DE202020100246U1

DE202020100246U1 - Zellhalter für Batteriezellen

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Publication number: DE202020100246U1
Application number: DE202020100246.5U
Authority: DE
Original assignee: BOELLING GmbH; Bolling GmbH
Current assignee: BOELLING GmbH; Bolling GmbH
Priority date: 2019-10-21
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2020-04-29
Anticipated expiration: 2030-01-18

Abstract

Zellenhalter (1), der dazu ausgestaltet ist, eine Batteriezelle zu halten, mit einer Stützplatte (2),
und mit einer im Abstand oberhalb der Stützplatte (2) höhenverstellbar und parallel zur Stützplatte (2) ausgerichteten Druckplatte (5),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stützplatte (2) mit einem Spannlager (4) verbunden ist,
die Druckplatte (5)
• zwischen der Stützplatte (2) und dem Spannlager (4) angeordnet ist,
• höhenbeweglich parallel zur Stützplatte (2) geführt ist,
• und am Spannlager (4) höhenverstellbar gehalten ist, wobei am Spannlager (4) Stellmittel (9) zur Höhenverstellung der Druckplatte (5) angeordnet sind sowie ein einziges auf die Stellmittel (9) wirkendes Betätigungselement (10).

Description

Die Neuerung betrifft einen Zellenhalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Anordnung zur Halterung einer Batteriezelle.
Zellenhalter finden in der Batterieforschung Anwendung. Eine einzelne Batteriezelle wird mit einem definierten Druck in einen Zellenhalter eingespannt und unter bestimmten vorgegebenen Parametern getestet. Unterschiedliche Materialien für die Elektroden sowie den Elektrolyten von Batteriezellen können mithilfe der Zellenhalter getestet und miteinander verglichen werden, beispielsweise durch wiederholtes Be- und Entladen mit definierten Stromstärken. Häufig werden dabei mehrere -zig oder mehr als 100 Batteriezellen gleichzeitig getestet. Die verwendete Messeinrichtung weist dementsprechend eine Vielzahl einzelner Meßplätze auf, wobei jeder Messeplatz mit einem Zellenhalter bestückt wird.
Ein gattungsgemäßer Zellenhalter ist aus der Praxis bekannt. Er besteht aus zwei Platten, von denen die untere als Grundplatte oder Stützplatte bezeichnet werden kann, auf welche eine Batteriezelle aufgelegt werden kann. Eine zweite, kleinere Platte wird als Druckplatte über der Batteriezelle angeordnet. Sie erstreckt sich über die Batteriezelle hinaus und weist in diesem überstehenden Randbereich vier Durchgangsbohrungen auf. Vier Spannschrauben erstrecken sich durch Druckplatte in jeweils ein Gewinde der Stütz- oder Grundplatte. Wenn die vier Spannschrauben gleichmäßig angezogen werden, z.B. mithilfe eines Drehmomentschlüssels, ist die Batteriezelle dem gewünschten, definierten Druck ausgesetzt und zudem sicher in dem Zellenhalter gehalten. Beim Wechsel der Batteriezellen müssen dementsprechend sämtliche vier Spannschrauben betätigt werden. Sollten die Spannschrauben versehentlich ungleichmäßig angezogen werden, so kann hierdurch die Validität des Meßergebnisses beeinträchtigt werden.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäße Zellenhalter dahingehend zu verbessern, dass dieser eine möglichst schnelle und unkomplizierte Handhabung beim Einspannen und der Entnahme einer Batteriezelle ermöglicht sowie eine möglichst gleichmäßige Einspannung der Batteriezelle sicherstellt. Weiterhin liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung anzugeben, die unter Verwendung eines solchen Zellenhalters und der damit verbundenen Vorteile eine schnelle und unkomplizierte Bestückung einer Messeinrichtung mit Batteriezellen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch einen Zellenhalter nach Anspruch 1 und eine Anordnung nach Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, die Druckplatte nicht unmittelbar mit der Stützplatte zu verschrauben, unter Einklemmung der Batteriezelle, sondern vielmehr oberhalb der Druckplatte ein Spannlager anzuordnen, von dem aus die Druckplatte gegen die Stützplatte bewegt werden kann. Dabei sind Führungsmittel vorgesehen, so dass die Druckplatte während ihrer Höhenverstellung parallel zur Stützplatte ausgerichtet verbleibt und gegen Schrägstellungen und Verkantungen gesichert ist, so dass eine möglichst gleichmäßige Druckverteilung von der Druckplatte auf die Batteriezelle gewährleistet ist.
Dadurch, dass die Druckplatte am Spannlager gehalten ist und nicht etwa mit der Stützplatte verbunden ist, ist es nicht erforderlich, dass sich die Druckplatte über die Abmessungen der Batteriezelle hinaus erstreckt, so dass der Zellenhalter vergleichsweise schmal ausgestaltet werden kann und auf diese Weise eine größere Anzahl von Meßplätzen auf gleicher Fläche einer Messeinrichtung eingerichtet werden kann.
Dadurch, dass der Druck auf die Batteriezelle vom Spannlager her aufgebaut wird, können die Stellmittel über der Batteriezelle angeordnet werden. Dies ermöglicht nicht nur kleinere bauliche Abmessungen wie oben erwähnt, sondern ermöglicht auch die Verwendung lediglich eines einzigen Stellmittels. Hierdurch wird erstens der Zeitaufwand zur Betätigung der Stellmittel erheblich reduziert, beispielsweise auf ein Viertel im Vergleich zur Betätigung der gattungsgemäßes vorgesehenen vier Spannschrauben. Zweitens wird hierdurch eine ungleichmäßige Druckbeaufschlagung der Batteriezelle vermieden, da nicht zwei ggf. unterschiedlich betätigte Stellmittel auf dieselbe Batteriezelle einwirken können.
Vorteilhaft können die Stützplatte und das Spannlager als ein einziges, zusammenhängendes Bauteil ausgestaltet sein, nämlich als ein Joch mit einem im Wesentlichen C-förmigen Querschnitt. Die Druckplatte und auch die Batteriezelle können zwischen den beiden parallelen Abschnitten eines solchen Jochs angeordnet werden, und die Ausgestaltung als ein zusammenhängendes Bauteil ermöglicht die Aufnahme der Spannkräfte, so dass die Stützplatte als Widerlager dient, wenn vom Spannlager aus die Druckplatte auf die Batteriezelle gespannt wird. Das Joch kann aus einzelnen, fest miteinander verbundenen Elementen bestehen, beispielsweise in Form einer Schraub- oder Schweißkonstruktion, insbesondere kann es jedoch vorteilhaft als ein einziges Werkstück ausgestaltet sein, Beispielsweise als Frästeil, Gussteil oder als additiv hergestelltes, gedrucktes Bauteil.
Um die Batteriezelle möglichst einfach unterhalb der Druckplatte einfädeln zu können, kann die Druckplatte vorteilhaft entlang ihres Umfangs an zwei gegenüberliegenden Seiten über den Umfang des Spannlagers hinausragen. Die Druckplatte kann dementsprechend größere Abmessungen aufweisen, oder das Spannlager kann entlang seines Umfangs Einbuchtungen aufweisen. Jedenfalls kann diesen beiden gegenüberliegenden Stellen die Druckplatte problemlos erfasst und angehoben werden, beispielsweise bis zur Anlage am Spannlager, so dass die Batteriezelle nun problemlos mit der anderen Hand erfasst und unter die Druckplatte geschoben werden kann.
Die Stützplatte und das Warenlager können vorteilhaft aus Metall bestehen. Auch wenn im Testbetrieb die Batteriezelle erhebliche Temperaturen entwickeln sollte, oder wenn ohnehin Testbetrieb bei einem Temperaturniveau deutlich höher als Raumtemperatur vorgesehen ist, stellt die Ausgestaltung aus Metall sicher, dass keine unerwünschten Verformungen auftreten, so dass beispielsweise der auf die Batteriezelle aufzubringende, definierte Druck gewährleistet werden kann.
Vorteilhaft kann die Druckplatte aus Kunststoff bestehen. Hierdurch kann für den direkten Kontakt mit der Batteriezelle eine unerwünschte chemische und / oder elektrische Reaktion mit der Batteriezelle ausgeschlossen werden. Insbesondere kann vorteilhaft ein hochmolekularer thermoplastischer Kunststoff verwendet werden, beispielsweise Polyoxymethylen (abgekürzt POM), der sich einerseits wegen seiner chemischen Beständigkeit und andererseits auch wegen seiner Formstabilität in ersten Versuchen hervorragend bewährt hat. Auf der gegenüberliegenden Seite, zur Stützplatte hin, ist typischerweise ebenfalls ein Kunststoff vorgesehen, so dass auch dort kein direkter Kontakt der Batteriezelle mit der z.B. metallischen Stützplatte erfolgt. Vielmehr ist dort typischerweise eine Grundplatte aus Kunststoff vorgesehen, die auch den elektrischen Anschluss der zu testende Batteriezelle an die Messeinrichtung bewirkt, wie später noch näher erläutert wird.
Wenn die Druckplatte aus Kunststoff besteht, kann vorteilhaft eine Druckverteilungsplatte vorgesehen sein, die aus einem anderen Material besteht, welches im Verhältnis zum Material der Druckplatte biegesteifer ist. Wenn also zwei Probenkörper mit identischer Geometrie auf ihre Biegesteifigkeit untersucht werden, ist der Probenkörper aus dem Material der Druckplatte bei geringerer Krafteinwirkung um das gleiche Maß verformbar wie der Probenkörper aus dem Material der Druckverteilungsplatte, auf den hierzu eine stärkere Kraft einwirken muss.
Beispielsweise kann die erwähnte Druckverteilungsplatte aus Metall bestehen, und die Spannmittel können diese Druckverteilungsplatte unmittelbar anliegen. Durch die unmittelbare Anlage kann die erforderliche Bauhöhe möglichst gering gehalten werden, außerdem sind weniger Bauteile erforderlich, was hinsichtlich Herstellungs- und Montagekosten vorteilhaft ist. Durch die Ausgestaltung der Druckverteilungsplatte aus Metall ist diese ausreichend kratzfest, so dass sie auch dann eine hohe Lebensdauer aufweist, wenn die Stellmittel unmittelbar auf die metallische Druckverteilungsplatte einwirken. Insbesondere wird vorteilhaft durch die konstruktive Ausgestaltung, dass anschließend ein oberhalb von der Druckplatte angeordnetes Spannmittel unmittelbar auf die Druckverteilungsplatte einwirkt, eine einfache Montage bei der Herstellung der Druckplatte in der Hinsicht ermöglicht, dass die Druckverteilungsplatte einfach in eine Ausnehmung der Druckplatte eingelegt werden kann.
Die Stellmittel sind zur Höhenverstellung der Druckplatte vorgesehen. Wenn die Druckplatte an sich frei beweglich ist und dementsprechend bestrebt ist, stets ihre tiefste, der Stützplatte nächste Stellung einzunehmen, können die Stellmittel die Höhenbeweglichkeit der Druckplatte insofern beeinflussen, als sie den Bewegungsraum der Druckplatte nach oben, von der Stützplatte weg und zum Spannlager hin, begrenzen. Und wenn die Druckplatte der Batteriezelle von oben anliegt, kann die Druckplatte mittels der Stellmittel weiter nach unten abgesenkt werden, so dass die Batteriezelle einerseits sicher gehalten und eingespannt wird, und so dass andererseits ein gewünschter Druck auf die Batteriezelle aufgebracht wird, der beispielsweise einen der Parameter darstellt, unter denen die Batteriezelle getestet werden soll.
In vielen Fällen weisen die zu testenden Batteriezellen eine Geometrie auf, die eine gleichmäßige Druckbeaufschlagung und dementsprechend möglichst gleiche Druckverhältnisse innerhalb der gesamten Batteriezelle ermöglicht. Beispielsweise können die Batteriezellen Querschnittsabmessungen aufweisen die unterhalb von 5 cm liegen, und sie können einen regelmäßigen, zum Beispiel kreisförmigen oder quadratischen, Grundriss aufweisen. Wenn jedoch eine Batteriezelle stark länglich ausgestaltet sein sollte, kann es vorteilhaft sein, die Druckplatte gegen Durchbiegungen auszusteifen, der die Druckplatte wird in Anlehnung an die Geometrie der Batteriezelle ebenfalls länglich ausgestaltet sein. Um zu gewährleisten, dass ausgehend von einem zentral auf die Druckplatte einwirkenden Stellmittel auch an den beiden am weitesten entfernten Stellen der Druckplatte der gewünschte Druck auf die Batteriezelle ausgeübt werden kann und die Druckplatte nicht mittels einer Verbiegung nachgibt, kann die Druckplatte vorteilhaft mit einer oder mehreren Versteifungsrippen versehen sein. Zur Anlage an der Batteriezelle, also an der Unterseite, ist die Druckplatte vorzugsweise eben ausgestaltet, und die Versteifungsrippe befindet sich dementsprechend an der gegenüberliegenden, oberen Seite der Druckplatte, welche dem Spannlager zugewandt ist.
Vorteilhaft können die Stellmittel, die am Spannlager zur Höhenverstellung der Druckplatte vorgesehenen sind, in Form einer Schraube verwirklicht sein. Dementsprechend kann das Betätigungselement der Stellmittel durch den Kraftangriff der Schraube gebildet sein. Auf diese Weise wird eine konstruktiv einfache und preisgünstige Ausgestaltung der Stellmittel und zudem deren einfache problemlose Handhabung ermöglicht. Insbesondere können zur Einstellung eines vorbestimmten Drucks die Anzugsparameter der Verschraubung dienen, so dass beispielsweise die Verschraubung mit einem Drehmomentschlüssel erfolgen kann, wodurch eine schnelle und präzise Betätigung des jeweiligen Stellmittels gewährleistet werden kann und zudem ein sehr schneller Arbeitsfortschritt ermöglicht werden kann, wenn eine Vielzahl von Zellenhaltern gehandhabt werden soll.
Vorteilhaft können die Stellmittel, die am Spannlager zur Höhenverstellung der Druckplatte vorgesehenen sind, mittig auf die Druckplatte einwirken, z.B. auf die ggf. dort vorgesehene Druckverteilungsplatte. Für die gleichmäßige Druckbeaufschlagung der Batteriezelle ist wesentlich, dass die Stellmittel mittig über der Batteriezelle angeordnet sind. In der Praxis ist vorteilhaft, wenn die Druckplatte annähernd genauso groß ist die Batteriezelle, um erstens möglichst kleine bauliche Abmessungen der gesamten Meßanordnung zu ermöglichen, um zweitens Material sparend eine möglichst wirtschaftliche Ausgestaltung des Zellenhalters zu ermöglichen, und um drittens auf einfache Weise möglichst präzise überwachen zu können, wo sich die Batteriezelle unterhalb der Druckplatte befindet, damit die erwähnte mittige Druckbeaufschlagung Batteriezelle sichergestellt werden kann. Aus diesen Gründen können vorteilhaft die Stellmittel mittig auf die Druckplatte einwirken, weil in der Praxis dadurch erreicht werden kann, dass auch die Batteriezelle selbst mittig mit Druck beaufschlagt wird und insofern eine möglichst gleichmäßige Druckverteilung innerhalb der gesamten Batteriezelle gewährleistet werden kann.
Grundsätzlich kann das Spannlager als ein Arm ausgestaltet sein, der mit einer Halterung für die Spannmittel versehen ist, beispielsweise mit einer Gewindebohrung, in der eine auf das Drucklager einwirkende Stellschraube geführt ist. Vorteilhaft jedoch kann das Spannlager als Platte ausgestaltet sein. So lassen sich auf einfache Weise zusätzlich zu der Halterung des Spannmittels die Halterungen für die Führungselemente verwirklichen, an denen die Druckplatte höhenbeweglich geführt ist. Diese Führungselemente können als Führungsstifte ausgestaltet sein, die sich durch die Druckplatte hindurch erstrecken. Dabei weist wenigstens ein Führungsstift einen Anschlag auf, der die Absenkbewegung der Druckplatte, also deren Entfernung von dem Spannlager, begrenzt. In einer sonst wirtschaften Ausgestaltung kann ein Führungsstift als Schraube ausgestaltet sein, der in die Platte des Spannlagers eingeschraubt und somit fest am Spannlager gehalten ist, und dessen Schraubenkopf den erwähnten Anschlag bildet.
Eine Anordnung, um eine Batteriezelle so zu halten, dass die gesamte Anordnung einschließlich der Batteriezelle an eine Messeinrichtung angeschlossen werden kann, umfasst erstens einen vorschlagsgemäßen Zellenhalter und zweitens eine Grundplatte, auf welche die Batteriezelle aufgelegt wird. Wie bereits weiter oben erwähnt, kann die Grundplatte vorteilhaft aus einem elektrisch nicht leitenden und chemisch beständigen Werkstoff bestehen. Sie kann beispielsweise aus Keramik oder wirtschaftlich vorteilhaft aus Kunststoff bestehen. Die Grundplatte ist so ausgelegt, dass auf sie eine Batteriezelle aufgelegt werden kann. Die Grundplatte ist dabei wenigstens bereichsweise von einer so geringen Materialstärke, dass sie mitsamt der darauf liegenden Batteriezelle zwischen die Stützplatte und die Druckplatte des Zellenhalters eingeschoben werden kann. Anschließend kann mittels der Stellmittel des Zellenhalters die Druckplatte gegen die Batteriezelle gepresst werden. Dadurch wird einerseits die Druckplatte dem gewünschten, für den Test vorgesehenen Druck ausgesetzt, und andererseits wird dadurch auch die Grundplatte sicher mit dem Zellenhalter verbunden, so dass eine gemeinsame handhabbare Einheit geschaffen wird.
Die beiden elektrischen Kontakte der Batteriezelle, die zu den beiden Polen der Batteriezelle führen, ragen typischerweise aus der Batteriezelle heraus und sind nebeneinander angeordnet, so dass sie flach nebeneinander auf der Grundplatte aufliegen. Dementsprechend weist die Grundplatte erste elektrische Anschlussmittel auf, denen die beiden elektrischen Kontakte der Batteriezelle anliegen, so dass eine Kontaktierung der beiden Pole Batteriezelle erreicht wird.
Weiterhin weist die Grundplatte zweite elektrische Anschlussmittel auf, die mit den ersten elektrischen Anschlussmitteln elektrisch verbunden sind und die weiterhin dazu dienen, die Messeinrichtung elektrisch zu kontaktieren. Auf diese Weise kann die Batteriezelle über die ersten und zweiten elektrischen Anschlussmittel der Grundplatte an die Messeinrichtung elektrisch angeschlossen werden, um elektrisch geladen oder entladen zu werden.
Die ersten elektrischen Anschlussmittel können vorteilhaft als Klemmkontakte ausgestaltet sein. Die elektrischen Kontakte der Batteriezelle sind üblicherweise als flache Laschen ausgestaltet, die auf entsprechenden Kontaktfeldern der Grundplatte aufliegen. Mittels eines Klemmelements, welches die Kontakte der Batteriezelle an die Kontaktfelder der Grundplatte andrückt, kann die gewünschte Kontaktierung sichergestellt werden.
Dabei kann vorteilhaft eine zeitsparende Handhabung dadurch ermöglicht werden, dass beide Kontakte gleichzeitig geklemmt oder gelöst werden können. Hierzu können die ersten elektrischen Anschlussmittel der Grundplatte eine zentrale Spannschraube aufweisen, die zwischen den erwähnten Kontaktfeldern der Grundplatte angeordnet ist und sich dort in die Grundplatte erstreckt, beispielsweise in eine Gewindebohrung. Außerdem erstreckt sich diese Spannschraube durch einen Klemmbalken, der relativ zur Grundplatte höhenbeweglich ist und der sich über die beiden Kontaktfelder hinweg erstreckt. Wenn die beiden elektrischen Kontakte der Batteriezelle auf den beiden Kontaktfeldern liegen und der Klemmbalken mittels der Spannschraube abgesenkt wird, werden die Kontakte auf den Kontaktfeldern zugunsten einer sicheren elektrischen Kontaktierung festgeklemmt.
Vorteilhaft können die zweiten elektrischen Anschlussmittel der Grundplatte als Steckkontakte ausgestaltet sein. Auf diese Weise kann die gemeinsame handhabbare Einheit, bestehend aus Grundplatte, Zellenhalter und Batteriezelle, auf die damit zusammenwirkenden Steckkontakte der Messeinrichtung aufgesteckt werden, so dass eine schnelle, werkzeuglose Bestückung der Messeinrichtung mit einem einzigen Handgriff ebenso ermöglicht wird wie die genauso schnelle Entnahme dieser gemeinsam handhabbaren Einheit von der Messeinrichtung.
Auch die Herstellung der erwähnten, gemeinsam handhabbaren Einheit kann vorteilhaft schnell und unkompliziert dadurch erfolgen, dass der Zellenhalter wie weiter oben erwähnt als Joch mit einem C-förmigen Querschnitt ausgestaltet ist und die Grundplatte an ihrer Unterseite eine Aufnahmetasche aufweist, in welche die Stützplatte des Zellenhalters vom Rand her eingeschoben werden kann. Beispielweise kann diese Aufnahmetasche durch Führungsleisten geschaffen werden, die an der Unterseite der Grundplatte vorgesehen sind, oder aber durch eine z.B. gefräste Aussparung, durch welche die Materialstärke Grundplatte bereichsweise reduziert ist, so dass diese Aussparung die Aufnahmetasche bildet. In jedem Fall wird durch die Aufnahmetasche sichergestellt, dass der Zellenhalter in einer definierten Ausrichtung an der Grundplatte angeordnet wird. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Batteriezelle in der gewünschten Ausrichtung zwischen der Grundplatte und der Druckplatte angeordnet ist, so dass einerseits die elektrische Kontaktierung an der Grundplatte und andererseits die gewünschte, möglichst mittige Druckbeaufschlagung der Batteriezelle durch die Druckplatte gewährleistet werden kann.
Ausführungsbeispiele der Neuerung wird anhand der reinen schematischen Darstellungen nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt

1 eine perspektivische Ansicht auf einen Zellenhalter,
2 eine perspektivische Ansicht von oben auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer Einheit aus Grundplatte und Zellenhalter,
3 eine perspektivische Ansicht von unten auf die Einheit von 2, und
4 eine perspektivische Ansicht von oben, ähnlich 2, jedoch auf ein zweites Ausführungsbeispiel einer Einheit.

In 1 ist ein Zellenhalter 1 dargestellt, der zur Aufnahme einer nicht dargestellten Batteriezelle dient. Der Zellenhalter 1 weist eine untere Stützplatte 2 auf, die über einen Verbindungssteg 3 mit einem oberen, ebenfalls als Platte ausgestalteten Spannlager 4 verbunden ist und so ein insgesamt C-förmiges Joch bildet. Dieses Joch ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Frästeil aus einem Aluminiumsblock hergestellt.
Zwischen der Stützplatte 2 und dem Spannlager 4 ist eine Druckplatte 5 höhenbeweglich angeordnet, die aus einem POM-Kunststoff besteht. An ihrer Oberseite, zum Spannlager 4 hin, ist die Druckplatte 5 mit einer Vertiefung versehen, in welche eine kreisrunde metallische Druckverteilungsplatte 6 eingelegt ist. Die Druckplatte 5 ist an vier Führungsstiften 7 frei höhenbeweglich geführt und auf diese Weise gegen Schrägstellungen und Verkantungen gesichert. Die Führungsstifte 7 sind als Schrauben ausgestaltet, die von unten in das Spannlager 4 eingeschraubt sind und deren Schraubenköpfe Anschläge für die Druckplatte 5 bilden, so dass diese nicht weiter abgesenkt und von dem Spannlager 4 entfernt werden kann.
Die Druckplatte 5 weist einen rechteckigen Zuschnitt auf. Das Spannlager 4 hingegen weist zwei gegenüberliegende Einbuchtungen 8 auf, so dass an diesen Stellen der Umfang der Druckplatte 5 über den Umfang des Spannlagers 4 hinaus ragt und die Druckplatte dort mit der Hand erfasst und angehoben werden kann, um unterhalb der Druckplatte 5 einen möglichst großen Freiraum zu schaffen. Sowohl die Druckplatte 5 als auch das Spannlager 4 weisen - bis auf die Einbuchtungen 8 - Abmessungen auf, die seitlich über die Stützplatte 2 hinausragen. Auf diese Weise können problemlos Gewindebohrungen von unten in das Spannlager 4 eingebracht und die Führungsstifte 7 montiert werden.
Mittig über der Druckplatte 5 und der Druckverteilungsplatte 6 weist das Spannlager 4 eine Gewindebohrung auf, die zur Aufnahme eines Stellmittels 9 dient, welches als Schraube ausgestaltet ist, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Form einer Madenschraube. An ihrem unteren Ende liegt diese Schraube unmittelbar der Druckverteilungsplatte 6 an, wobei zur Schonung der Druckverteilungsplatte 6 die Madenschraube an ihrem unteren Ende nicht spitz, sondern plan ausgestaltet ist. Der in 1 oben ersichtliche Kraftangriff des Spannmittels 9 ist als Innensechskant ausgestaltet und stellt ein Betätigungselement 10 dar, mit dessen Hilfe das Stellmittel 9 höhenmäßig gegenüber dem Spannlager 4 verstellt werden kann und dementsprechend die Druckplatte 5 absenken kann.
2 zeigt den Zellenhalter 1 von 1 in einer teilweise auf eine Grundplatte 11 aufgeschobenen Anordnung. Die Grundplatte 11 weist erste elektrische Anschlussmittel 12 auf, die zur Kontaktierung der Pole einer Batteriezelle dienen. Hierzu sind zwei auf der Grundplatte 11 fest angeordnete Kontaktfelder 14 vorgesehen, über denen ein Klemmbalken 15 höhenbeweglich angeordnet ist. Der Klemmbalken 15 ist zumindest an seiner Unterseite elektrisch isolierend ausgestaltet, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht er insgesamt aus Kunststoff. Eine Spannschraube 16 erstreckt sich mittig durch den Klemmbalken 15 und bis in eine Gewindebohrung, die zwischen den beiden Kontaktfeldern 14 in der Grundplatte 11 vorgesehen ist. Sie ist als Rändelschraube ausgestaltet, kann also zugunsten einer unkomplizierten, schnellen Handhabung werkzeuglos betätigt werden.
Weiterhin weist die Grundplatte 11 zweite elektrische Anschlussmittel 17 auf, die als Steckkontakte ausgestaltet sind und mit den ersten elektrischen Anschlussmittel 12 elektrisch leitend verbunden sind. Durch die Ausgestaltung als Steckkontakte ermöglichen die zweiten elektrischen Anschlussmittel 17 auch eine mechanische Verbindung mit einer Messeinrichtung, so dass die aus Zellenhalter 1, Grundplatte 11 und der Batteriezelle gebildete Einheit auf einfache Weise elektrisch und mechanisch an die Messeinrichtung angeschlossen oder von ihr getrennt werden kann.
3 zeigt die Einheit von 2 erstens aus einer anderen Blickrichtung, nämlich perspektivisch von unten, und zweitens in einem Zustand, in welchem der Zellenhalter 1 noch weiter auf die Grundplatte 11 aufgeschoben ist. Dabei ist ersichtlich, dass die Grundplatte 11 an ihrer Unterseite eine Aufnahmetasche 18 aufweist, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine gefräste Aussparung geschaffen ist. Die Aufnahmetasche 18 führt den Zellenhalter 1, nämlich dessen Stützplatte 2, und stellt so dessen korrekte Positionierung im Verhältnis zur Grundplatte 11 sicher. Weiterhin zeigt 3 eine Gewindebohrung 19, in welcher die Spannschraube 16 geführt ist. Schließlich zeigt 3 die Schraubenköpfe der als Schrauben ausgestalteten Führungsstifte 7, die als Anschläge für die höhenbeweglich Druckplatte 5 dienen.
Sowohl in 2 als auch in 3 befindet sich der Zellenhalter 1 noch nicht in seiner endgültigen Gebrauchsstellung. Um eine aufwändige Justage bei der Montage des Zellenhalters 1 an der Grundplatte 11 zu vermeiden, stellt der Verbindungssteg 3 einen Anschlag dar, der gegen den Rand der Grundplatte 11 gerät, wenn der Zellenhalter 1 ausreichend weit auf die Grundplatte 1 aufgeschoben ist. Gleichzeitig - oder auch alternativ dazu - kann die Aufnahmetasche 18 so begrenzt sein, dass sie den Anschlag bildet und das Aufschieben des Zellenhalters 1 begrenzt. In der erwähnten endgültigen Gebrauchsstellung ist der Freiraum, der sich zwischen der Grundplatte 11 und der Druckplatte 5 ergibt zu den ersten Anschlussmittel 12 so ausgerichtet, dass eine in diesem Freiraum angeordnete Batteriezelle mit ihren beiden elektrischen Kontakten auf den Kontaktfeldern 14 der Grundplatte 11 liegt.
Anschließend muss mittels der Spannschraube 16 lediglich noch der Klemmbalken 15 abgesenkt werden, um eine zuverlässige elektrische Kontaktierung sicherzustellen. Und die Stellmittel 9 in Form der Madenschraube müssen abgesenkt werden, um die Druckplatte 5 in gewünschter Weise auf die Batteriezelle zu drücken und die für den jeweiligen Test vorgesehenen Druckverhältnisse innerhalb der Batteriezelle sicherzustellen. Dadurch wird gleichzeitig auch der Zellenhalter 1 an der Grundplatte 11 mechanisch befestigt, so dass die aus Zellenhalter 1, Grundplatte 11 und der Batteriezelle bestehende Einheit unlösbar ist, bis sie bewusst durch Betätigung der Stellmittel 9 und der Spannschraube 16 wieder gelöst wird.
In 4 ist eine Anordnung ähnlich 2 dargestellt, wobei jedoch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Grundplatte 11 zur Anwendung kommt. Die elektrischen Anschlussmittel 12 und 17 sind mithilfe zweier metallischer, beispielsweise aus Messing bestehender Stäbe 20 gebildet. Jeder Stab 20 weist eine eigene Spannschraube 16 auf und dient mit seinem ersten, in der Zeichnung links dargestellten Ende als Klemmkontakt, so das ein elektrischer Kontakt einer Batteriezelle zwischen dem Kontaktfeld 14 und dem darüber angeordneten Stab 20 durch Klemmung festgelegt werden kann. An ihrem gegenüberliegenden zweiten Ende sind die Stäbe 20 jeweils mit einer Bohrung versehen, so dass sie dort die zweiten elektrischen Anschlussmittel 17 bilden, die als Steckkontakte auf entsprechende Anschlüsse der Messeinrichtung aufgesteckt werden können.
Abweichend von den dargestellten Ausführungsbeispielen können die Grundplatten 11 hinsichtlich ihrer Abmessungen und insbesondere hinsichtlich ihrer elektrischen Anschlussmittel ausgestaltet sein. Auch die Zellenhalter 1 können abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel dargestellt sein, beispielsweise in Anpassung an unterschiedliche Abmessungen der aufzunehmenden Batteriezellen.
Bezugszeichenliste

1: Zellenhalter
2: Stützplatte
3: Verbindungssteg
4: Spannlager
5: Druckplatte
6: Druckverteilungsplatte
7: Führungsstift
8: Einbuchtung
9: Stellmittel
10: Betätigungselement
11: Grundplatte
12: Erste elektrische Anschlussmittel
14: Kontaktfeld
15: Klemmbalken
16: Spannschraube
17: Zweite elektrische Anschlussmittel
18: Aufnahmetasche
19: Gewindebohrung
20: Stab

Claims

Zellenhalter (1), der dazu ausgestaltet ist, eine Batteriezelle zu halten, mit einer Stützplatte (2), und mit einer im Abstand oberhalb der Stützplatte (2) höhenverstellbar und parallel zur Stützplatte (2) ausgerichteten Druckplatte (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Stützplatte (2) mit einem Spannlager (4) verbunden ist, die Druckplatte (5) • zwischen der Stützplatte (2) und dem Spannlager (4) angeordnet ist, • höhenbeweglich parallel zur Stützplatte (2) geführt ist, • und am Spannlager (4) höhenverstellbar gehalten ist, wobei am Spannlager (4) Stellmittel (9) zur Höhenverstellung der Druckplatte (5) angeordnet sind sowie ein einziges auf die Stellmittel (9) wirkendes Betätigungselement (10).
Zellenhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützplatte (2) und das Spannlager (4) als Joch mit einem im Wesentlichen C-förmigem Querschnitt ausgestaltet sind.
Zellenhalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (5) entlang ihres Umfangs an zwei gegenüberliegenden Seiten über den Umfang des Spannlagers (4) hinausragt.
Zellenhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützplatte (2) und das Spannlager (4) aus Metall bestehen.
Zellenhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (5) aus Kunststoff besteht, insbesondere aus einem hochmolekulareren thermoplastischen Kunststoff, insbesondere aus einem Polyoxymethylen (POM).
Zellenhalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (5) eine Druckverteilungsplatte (6) aufweist, die aus einem im Vergleich biegesteiferen Material besteht und auf welche die Stellmittel (9) einwirken.
Zellenhalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckverteilungsplatte (6) aus Metall besteht und die Stellmittel (9) der Druckverteilungsplatte (6) unmittelbar anliegen.
Zellenhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (5) auf ihrer zum Spannlager (4) weisenden Oberseite eine Versteifungsrippe aufweist.
Zellenhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmittel (9) als eine auf die Druckplatte (5) einwirkende Schraube ausgestaltet sind und das auf die Stellmittel (9) wirkende Betätigungselement durch den Kraftangriff der Schraube gebildet ist.
Zellenhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmittel (9) mittig auf die Druckplatte (5) einwirken.
Zellenhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannlager (4) als Platte ausgestaltet ist, die parallel zur Stützplatte (2) ausgerichtet ist, und an dem Spannlager (4) Führungsstifte (7) angeordnet sind, die sich in die Druckplatte (5) erstrecken, und die parallel zueinander sowie rechtwinklig zur Stützplatte (2) verlaufen, und dass wenigstens ein Führungsstift (7) einen Anschlag in der Art aufweist, dass dieser die Entfernung der Druckplatte (5) von dem Spannlager (4) begrenzt.
Zellenhalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Führungsstift (7) als Schraube ausgestaltet ist, deren Schraubenkopf den Anschlag bildet.
Anordnung zur Halterung einer Batteriezelle, mit einem Zellenhalter (1), der nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestaltet ist, und mit einer Grundplatte (11), die zur Aufnahme einer auf die Grundplatte (11) aufzulegenden Batteriezelle ausgelegt ist, wobei die Grundplatte (11) zwischen die Stützplatte (2) und die Druckplatte (5) des Zellenhalters (1) in der Art einführbar ist, dass die Batteriezelle zwischen der Grundplatte (11) und der Druckplatte (5) angeordnet ist, und wobei die Grundplatte (11) erste elektrische Anschlussmittel (12) aufweist, die zur Kontaktierung der Pole der Batteriezelle ausgestaltet sind, und zweite elektrische Anschlussmittel (17) aufweist, die mit den ersten elektrischen Anschlussmitteln (12) elektrisch verbunden sind und zur Kontaktierung einer Messeinrichtung ausgestaltet sind.
Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten elektrischen Anschlussmittel (12) als Klemmkontakte ausgestaltet sind.
Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten elektrischen Anschlussmittel (12) eine zentrale Spannschraube (16) aufweisen, die sich in die Grundplatte (11) erstreckt, und die sich durch einen Klemmbalken (15) erstreckt, der relativ zur Grundplatte (11) höhenbeweglich ist, und der sich über zwei elektrische Kontakte hinweg erstreckt, die zur Anlage an den Kontakten der Batteriezelle ausgestaltet sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten elektrischen Anschlussmittel (17) als Steckkontakte ausgestaltet sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellenhalter (1) nach Anspruch 2 ausgestaltet ist, und die Grundplatte (11) an ihrer von der Batteriezelle abgewandten Unterseite eine Aufnahmetasche (18) aufweist, in welche die Stützplatte (2) des Zellenhalters (1) vom Rand der Grundplatte (11) her einschiebbar ist.