Batterieklemme
Die Erfindung betrifft eine Batterieklemme mit einem Polkontaktelement, das ausgebildet ist, einen Pol eines Akkumulators in einer Montageebene zu umschließen, einem ersten und einem zweiten Schenkel, die jeweils mit dem Polkontaktelement verbunden sind und deren Abstand voneinander zur Befestigung des Polkontaktelementes an dem Pol durch Kraftbeaufschlagung verringerbar ist, und einer die beiden Schenkel miteinander koppelnden Spannanordnung mit einer zur Kraftbeaufschlagung der beiden Schenkel betätigbaren Spannschraube, die längs einer zur Montageebene verkippten Spannrichtung ausgerichtet ist.
Batterieklemmen vorstehend genannter Art werden z.B. in Kraftfahrzeugmotoren eingesetzt, um an eine Starterbatterie angeschlossen zu werden. Eine solche aus einem Akkumulator gebildete Starterbatterie weist hierfür einen Plus-Pol und einen Minus-Pol auf, an die jeweils ein Polkontaktelement der Batterieklemme anschließbar ist.
Für gewöhnlich hat der Pol des Akkumulators die Form eines Zylinders oder Kegelstumpfes. Die Zylinder- bzw. Kegelachse des Pols steht dann senkrecht zu einer Ebene, in der das Polkontaktelement angeordnet ist, wenn es den Pol ringförmig umschließt. Diese Ebene wird im Folgenden als Montageebene bezeichnet.
Aus der Druckschrift DE 20 2011 000 271 Ul ist eine Batterieklemme mit einem Polkontaktelement bekannt, die zwei mittels einer Spannschraube zusammenziehbare Schenkel umfasst, mit deren Hilfe das Polkontaktelement den Pol des Akkumulators fest umschließt. Um die Montage des Polkontaktelements an dem Pol zu erleichtern, sind die Schenkel zusammen mit der Spannschraube gegenüber der Montageebene verkippt.
Der Nachteil dieser Anordnung ist, dass der Kippwinkel den individuellen Anforderungen der Montageumgebung angepasst werden muss, um eine einfachere Montage zu ermöglichen. Dies ist relativ aufwändig, da die Fertigung der fest miteinander verbundenen Teile der Batterieklemme entsprechend angepasst werden muss.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Batterieklemme anzugeben, die mit möglichst geringem Aufwand den individuellen Gegebenheiten der Montageumgebung angepasst werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Batterieklemme mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die bei der erfindungsgemäßen Batterieklemme vorgeschriebene Spannanordnung umfasst ein auf den ersten Schenkel aufsetzbares erstes Klemmstück und ein auf den zweiten Schenkel aufsetzbares zweites Klemmstück, wobei die Spannschraube durch eine in dem ersten Klemmstück ausgebildete erste Schraubenaufnahme und eine in dem zweiten Klemmstück ausgebildete zweite Schraubenaufnahme, die längs der Spannrichtung aufeinander ausgerichtet sind, geführt ist. Die Spannschraube definiert den Abstand der Klemmstücke voneinander. Dieser Abstand legt wiederum die Kraftbeaufschlagung der beiden Schenkel fest. Je geringer der Abstand ist, desto
größer ist die Spannkraft, mit der die beiden Schenkel beaufschlagt werden. Durch die Schenkel wird das Polkontaktelement an dem Pol festgeklemmt. Dadurch, dass die durch die Längsachse der Spannschraube definierte Spannrichtung außerhalb der Montageebene liegt, wird eine einfachere Montage möglich. Insbesondere lässt sich die Spannschraube leichter festziehen. Die Spannrichtung lässt sich in besonders vorteilhafter Weise durch eine entsprechende Ausrichtung der in den beiden Klemmstücken ausgebildeten Schraubenaufnahmen an variierende bauliche Gegebenheiten der Montageumgebung anpassen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist, dass die Schenkel durch die Klemmstücke stabilisiert werden. Dadurch lässt sich Material an dem Polkontaktelement und den Schenkeln einsparen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung steht eine erste Klemmkontaktfläche des ersten Klemmstücks mit einer von dem zweiten Schenkel abgewandten Oberfläche des ersten Schenkels in Wirkverbindung, während eine zweite Klemmkontaktfläche des zweiten Klemmstücks mit einer von dem ersten Schenkel abgewandten Oberfläche des zweiten Schenkels in Wirkverbindung steht. Der erste und der zweite Schenkel sind also zwischen den Klemmstücken angeordnet, die eine Kraftbeaufschlagung der Schenkel bewirken. Dies ermöglicht einen einfachen Aufbau der Spannanordnung ohne zusätzliche Kraftübertragungselemente.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn mindestens eines der beiden Klemmstücke eine Seitenfläche hat, die zur Spannschraube orthogonal ist und über die das Klemmstück durch einen Schraubenkopf der Spannschraube mit einer Kraft beaufschlagbar ist. Damit ist eine gleichmäßige Kraftbeaufschlagung des Klemmstücks möglich.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn in mindestens einem der beiden Klemmstücke ein Gewinde ausgebildet ist, in das die Spannschraube schraubbar ist. Durch einen solchen Gewindeeingriff lässt sich die gewünschte Karftbeaufschlagung der Schenkel besonders einfach und präzise einstellen.
In einer alternativen Ausführungsform hat auch das andere Klemmstück eine zur Spannschraube orthogonale Seitenfläche, an der eine Mutter anliegt, die zur Kraftbeaufschlagung der beiden Schenkel mit der Spannschraube in Gewindeeingriff steht. Damit ist es möglich, weitgehend unabhängig von der konkreten Ausbildung der beiden Klemmstücke eine passende Kombination aus Spannschraube und Mutter einzusetzen.
Vorzugsweise sind das erste und/oder das zweite Klemmstück im Querschnitt im Wesentlichen trapezförmig. Dadurch ist ein besonders einfacher Aufbau möglich.
Ein weiterer Vorteil ist gegeben, wenn der erste und/oder der zweite Schenkel an einem dem Polkontakt abgewandten Endbereich ein in Richtung des anderen Schenkels weisendes Abstützelement aufweist, durch das sich die Schenkel zumindest dann, wenn die Batterieklemme an dem Pol befestigt ist, aufeinander abstützen. Durch das Abstützelement wird eine feste Verbindung zwischen dem Polkontaktelement und dem Pol sichergestellt, so dass eine dauerhafte sichere Einklemmung erreicht und eine Korrosion verhindert wird. Somit ist der elektrische Kontakt zwischen dem Polkontaktelement und dem Pol sicherstellt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Abstützelement durch einen in Richtung des anderen Schenkels gebogenen Schenkelabschnitt gebildet. In dieser Form lässt sich das Abstützelement besonders einfach realisieren.
Durch das Abstützelement ist vorzugsweise ein Mindestabstand zwischen den beiden Schenkeln festgelegt, so dass durch Drehen der Spannschraube der Abstand zwischen den Schenkeln in einem Bereich verstellt werden kann, dessen untere Grenze durch diesen Mindestabstand vorgegeben ist. Dieser Mindestabstand ist insbesondere derart festgelegt, dass bei dem Mindestabstand die zwischen dem Polkontaktelement und dem Pol ausgebildete Klemmverbindung fest und dauerhaft ausgebildet ist und unter normalen Betriebsumständen ein ungewolltes Lösen der Batterieklemme von dem Pol ausgeschlossen ist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind in einem Übergangsbereich zwischen dem ersten Schenkel und dem Polkontaktelement und/oder in einem Übergangsbereich zwischen dem zweiten Schenkel und dem Polkontaktelement jeweils mindestens eine, vorzugsweise mehrere, Sicken ausgebildet. Durch diese Sicken wird die Steifigkeit der Batterieklemme, insbesondere im Übergangsbereich, erhöht, so dass ein Verdrehen und/oder ein Verbiegen der Batterieklemme vermieden bzw. erschwert wird und somit die feste Verbindung zwischen der Batterieklemme und dem Pol sichergestellt ist. Ferner wird dadurch erreicht, dass die durch die Spannschraube erzeugte Spannkraft gleichmäßig von den Schenkeln auf das Polkontaktelement übertragen wird, so dass dieses sicher den Pol umschließt und diesen somit zuverlässig einklemmt.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn in der für den Kontakt mit dem Pol vorgesehenen Innenfläche des Polkontaktelements mindestens eine Prägung, mindestens eine Vertiefung und/oder mindestens eine Erhebung vorhanden ist, durch die ein fester Sitz des Polkontaktelements an dem Pol sichergestellt wird. Die Prägung, Vertiefung und/oder Erhöhung sind insbesondere derart ausgebildet, dass durch sie die Rei- bungs- und Haftkraft zwischen dem Polkontaktelement und dem Pol erhöht wird, so dass ein Lösen der Klemmverbindung erschwert wird.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Polkontaktelement im Wesentlichen zylindrisch oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist, dass die einander zugewandten Oberflächen der Schenkel im Wesentlichen parallel zueinander sind, und dass die Mittelachse des Polkontaktelements senkrecht zur Montageebene liegt. Durch den zylinder- bzw. kegelstumpfförmigen Aufbau ist sichergestellt, dass Pole von Akkumulatoren, die typischerweise zylinder- oder kegelstumpfförmig sind, optimal umschlossen werden.
Ferner ist es besonders von Vorteil, wenn der erste Schenkel, das Polkontaktelement, der zweite Schenkel und das Anschlusskontaktelement einstückig ausgeführt sind. Dadurch wird erreicht, dass keine Fügestellen vorhanden sind und somit die Festigkeit und Steifigkeit der Batterieklemme erhöht sind. Ferner wird hierdurch eine einfache und kostengünstige Fertigung erreicht.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die die Erfindung im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Batterieklemme gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung und
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Batterieklemme gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
In Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer Batterieklemme 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Die Batterieklemme 10 umfasst ein im Wesentlichen zylinderförmiges Polkontaktelement 12, das, wenn die Batterieklemme 10 an einer Starterbatterie eines Fahrzeugs befestigt ist, einen in Figur 1 nicht dargestellten Pol dieser Starterbatterie umschließt und mit diesem elektrisch verbunden ist. Ferner hat die Batterieklemme 10 zwei an Übergangsbereichen 14, 16 mit dem Polkontaktelement 12 verbundene Schenkel 18, 20, wobei diese Schenkel 18, 20 jeweils eine Bohrung aufweisen, durch die eine Spannschraube 50 geführt ist. In Figur 1 ist lediglich die in dem Schenkel 20 ausgebildete Bohrung gezeigt und dort mit 21 bezeichnet.
Die Batterieklemme 10 weist ferner ein an dem ersten Schenkel 18 anliegendes erstes Klemmstück 30 und ein an dem zweiten Schenkel 20 anliegendes zweites Klemmstück 40 auf. Die Klemmstücke 30, 40 weisen jeweils eine Vertiefung 60 bzw. 62 auf, in die der zugehörige Schenkel 18, 20 eingepasst ist. Die Oberfläche des ersten Schenkels 18, die an der Grundfläche des ersten Klemmstücks 30 zu liegen kommt, bildet eine erste Klemmkontaktfläche. Entsprechend bildet die Oberfläche des zweiten Schenkels 20, die an der Grundfläche des zweiten Klemmstücks 40 zu liegen kommt, eine zweite Klemmkontaktfläche. Die Klemmstücke 30, 40 können somit von einer Seite her an den Schenkeln 18, 20 angelegt werden, ohne entlang den Oberflächen der Schenkel 18, 20 in Richtung der in Figur 1 mit Z bezeichneten Zylinderachse des Polkontaktelementes 12 zu verrutschen.
In dem ersten Klemmstück 30 ist eine erste Schraubenaufnahme und in dem zweiten Klemmstück 40 eine zweite Schraubenaufnahme ausgebildet, wobei diese beiden Schraubenaufnahmen in der Darstellung nach Figur 1 verdeckt sind. Die beiden Schraubenaufnahmen und die beiden in den Schenkeln 18, 20 ausgebildeten Bohrungen 21 sind zum Durchführen der Spannschraube 50 aufeinander ausgerichtet.
Wie schon vorstehend angedeutet, erleichtern die beiden Vertiefungen 60, 62 das Ausrichten der in den Klennnnstücken 30, 40 ausgebildeten Schraubenaufnahmen und der in den Schenkeln 18, 20 ausgebildeten Bohrungen 21.
Die Klemmstücke 30, 40 sind jeweils im Querschnitt annähernd trapezförmig. Die in dem im ersten Klemmstück 30 vorhandene Schraubenaufnahme ist derart ausgebildet, dass ihre Längsachse gegenüber einer Montageebene verkippt ist. Mit Montageebene ist vorliegend eine Ebene gemeint, die durch das zylinderförmige Polkontaktelement 12 aufgespannt wird. Die Montageebene liegt somit senkrecht zur Zylinderachse Z des Polkontaktelementes 12. Auch die in dem zweiten Klemmstück 40 ausgebildete Schraubenaufnahme ist derart ausgerichtet, dass ihre Längsachse gegenüber der Montageebene verkippt ist.
Die Spannschraube 50 hat einen Sechskantschraubenkopf 52, der an einer Schrägfläche 42 des zweiten Klemmstücks 40 angeordnet ist. Zwischen dem Schraubenkopf 52 und der Schrägfläche 42 befindet sich eine Beilagscheibe 54.
In der Schraubenaufnahme des ersten Klemmstücks 30 ist ein in Figur 1 verdecktes Gewinde ausgebildet, in das die Spannschraube 50 geschraubt ist. Das lagerichtige Einschrauben der Spannschraube 50 wird durch die Vertiefungen 60, 62 der Klemmstücke 30, 40, in denen die Schenkel 18, 20 anliegen und damit von einer Seite längs der Zylinderachse Z festgesetzt sind, erleichtert. Insbesondere ein Verdrehen der Klemmstücke 30, 40 beim Einschrauben der Spannschraube 50 in das Gewinde ist somit weitgehend ausgeschlossen.
Durch Anziehen der Spannschraube 50 kann der Abstand der Schenkel 18, 20 verändert und damit das Polkontaktelement 12 an dem Pol der Starterbatterie festgezogen werden. Dabei ist der Abstand der Schenkel 18, 20 derart bemessen, dass das
Polkontaktelement 12 auf dem Pol aufgesetzt werden kann und diesen lose umschließt. Anschließend wird die Spannschraube 50 in das in dem Klemmstück 30 vorhandene Gewinde eingeschraubt, wodurch die beiden Klemmstücke 30, 40 und mit diesen die beiden Schenkel 18, 20 einander angenähert werden. Der gegenseitige Abstand der beiden Schenkel wird solange verringert, bis ein an dem zweiten Schenkel 20 ausgebildetes, dem ersten Schenkel 18 zugewandtes Abstützelement 22 mit letzterem in Kontakt kommt. Damit wird erreicht, dass eine Klemmverbindung zwischen dem Pol und dem Polkontaktelement 12 hergestellt wird, die ein Lösen der elektrischen Verbindung des Polkontaktelements 12 und somit ein Lösen der elektrischen Verbindung zwischen der Batterieklemme 10 und dem Pol verhindert.
Der erste Schenkel 18 weist ein Anschlusskontaktelement 90 auf, an welchem eine Kontaktfläche 94 befestigt ist, die wiederum mit einer Anschlussleitung 92 verbunden ist. Die Befestigung der Kontaktfläche 94 an dem Anschlusskontaktelement 90 kann durch Schweißen oder Löten erfolgen. In der dem Pol zugewandten Innenfläche des Polkontaktelements 12 ist eine Prägung 82 angebracht. Dadurch wird der elektrische Kontakt zum Pol des Akkumulators verbessert. Dies wird durch einen lokal erhöhten Anpressdruck erreicht, der lokal eine Korrosion der Prägung weitgehend verhindert. Die Schenkel 18, 20 weisen in den Übergangsbereichen 14, 16 eine oder mehrere Sicken 80 auf, die die Steifigkeit der Batterieklemme 10 im Übergangsbereich 14, 16 erhöhen.
In Figur 2 ist eine schematische Darstellung einer Batterieklemme 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Elemente mit gleichem Aufbau oder gleicher Funktion haben die gleichen Bezugszeichen.
In der zweiten Ausführungsform ist im Bereich des Anschlusskontaktelementes 90 die Kontaktfläche 94 eines Crimpkontaktes 96 angeschweißt oder angelötet, über
den wiederum ein elektrischer Kontakt zu der Anschlussleitung 92 hergestellt werden kann. Hierzu werden ein Leiter oder mehrere Leiter der Anschlussleitung 92 zwischen Fingern 98 des Crimpkontaktes 96 angeordnet. Anschließend werden die Finger 98 aufeinander zubewegt und eine Crimpverbindung zwischen dem Crimpkon- takt 96 und der Anschlussleitung 92 ausgebildet.
Es versteht sich von selbst, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen lediglich beispielhaft zu verstehen sind. Es sind verschiedene Abwandlungen denkbar. Beispielsweise kann anstelle des in dem ersten Klemmstück ausgebildeten Gewindes eine Mutter verwendet werden, die auf das von dem Schraubenkopf 52 abgewandte Ende der Spannschraube 50 geschraubt wird, um das Polkontaktelement 12 an den Pol des Akkumulators festzuziehen.
Bezugszeichenliste
Batterieklemme
Polkontaktelement
Übergangsbereich
erster Schenkel
zweiter Schenkel
Bohrung
Abstützelement
erstes Klemmstück
zweites Klemmstück
Schrägfläche
Spannschraube
Schraubenkopf
Beilagscheibe
erste Vertiefung
zweite Vertiefung
Sicke
Prägung
Anschlusskontaktelement
Anschlussleitung
Kontaktfläche
Crimpkontakt
Finger