Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder zum
Kontaktieren eines Pols einer Batterie.
Aus der DE 197 18 448 A1 ist ein elektrischer
Steckverbinder bekannt, der in einer im Wesentlichen
zylindrischen Kammer eines Buchsenteils ein im Wesentlichen
zylindrisches Stiftteil aufnimmt. In einer ringförmigen Nut
im Kontaktierungsbereich zwischen Stiftteil und Buchsenteil
ist ein ringförmiges federndes Kontaktelement angeordnet.
Als Kontaktelement dient eine ringförmige angeordnete
Schraubenfeder, wobei die Schraubenwindungen gekippt zur
Schraubenachse angeordnet sind.
Aus der EP 653 806 A1 ist ein Steckverbinder für eine
Batterie bekannt, bestehend aus einem Kontakt mit einem
Crimpbereich zum Verbinden mit einem Kabel und mit einem
Polhalter. Der Polhalter besteht im Wesentlichen aus einem
metallischen Band, das in eine zylindrische Form gebracht
ist und mittels einer Klemmvorrichtung auf dem Batteriepol
festlegbar ist.
Aufgrund des zukünftigen Einsatzes von 36 bzw. 42 Volt
Systemen in Automobilen sind Batteriekontakte wie oben
beschrieben nicht mehr ausreichend. In Zukunft sollte ein
Berührschutz vorzusehen sein, der den direkten Kontakt mit
dem Batteriepol erschwert. Auch der Batteriekontakt ist
durch eine Gehäuse zu schützen.
Es ist Aufgabe einen Steckverbinder zum Kontaktieren eines
Batteriepols anzugeben, der ohne grossen Kraftaufwand
einfach und schnell auf einer Batterie, insbesondere einer
36 bzw. 42 Volt Batterie, montierbar und demontierbar ist.
Die Aufgabe wird durch einen Steckverbinder mit den
Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der Steckverbinder besteht aus einem zweiteiligen Gehäuse
und einem zweiteiligen Kontakt. Das Gehäuse besteht aus
einer Ober- und Unterschale, zwischen denen der Kontakt
aufnehmbar ist. Der Kontakt besteht aus einer
Kontaktspiralfeder und einem Kontaktteil mit einem
zumindest bereichsweise zylinderförmig gebogenen
Kontaktband und einem Bereich zur Kontaktierung eines
Kabels. Im zylinderförmigen Bereich weist das Kontaktband
eine geprägte oder gefräste innenliegende Nut auf, die zur
Aufnahme der Kontaktspiralfeder dient.
Ein solcher Kontakt kann durch Stanzen und Biegen aus einem
Metallblech hergestellt werden und ist somit einfach und
preisgünstig herstellbar. Die Steckkräfte eines solchen
Kontaktes sind sehr gering.
Es ist von besonderem Vorteil, dass die Ober- und
Unterschale den Bereich zur Kontaktierung eines Kabels voll
umschliessen und somit einen Berührschutz bilden.
Es ist weiter von besonderem Vorteil, dass Ober- und
Unterschale eine Kabeltülle bilden, die das Kabel und
insbesondere den Bereich der Kontaktierung des Kabels vor
mechanischen Einwirkungen schützt.
Es ist weiter von Vorteil, dass der Steckverbinder von oben
auf den Batteriepol montierbar ist, was eine automatisierte
maschinelle Montage ermöglicht.
Es ist weiter von besonderem Vorteil, dass der
Steckverbinder auf dem Batteriepol verriegelt ist. Dadurch
wird ein unbeabsichtigtes Öffnen der Verbindung vermieden.
Es ist weiter von besonderem Vorteil, dass der
Steckverbinder sehr Platz sparend ausgeführt ist. Dies ist
besonders für Anwendungen im Automobilbereich besonders
vorteilhaft.
Anhand der Figuren sollen Ausführungsbeispiele der
Erfindung erläutert werden.
Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Batteriepol
gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel.
Figur 2 zeigt eine perspektivische Darstellung des
Batteriepols nach Figur 1.
Figur 3 zeigt eine perspektivische Darstellung des
Batteriepols mit aufgebrachtem Steckverbinder nach einem
ersten Ausführungsbeispiel.
Figur 4 zeigt eine erste perspektivische Darstellung eines
Kontaktteils nach dem ersten Ausführungsbeispiel.
Figur 5 zeigt eine zweite perspektivische Darstellung des
Kontaktteils.
Figur 6 zeigt eine Explosionsdarstellung des
Steckverbinders nach dem ersten Ausführungsbeispiel.
Figur 7 zeigt Seitenansicht eines Kontaktteils.
Figur 8 zeigt eine Aufsicht auf ein Kontaktteils.
Figur 9 zeigt einen Querschnitt durch ein Kontaktband
entlang Linie B-B gemäss Figur 7.
Figur 10 zeigt einen Querschnitt durch ein Kontaktband
entlang Linie C-C gemäss Figur 8.
Figur 11 zeigt eine Aufsicht auf einen Batteriepol mit
aufgebrachtem Steckverbinder nach dem ersten
Ausführungsbeispiel.
Figur 12 zeigt eine Seitenansicht des Batteriepols mit
Steckverbinder.
Figur 13 zeigt eine Ansicht von der Kabelseite auf den
Batteriepol mit aufgebrachtem Steckverbinder.
Figur 14 zeigt einen Querschnitt durch den auf den
Batteriepol aufgebrachten Steckverbinder entlang Linie A-A
gemäss Figur 11.
Figur 15 zeigt einen Querschnitt durch den auf den
Batteriepol aufgebrachten Steckverbinder entlang Linie B-B
gemäss Figur 11.
Figur 16 zeigt einen Querschnitt durch den auf den
Batteriepol aufgebrachten Steckverbinder entlang Linie C-C
gemäss Figur 11.
Figur 17 zeigt eine erste perspektivische Ansicht eines
zweiten Ausführungsbeispiels eines Kontaktbandes.
Figur 18 zeigt eine zweite perspektivische Ansicht eines
Kontaktbandes nach Fig. 17.
Figur 19 zeigt einen Längsschnitt durch ein Kontaktband
nach Figur 18.
Figur 20 zeigt eine Seitenansicht eines Kontaktbandes nach
Figur 18.
Figur 21 zeigt eine perspektivische Darstellung eines
Batteriepols nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Figur 22 zeigt eine perspektivische Ansicht des
Batteriepols nach Figur 21 mit aufgebrachtem
Steckverbinder.
Figur 23 zeigt eine kabelseitige Seitenansicht der
Anordnung nach Figur 22.
Figur 24 zeigt eine Aufsicht auf die Anordnung nach Figur
22.
Figur 25 zeigt einen Querschnitt entlang Linie A-A gemäss
Figur 24.
Figur 26 zeigt eine weitere Seitenansicht der Anordnung
nach Figur 22.
Figur 27 zeigt einen Querschnitt entlang Linie B-B gemäss
Figur 24.
Figur 28 zeigt einen Querschnitt entlang Linie D-D gemäss
Figur 24.
Figur 29 zeigt einen Querschnitt entlang Linie C-C gemäss
Figur 24.
In den Figuren 1 und 2 ist ein Batteriepol einer 36 oder 42
Volt Batterie für ein Automobil gemäss einem ersten
Ausführungsbeispiel dargestellt. Aus einem Batteriegehäuse
1 ragt der eigentliche Batteriepol 2 heraus, der von einem
Kupferkontaktring 3 umgeben ist und dessen freies Ende mit
einer Schutzkappe 4 abgedeckt ist. Die Schutzkappe 4 ist im
Wesentlichen axialsymmetrisch ausgestaltet und verrastet
auf dem Kupferkontaktring 3. Zu ihrem freien Ende hin
verjüngt sich die Schutzkappe 4 und weist eine umlaufende
Einschnürung 5 auf sowie eine schräge Fläche 6 zwischen der
Einschnürung 5 und dem oberen Ende der Schutzkappe 4. Der
Batteriepol ist von einem Schutzring 7 umgeben. Der
Schutzring 7 weist auf einer Seite eine Aussparung 8 auf,
die zur Aufnahme eines Steckverbinders zur Kontaktierung
des Batteriepols dient. Der Schutzring 7 ist weiter so
ausgebildet, dass eine versehentliche Kontaktierung des
Kupferkontaktringes 3 der Batterie nicht möglich ist. Auch
soll mit dem Schutzring vermieden werden, dass die Batterie
mit ungeeigneten Steckmitteln kontaktiert wird.
In Figur 3 ist eine perspektivische Ansicht eines
Batteriepols mit einem aufgebrachten Steckverbinder 9 nach
einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Der
Steckverbinder 9 umgreift den Batteriepol und ist im
Wesentlichen zwischen dem Schutzring 7 und dem Batteriepol
angeordnet. Nur der Bereich des Steckverbinders 9, der das
Kabel aufnimmt und als Kabeltülle bezeichnet werden soll,
ragt durch die Aussparung 8 des Schutzringes 7 heraus.
Anhand der Figuren 4 - 16 soll nun ein erstes
Ausführungsbeispiel des Steckverbinders 9 erläutert werden.
Der Steckverbinder 9 weist ein Gehäuse 11 sowie einen
Kontakt 12 auf, der von dem Gehäuse 11 umgeben wird. Der
Kontakt 12 ist perspektivisch in den Figuren 4 und 5
dargestellt. Der Kontakt 12 besteht aus einem Bereich 13
zur Kontaktierung des Kabels, beispielsweise einem
Crimpbereich, sowie einem zylinderförmigen Bereich 14 zur
Kontaktierung des Batteriepols. Zwischen dem Bereich 13 zur
Kontaktierung des Kabels und dem zylinderförmigen Bereich
14 liegt ein Verbindungsbereich 15. Dieser Verbindungs- und
Übergangsbereich 15 dient dazu die freien Enden des
zylinderförmigen Bereiches, der aus einem Kontaktband
gebildet ist, miteinander zu verbinden. Der zylinderförmige
Bereich wird im Wesentlichen aus einem zylinderförmig
gebogenen Kontaktband 16 hergestellt wobei das Kontaktband
eine innenliegende Nut 17 aufweist. In diese Nut 17 wird
eine Kontaktspiralfeder eingebracht, die dann zur
eigentlichen Kontaktierung des Batteriepols dient.
In Figur 6 ist eine Explosionsdarstellung des
Steckverbinders 9 nach dem ersten Ausführungsbeispiel zu
sehen.
Der Kontakt 12 sowie die Kontaktspiralfeder 18 sind dabei
als nebeneinander angeordnete Teile dargestellt. Deutlich
zu erkennen ist die innenliegende Nut 17, die zur Aufnahme
der Kontaktspiralfeder 18 dient. Die Nut 17 ist in das
Kontaktband 16 durch Prägen eingebracht. Es ist auch
möglich diese Nut durch Fräsen herzustellen. Ein Kabel 19
ist mit dem Bereich 13 zur Kontaktierung des Kabels
verbunden.
Das Gehäuse 11 ist aus einer Oberschale 20 und einer
Unterschale 21 aufgebaut. Die beiden Halbschalen 20, 21
verrasten mit einander und nehmen dazwischen liegend den
Kontakt 12 auf. Der Bereich 13 zur Kontaktierung des Kabels
kommt dabei in einer Art Kabeltülle zum Liegen.
Zur Befestigung des Steckverbinders 9 am Batteriepol ist
eine Feder 22 vorgesehen die in einer Nut 23 in der
Oberschale zum Liegen kommt und mit der Einschnürung 5 an
der Schutzkappe 4 des Batteriepols zusammenwirkt. Beim
Aufbringen des Steckverbinders 9 auf den Batteriepol wird
die Feder 22 zunächst durch das Gleiten entlang an der
schrägen Fläche 9 der Schutzkappe geöffnet und verrastet
dann in die Einschnürung 5. Der Steckverbinder 9 wird in
Richtung der Symmetrieachse des Batteriepols auf diesen
aufgebracht.
In den Figuren 7-10 ist der Kontakt 12 nochmals in mehreren
Seitenansichten und Querschnitten dargestellt. Der Bereich
13 zur Kontaktierung des Kabels ist dabei nur schematisch
angedeutet. Dieser Bereich kann beispielsweise als
Crimpbereich ausgebildet sein. Der zylinderförmige Bereich
14 weist die Nut 17 zur Aufnahme der Kontaktspiralfeder
auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kontakt 12
durch Stanzen und Biegen aus einem Metallband hergestellt.
Im Verbindungsbereich 15, der in Figur 10 im Querschnitt
dargestellt ist, ist das freie Ende des Metallbandes durch
verclinchen am in den Bereich 14 zur Kontaktierung des
Kabels übergehenden Metallband befestigt.
Anhand der Figuren 11-16 soll nun nochmals auf den Gesamtaufbau
des Steckverbinders 9 eingegangen werden. Die
Figuren 11,12 und 13 zeigen verschiedene Aufsichten und
Seitenansichten des auf den Batteriepol aufgebrachten
Steckverbinders. In den Figuren 14, 15 und 16 sind
entsprechende Querschnitte dargestellt. Der Batteriepol 2
ist von dem Kupferkontaktring 2 umgeben auf dem die
Schutzkappe 4 aufgebracht ist. Die Oberschale 20 und die
Unterschale 21 des Gehäuses 11 sind miteinander verrastet
und nehmen den Kontakt 12 zwischen sich auf. Zur Verrastung
weisen Oberschale 20 und Unterschale 21 sowohl im Bereich
der Kabeltülle 10 als auch im Bereich der den Batteriepol
umgibt komplementäre Rastelemente 24 auf. An der Oberschale
20 sind zwei flexible Arme 25 vorgesehen, die die Nut 23
zur Aufnahme der Feder 22 aufweisen. Durch Zusammendrücken
dieser flexiblen Arme kann die Feder 22 geöffnet und der
Steckverbinder 9 wieder vom Batteriepol entnommen werden.
Es ist von besonderem Vorteil, dass der gesamte
Steckverbinder innerhalb des Schutzringes 7 angeordnet ist,
da dadurch sehr viel Platz eingespart wird.
Ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen
Kontaktes ist in den Figuren 17 bis 20 dargestellt. Der
Kontakt 12' ist dem Kontakt des ersten Ausführungsbeispiels
sehr ähnlich und weist ebenfalls einen Bereich 13' zur
Kontaktierung eines Kabels auf, der hier als F-Crimp
ausgebildet ist. Ausserdem ist ein Übergangsbereich 15' zu
einem zylinderförmigen Bereich 14' vorgesehen. Der Kontakt
12' ist ebenfalls durch Stanzen und Biegen aus einem
Metallblech hergestellt. Der zylinderförmige Bereich wird
durch eine schwalbenschwanzartige Verriegelung 26
geschlossen. Im zylinderförmigen Bereich sind durch Prägen
zwei parallele Nuten 17' zur Aufnahmen von zwei
Kontaktspiralfedern vorgesehen. In diesen Nuten sind zwei
Bohrungen 27 vorgesehen. Durch jede der Bohrungen 27 kann
eine Kontaktspiralfeder einer Nut zugeführt werden. Dazu
ist es notwendig, dass ein Bestückungsdorn in den
zylinderförmigen Bereich 14' eingebracht wird. Die
Spiralfeder kann als Endlosware durch die Bohrungen 27
eingebracht werden.
Anhand der Figuren 21-29 soll nun ein zweites
Ausführungsbeispiel eines Batteriepols mit einem zweiten
Ausführungsbeispiel eines Steckverbinders erläutert werden.
Die Kontaktierung des Batteriepols entspricht dabei dem
ersten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen. Völlig anders
ist jedoch die Verrastung mit dem Batteriepol ausgebildet.
In Figur 21 ist eine perspektivische Ansicht eines
Batteriepols gemäss dem zweiten Ausführungsbeispiels
dargestellt. Auf dem Batteriegehäuse 101 befindet sich der
Batteriepol der ebenfalls einen Kupferkontaktring 103 und
eine Schutzkappe 104 aufweist. Ein Schutzring 107 umgibt
den Batteriepol. Der Schutzring 107 weist an seiner
Aussenwand auf gegenüberliegenden Seiten Noppen 106 auf.
Weiter weist der Schutzring 107 eine Aussparung 108 auf.
In Figur 22 ist ein Steckverbinder 109 nach dem zweiten
Ausführungsbeispiel auf dem Batteriepol auf dem
Batteriegehäuse 101 aufgebracht. Der Steckverbinder 109
umgreift auch den Schutzring 107 vollständig. Das Gehäuse
111 des Steckverbinders 109 weist ebenfalls eine Oberschale
120 und eine Unterschale 121 auf, zwischen denen der
Kontakt 112 angeordnet ist. Die Oberschale 120 umgreift den
Schutzring 107 mit den Noppen 106 vollständig. Auch die
Schutzkappe 104 befindet sich unterhalb der Oberschale. Es
ist ein Schieber 128 vorgesehen, der die Aufgabe der
Verriegelung des Steckverbinders 109 mit dem Schutzring 107
über die Noppen 106 übernimmt. Der Schieber 128 verrastet
mit der Oberschale 120 an entsprechenden komplementären
Rastelementen 129. Befindet sich der Schieber 128 in der
Offenstellung, so kann der Steckverbinder 109 auf den
Batteriepol aufgebracht werden. Durch Verschieben des
Schiebers 128 in die geschlossene Stellung wird eine
Verriegelung mit den Noppen 106 des Schutzringes 107 und
dem Schieber 128 vorgenommen. Danach ist der Steckverbinder
109 am Schutzring 107 gesichert und die Kontaktierung kann
nicht aus Versehen abgehoben werden.