschnitt ein Außengewindeabschnitt. Mit diesem Außengewindeabschnitt kann der Adapter beispielsweise in ein entsprechendes Innengewinde geschraubt werden, das sich an einer vorgefertigten Platine befindet. An solch einer Platine kann eine Vielzahl von Gewinden zur Aufnahme einer Vielzahl von Zellen oder Batterien vorgesehen sein. Alternativ zu dem Außengewindeabschnitt kann aber auch ein Innengewindeabschnitt vorgesehen sein, der einen größeren Innendurchmesser als der Befestigungsabschnitt besitzt. Dann kann der Adapter an ein Außengewinde geschraubt werden. Der Montageabschnitt kann aber auch ein Abschnitt sein, an dem der Adapter an eine Platine gelötet oder an eine Schiene geschweißt wird. Darüber hinaus kann auch ein Stecksystem, ein Klicksystem oder Ähnliches verwendet werden.
Der erfindungsgemäße Adapter und die Zellen- und/oder Batteriebaugruppe eignen sich insbesondere für einen Einsatz in einem Umfeld mit starken und/oder anhaltenden Vibrationen, so zum Beispiel bei Windkraftanlagen, Fahrstühlen, Kraftfahrzeugen und Raketen. Die hohe Zuverlässigkeit legt auch einen Einsatz in Backup-Systemen und Notfallsystemen zum Beispiel für Krankenhäuser nahe.
KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine seitliche Ansicht eines Pols einer Zelle;
2 zeigt eine Schnittansicht des in der 1 gezeigten Pols einer Zelle;
3 zeigt eine seitliche Ansicht des in der 1 gezeigten Pols einer Zelle, an den eine Adaptervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung angeschraubt ist;
4 zeigt eine Schnittansicht der 3;
5 zeigt eine seitliche Ansicht des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
6A zeigt eine seitliche Ansicht des ersten Ausführungsbeispiels;
6B zeigt eine perspektivische Ansicht der 6A;
6C zeigt eine Ansicht eines Pols der Zelle von oben;
7A zeigt das erste Ausführungsbeispiel in einer seitlichen Ansicht
7B zeigt eine seitliche Schnittansicht entlang der Linie A-A der 7A;
7C zeigt eine ausschnittartige vergrößerte Schnittansicht des in der 7B mit E bezeichneten eingekreisten Bereichs;
7D zeigt eine Ansicht des Bereichs E von oben.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden ist zunächst unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 6 der Aufbau eines Pols einer Zelle im Detail beschrieben. Der Aufbau des Pols ist nicht Teil der eigentlichen Erfindung und wird hier nur zum besseren Verständnis erklärt.
Die Zelle ist in diesem Fall eine runde Lithium-Ionen-Zelle Die Zelle vom Typ DD-UHP341450, deren zwei Pole an den entgegen gesetzten axialen Endflächen aus dem Zellgehäuse 52 geführt sind. Der positive Pol 2 ist hier beschrieben. Der Pol 2 ist ein zylindrischer Bolzen, der im Inneren des Zellgehäuses 52 einen Bereich mit einer Verdickung 21 besitzt. Um die Zelle abzudichten, sind ringförmige Unterlegscheiben 53, 54 so angeordnet, dass sich die Unterlegscheibe 53 an der Innenseite der axialen Endfläche des Zellgehäuses 52 und in Kontakt mit der Verdickung 21 des Pols 2 befindet und sich die Unterlegscheibe 54 an der Außenseite der axialen Endfläche des Zellgehäuses 52 befindet. Die Unterlegscheibe 54 dient auch dazu, einen Ausgleich der Dicke der axialen Endfläche des Zellgehäuses 52 in ihrem mittleren Bereich und ihrem inneren Randbereich vorzunehmen. Die Verdickung 21 besitzt einen größeren Durchmesser als das in der axialen Endfläche des Zellgehäuses 52 ausgebildete Durchgangsloch. In diesem Fall besitzt der zylindrische Körper des Pols 2 einen Durchmesser von 8 mm und die Verdickung 21 einen Durchmesser von 18 mm. Der Pol 2 ist vom Inneren des Zellgehäuses 52 her in das Durchgangsloch eingeführt.
Eine weitere Unterlegscheibe 55, die einen Innendurchmesser besitzt, der dem Außendurchmesser des zylindrischen Körpers des Pols 2 entspricht, ist zusammen mit einer Tellerfeder 56 auf den Pol 2 aufgeschoben. Der Pol 2 besitzt an seiner Außenumfangsfläche, die sich außerhalb des Zellgehäuses 52 befindet, einen Außengewindeabschnitt 22. Eine Sicherungsmutter 51 ist so an den Außengewindeabschnitt 22 geschraubt, dass die Zelle abgedichtet ist und der Pol 2 nicht abgerissen wird. Die Sicherungsmutter 51 dient nicht der elektrischen oder mechanischen Kontaktierung, sondern ausschließlich der Befestigung des Pols 2 an dem Zellgehäuse 52. Die Sicherungsmutter 51 besitzt einen Außendurchmesser von etwa 15 mm. Der Pol 2 ist im Übrigen mit Ableiterfähnchen der Elektrode per Ultraschallschweißen elektrisch verbunden.
(erstes Ausführungsbeispiel)
Im Folgenden ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Adapters unter Bezugnahme auf die 3, 4, 5 und 7 beschrieben.
Der Adapter dieses ersten Ausführungsbeispiels besitzt einen Befestigungsabschnitt 32 zur Befestigung des Adapters an einem Pol 2 einer Zelle, einen Montageabschnitt 33, mittels dem die Zelle montierbar ist, und einen Eingriffsabschnitt 31, der mit einem Werkzeug in Eingriff bringbar ist, um den Montageabschnitt zu montieren. Der Adapter ist als eine Hülse ausgebildet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Befestigungsabschnitt 32 ein Innengewindeabschnitt, der an den Pol 2 der Zelle anschraubbar ist und ein Konterelement 4 aufnimmt. Der Eingriffsabschnitt 31 bildet ein Widerlager für das Festziehen des Konterelements 4 gegen den Pol 2 der Zelle. Das Konterelement 4 wird mittels einer reduzierten Stirnfläche 42 in Anlage mit dem Pol 2 der Zelle gebracht, um eine Deformation des Pols 2 zu gewährleisten. Diese Deformation verbessert die elektrische und mechanische Verbindung des Adapters mit dem Pol. Der Eingriffsabschnitt 31 stellt einen erweiterten Hülsenabschnitt mit einer endseitigen Vertiefung 34 zur Aufnahme von Teilen der Zelle dar. Die endseitige Vertiefung 34 ist in Form einer axialen Sackbohrung ausgeführt. Der Eingriffsabschnitt besitzt eine Länge von 6 mm und die Sackbohrung besitzt eine Tiefe von 3 mm. Der Adapter ist aus hochreinem Aluminium hergestellt und an seiner Außenumfangsfläche vernickelt.
Der Eingriffsabschnitt 31 des Adapters ist als ein Außensechskantabschnitt ausgebildet. Er erlaubt einen problemlosen Eingriff mit einem Gabel-Sechskantschlüssel. Das Konterelement 4 besitzt einen Innensechskantabschnitt 41, mittels dessen das Konterelement 4 gegen den Pol 2 der Zelle festgezogen wird.
Der Montageabschnitt 33 ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel ein Außengewindeabschnitt. Der Außengewindeabschnitt hat eine Länge von 15 mm und entspricht einem Gewinde M12 × 1,5, der Innengewindeabschnitt des Adapters ist ein Gewinde M8.
Der Adapter wird nun zunächst mit Hilfe eines Gabel-Sechskantschlüssels an den Pol 2 der Zelle geschraubt. Hierbei wird die Zelle auf eine nicht näher beschriebene Weise gegen ein Drehen gehalten. Dadurch wird das Zellengehäuse 52 durch ein Drehmoment belastet. Allerdings wird der Adapter nicht an dem Pol 2 festgezogen, so dass kein großes Drehmoment auf die Zelle aufgebracht wird. Wenn der Adapter so weit an den Pol 2 der Zelle geschraubt ist, dass die Gesamtlänge von Zelle und Adapter einer gewünschten Länge entspricht, wird der Adapter mit Hilfe des Eingriffsabschnitts 31 und des Werkzeugs gegen ein Drehen fixiert und das Konterelement 4 wird in den Innengewindeabschnitt des Adapters eingeschraubt. Hierzu wird ein entsprechender Inbusschlüssel verwendet. Wenn die reduzierte Endfläche 42, die einem verjüngten Vorsprung entspricht, in Anlege mit dem Pol 2 der Zelle kommt, erhöht sich allmählich das Drehmoment, das für ein weiteres Einschrauben des Konterelements 4 in den Innengewindeabschnitt des Adapters erforderlich ist. Mit fortschreitendem Eindringen der reduzierten Endfläche 42 des Konterelements 4 in den Pol 2 wird mehr und mehr Material des Pols 2 radial nach außen zu dem Innengewindeabschnitt des Adapter gedrängt. Die reduzierte Endfläche 42 des Konterelements 4 verformt sich ebenfalls. Das Material des Pols 2, das zu dem Innengewindeabschnitt des Adapters gedrängt wird, dringt in die Vertiefungen des Gewindeabschnitts ein. Dadurch wird eine besonders gute elektrische und mechanische Verbindung zwischen dem Pol 2 und dem Adapter hergestellt.
Wenn das Konterelement 4 gegen den Pol 2 der Zelle gekontert ist und der Adapter somit an dem Pol 2 der Zelle befestigt ist, wird der Adapter mitsamt der Zelle an einem Anschlussbauteil montiert.
Der Außengewindeabschnitt, als der der Montageabschnitt 33 bei dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt ist, wird in ein entsprechendes Innengewinde gedreht, das an dem Anschlussbauteil vorgesehen ist. Anschließend wird der Adapter mit Hilfe des Eingriffsabschnitts 31 und des Werkzeugs gegen das Innengewinde des Anschlussbauteils fest gezogen. Hierbei wird ein erhebliches Drehmoment benötigt. Um eine dauerhaft schwing- und schockfeste elektrische und mechanische Verbindung sicher zu stellen, ist ein Anzugsdrehmoment von etwa 5 Nm erforderlich. Dieses Drehmoment könnte durch den Pol 2 der Zelle nicht aufgenommen werden. Allerdings ist durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Adapters die Zelle vollständig von dem Anzugsdrehmoment entkoppelt. Das Anzugsdrehmoment wirkt ausschließlich auf den Adapter in dem Bereich von dem Montageabschnitt 33 bis zu dem Eingriffsabschnitt 31. Durch eine entsprechende Bemessung des Adapters ist es somit problemlos möglich, das erforderliche Anzugsdrehmoment aufzubringen, ohne die Zelle zu beschädigen oder zu zerstören.
(zweites Ausführungsbeispiel)
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich nur der Montageabschnitt des Adapters von dem des ersten Ausführungsbeispiels. Alle anderen Merkmale des Adapters entsprechen dem ersten Ausführungsbeispiel und sind nicht erneut beschrieben.
Im Bereich des Montageabschnitts besitzt der hülsenförmige Adapter einen vergrößerten Innen- und Außendurchmesser. An der Innenumfangsfläche des Adapters ist ein zweiter Innengewindeabschnitt als Montageabschnitt des zweiten Ausführungsbeispiels ausgebildet. Dieser Innengewindeabschnitt wird an einen Außengewindestab geschraubt, der an dem Anschlussbauteil vorgesehen ist. Das Anschrauben wird wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführt.
(weitere Ausführungsbeispiele)
Der Montageabschnitt kann auf zahlreiche verschiedene Arten ausgeführt sein. Er kann zum Beispiel als Bajonett-Verschluss ausgeführt sein. Auch bei der Montage des Adapters mittels Bajonett-Verschluss kann ein großes Drehmoment erforderlich sein. Daher wird der Adapter auch in diesem Fall vorteilhaft verwendet.
Es ist ein Adapter für Zell- und/oder Batteriepole mit einem Befestigungsabschnitt 32 zum Befestigen des Adapters an einem Pol 2 einer Zelle und/oder einer Batterie, einem Montageabschnitt 33, mittels dem eine Zelle oder eine Batterie montierbar ist, und einem Eingriffsabschnitt 31 vorgesehen, der mit einem Werkzeug in Eingriff bringbar ist, um den Montageabschnitt zu montieren. Durch den Adapter wird einerseits eine Entkopplung der Zelle und/oder der Batterie von dem zur Montage der Zelle nötigen Anzugsdrehmoment erreicht, und andererseits kann mit diesem Adapter die Gesamtlänge von Zelle und/oder Batterie mitsamt dem Adapter leicht eingestellt werden.

Claims

Adapter für Zell- und/oder Batteriepole mit einem Befestigungsabschnitt (32) zur Befestigung des Adapters an einem Pol (2) einer Zelle oder einer Batterie, einem Montageabschnitt (33), mittels dem eine Zelle oder eine Batterie montierbar ist, und einem Eingriffsabschnitt (31), der mit einem Werkzeug in Eingriff bringbar ist, um den Montageabschnitt zu montieren.
Adapter nach Anspruch 1, ausgebildet als eine Hülse.
Adapter nach Anspruch 2, wobei der Befestigungsabschnitt (32) durch Presspassung oder durch Löten bzw. Schweißen oder durch thermisches Aufweiten und Zusammenziehen an dem Pol (2) einer Zelle oder einer Batterie befestigbar ist.
Adapter nach Anspruch 2, wobei der Befestigungsabschnitt (32) ein Innengewindeabschnitt ist, der an den Pol (2) einer Zelle oder einer Batterie anschraubbar ist und ein Konterelement (4) aufnimmt.
Adapter nach Anspruch 4, wobei der Eingriffsabschnitt (31) ein Widerlager für das Festziehen des Konterelements (4) bildet.
Adapter nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Konterelement (4) mittels einer reduzierten Stirnfläche (42) in Kontakt mit dem Pol (2) einer Zelle oder einer Batterie bringbar ist, um eine Deformation des Pols (2) zu gewährleisten.
Adapter nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der Eingriffsabschnitt (31) einen erweiterten Hülsenabschnitt mit einer endseitigen Vertiefung (34) zur Aufnahme von Teilen einer Zelle oder einer Batterie darstellt.
Adapter nach einem der vorangehenden Ansprüche, der aus Aluminium oder Kupfer hergestellt ist.
Adapter nach einem der vorangehenden Ansprüche, der zumindest teilweise vernickelt ist, um eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten.
Adapter nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Eingriffsabschnitt (31) ein Außensechskantabschnitt ist.
Adapter nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Konterelement (4) einen Innensechskantabschnitt (41) hat, mittels dem das Konterelement (4) gegen den Pol (2) einer Zelle oder einer Batterie festgezogen werden kann.
Zellen- oder Batteriebaugruppe mit mindestens einer Zelle oder einer Batterie, wobei mindestens einer ihrer Pole (2) mit einem Adapter nach einem der Ansprüche 1 bis 11 versehen ist.
Zellen- oder Batteriebaugruppe nach Anspruch 12, wobei der Adapter und der Pol (2) aus demselben Material bestehen.
Zellen- oder Batteriebaugruppe nach Anspruch 12 oder 13 mit einem Adapter nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei der Pol (2) der Zelle oder der Batterie durch die reduzierte Stirnfläche (41) des Konterelements (4) deformiert ist.
Zellen- oder Batteriebaugruppe nach einem der Ansprüche 12 bis 14 mit einem Adapter nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei der Pol (2) mittels einer Sicherungsmutter (51) an dem Gehäuse der Zelle oder der Batterie gesichert ist und sich die endseitige Vertiefung (34) oberhalb der Sicherungsmutter (51) befindet.