Batterieklemme
Die Erfindung geht aus von einer Batterieklemme gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der US 5302143 ist eine solche doppellagige Batterieklemme bekannt. Der Anschluß eines Batteriekabeis an die einstuckige Batterieklemme ist anhand eines ebenfalls doppellagig ausgeführten Crimps möglich. Eine derartige Verbindung ist bestandig gegen mechanische Belastungen und gewahrleistet eine gute Stromubertragbarkeit. Die Batterieklemme ist jedoch nicht f r den Anschluß zusätzlicher Verbraucher geeignet, da Keine entsprechenden Anschlußelemente vorhanαen sind.
Eine doppellagige Batterieklemme ist auch aus der US 4747793 bekannt. Der Anschlußbereich dieser Batterieklemme ist mit einem Gewindebolzen ausgestattet, dessen fester Sitz durch die Einbettung des quadratischen Kopfes in die doppellagige Klemme gewährleistet ist. Die Fertigung dieses einzigen Anschlußelementes erfordert einen hohen prozeßtechnischen Aufwand. Darüber hinaus ist die Batterieklemme ausschließlich für den Anschluß von konfektionierten Kabeln geeignet, wobei nur eine der beiden Lagen direkt kontaktiert wird. Die Beständigkeit der Kontaktierung zwischen dem Kontaktteil des Kabels und der Batterieklemme ist abhangig von der Qualltat der Schraubverbindung. Im Falle einer Lockerung der Mutter, z. B. durch betriebsbedingte Vibrationen, besteht der einzige Kontakt nur noch punktuell. Für den Anschluß zusätzlicher Aggregate sind keine entsprechenden Anschlußelemente vorgesehen, so daß weitere Anschlüsse nur unter Erhöhung der Übergangswiderstande an dem Gewindebolzen möglich waren. Die Fixierung der Batterieklemme auf dem Batteriepol erfolgt mittels einer Schraubverbindung, αie den Umfang entsprechender Aufnahmeoffnungen verringert. Die Handhabung der Bestandteile dieser Schraubverbindung wird durcn die Einzelheit von Mutter, Unterlegscheibe und Gewindebolzen erschwert.
Aus der WO 92/11667 ist ebenfalls eine doppellagige Batterie¬ klemme bekannt. Der Anschluß des Kabels an die Klemme wird mit einer Crimpverbindung realisiert. Ein zusätzlicher Verbraucher kann auf eine hervorragende Lasche gesteckt werden. Nachteilig ist an dieser Anschlußtechnik die leichte Lösbarkeit dieses Kontaktes. Bei Reparaturarbeiten im Motorraum können unbemerkt Kräfte auf das Zusatzkabel wirken, die zu einem Losen der Verbindung fuhren. Die Fixierung der Klemme auf dem Batteriepol erfolgt unter Schragstellung zweier geprägter Aufnahmeoffnungen mit Hilfe einer Mutter und einer Schraube, die an der Klemme bewegbar gehaltert sind.
Eine Batterieklemme mit zusätzlichen -Anschlußelementen ist aus der US 3407383 bekannt. Der Hauptanschluß erfolgt mittels einer Klemmverbindung, wobei ein Kabel mit zwe Schrauben zwischen zwei Metallplatten eingequetscht wird. Die Zusatzanschlusse sind von der Batterieklemme abstehend ausgeführt, an denen konfektionierte Kabel vorzugsweise mit Flugelschrauben befestigt werden können. Alternativ dazu ist die Klemmschraube zur Befestigung der Batterieklemme auf dem Batteriepol mit einer Innenbohrung versehen, in die eine weitere Schraube zur Befestigung von Zusatzkabeln eingedreht werden kann. Die Handhabung dieser Klemme ist bezüglich der aufwendigen Anschlußtechnik der Kabel für einen Monteur nicht praktikabel, da im Motorenraum eines Kraftfahrzeuges durch die Vielzahl der Aggregate äußerst beengte Platzverhaltnisse entstehen.
Des weiteren ist aus der EP 0569064 AI bekannt, einen doppella¬ gigen Crimp zur Fixierung eines Kabels an ein Kontaktteil zu verwenden. Eine Lasche ragt in einen einlagigen Crimp und wird zusammen mit dem Kabel verquetscht, um eine verbesserte Stromverteilung m die einzelnen Bereiche des Kontaktteiles zu ermöglichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Batterieklemme auf der Grundlage des Oberbegriffs des Anspruches 1 so zu gestalten, daß sie unter Optimierung der elektrischen und
mechanischen Eigenschaften und unter Vereinfachung des Fertigungsprozesses und Erhöhung der Montagefreundlichkeit für den Anschluß mehrerer Aggregate geeignet ist.
Gelost wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.
Der Gegenstand des Anspruches 1 weist die Vorteile auf, daß die Batterieklemme an allen Anschlußelementen gute Stromubertra- gungseigenschaften schafft und gleichzeitig leicht zu hand¬ haben ist, weil die Stabilität der Klemme, insbesondere im Anschlußbereich, erheblich verbessert wird. Die zusatzliche Kontaktlasche des Crimps schafft die Voraussetzung f r einen idealen Stromfluß vom Kabel zu den Kontaktpunkten der Batterieklemme. Beide Lagen der Batterieklemme kommen direkt mit dem Anschlußkabel in Kontakt. Es entstehen im Anschlußbereich flächige Kontaktϋbergänge, die die Ubergangswiderstande minimieren und die Strombelastbarkeit erhöhen.
Die zusätzlichen Anschlußelemente schaffen die Möglichkeit mehrere Aggregate direkt und mit geringen Ubergangswiderständen an die Batterieklemme anzuschließen. Die erhöhte Strombelastbarkeit erübrigt unterschiedliche Blechquerschnitte und erlaubt die Fertigung der Batterieklemme aus einem Material mit einheitlicher Materialstarke. Die Kontaktlasche im Adercrimp verleiht der Klemme nach dem Vercrimpen zusätzlich Stabilität und Schwingungsfestigkeit. Die Zusammenfassung aller Anschlu߬ elemente in einem Anschlußbereich der Batterieklemme fördert die Kompaktheit und unterstützt die Stabilität der Klemme. Die Gestaltung des Anschlußbereiches läßt sich fertigungstechnisch leicht umsetzen. Bei Montage- und Reparaturarbeiten ist ein ungehinderter Zugriff zur Klemmschraube möglich, da alle Anschlußleitungen ausschließlich im einzigen Anschlußbereich der Batterieklemme verlegt sind. Unbeabsichtigte Verhakungen sind ausgeschlossen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Anspruches 1 sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die zusätzlichen Anschlußelemente sind in zwei flugelartigen Ansätzen rechts und links des Hauptanschlußelementes in einer der beiden Lagen vorgesehen. Diese symmetrische Gestaltung des Anschlußbereiches in Längsrichtung stellt eine Versteifung dar, so daß die Batterieklemme auch hohen Belastungen standhalt. Die gut zugängliche und kompakte Anordnung der Anschlußelemente bietet dem Monteur ideale Arbeitsbedingungen. Desweiteren lassen sich die von dem Anschlußbereich abgehenden Kabel durch die benachbarte Anordnung der Anschlußelemente leicht und bedienungsfreundlich zu einem Kabelstrang zusammenfassen.
Fertigungstechnisch ist es vorteilhaft, die zusätzlichen -Anschlußelemente durch in ausgestanzte Locher eingesetzte Gewindebolzen zu realisieren, da ein Gewindebolzen einen stabilen Anschlußpunkt darstellt. Die Befestigung und damit auch die funktionelle Integration des Gewindebolzens in die Batterieklemme ist mit verschiedenen Techniken kostengünstig durchf hrbar.
Hinsichtlich der Montagefreundlichkeit ist es wünschenswert, die Gewindebolzen unverlierbar und mit einer Verdrehsicherung m den Öffnungen der Batterieklemme zu fixieren. Es muß gleichzeitig sichergestellt sein, daß der Verbund zwischen der Batterieklemme und den Gewindebolzen weder die elektrischen noch die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigt.
Der Gewindebolzen kann unterhalb des Kopfes mit einem eckigen Schaft ausgebildet sein, der eingesetzt m eine entsprechend ausgestanzte Öffnung nicht mehr gedreht werden kann. Derartige Gewindebolzen, insbesondere mit Vierkant-Profilen, sind Standardzukaufteile und entsprechend kostengünstig. Eine von der Batterieklemme abgebogene Lasche kann den Kopf des Gewindebolzens untergreifen und verhindern, daß der Gewindebolzen aus der Öffnung fallt und verloren wird.
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Die praktische Realisierung erfolgt nur mit geringem Mehraufwand, so daß die übliche Prozeßfolge nicht wesentlich beeinflußt wird und die Fertigungsverfahren beibehalten werden.
Neben diesen formschlussigen Losungen ist auch eine mit den hinlänglich bekannten Vorteilen verbundene kraftschlussige Losung möglich. Ein besonders oestandiger Verbund kann hierbei durch Verpressen oder Vernieten des Gewindebolzens mit der Batterieklemme geschaffen werden, wobei der Gewindebolzen in idealer Weise als Kontaktbrucke dient.
Es ist sinnvoll, die Batterieklemmen aus möglichst wenig Einzelteilen zu fertigen, um die Handhabung zu erleichtern. Deshalb werden die Unterlegscheiben bereits an dem ausgestanzten Basisteil der Batterieklemme emstuckig angeformt und sind nach dem Formgebungsprozeß am Montageort richtig plaziert. Die Schraube muß nur noch in den entsprechenden Hohlraum eingeführt werden und mit einer Mutter verschraubt werden.
Für die Gewahrleistung der mechanischen Funktionen der Batterieklemme ist es wichtig, deren Form dauerhaft aufrecht erhalten zu können. Deshalb sind im mittleren Bereich der Batterieklemme an den beiden Lagen gegeneinander stoßende Stütznasen freigestanzt. So wird die Batterieklemme im Bereich der Aufnahmeoffnungen stabilisiert und deren Ausrichtung zueinander gewährleistet. Damit ist das problemlose Aufstecken der Batterieklemme auf den Batteriepol möglich. Darüber hinaus können die beiden Lagen durch Haken und Vorsprünge miteinander verriegelt werden. Ein Offnen oder Auseinanderbiegen der Lagen, insbesondere beim Abziehen der Batterieklemme vom Batteriepol, wird verhindert.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles unter Zuhilfenahme der Zeichnungen erläutert. Es zeigen
Figur 1 ein ausgestanzten Metallzuschnitt für eine Batterieklemme.
- C. ¬
Figur 2 die Batterieklemme m einer Draufsicht, hergestellt aus dem Zuschnitt gemäß Figur 1 mit eingesetzten Gewindebolzen.
Figur 3 die Batterieklemme gemäß Figur 2 in einer Seitenansicht .
Figur 4 die Batterieklemme m einem Schnitt gemäß der Langsachse A - A m Figur 2.
Figur 5 den Anschlußbereich der Batterieklemme in einem Schnitt gemäß der Linie B - B in Figur 2.
Figur 6 einen ausgestanzten Metallzuschnitt eines weiteren Ausfuhrungsbeispieis einer Batterieklemme.
Figur 7 die Batterieklemme in einer Draufsicht, hergestellt aus dem Zuschnitt gemäß Figur 6, mit eingesetzten Gewindebolzen.
Figur 8 die Batterieklemme gemäß Figur 7 in einer Seitenansicht.
Die Figuren 1 und 6 zeigen Metallzuschnitte von Batterieklemmen 1 und 1' in einem Maßstab von 1 : 1, wahrend die Batterieklemme 1 und 1 ' in den anderen Figuren in einem Maßstab von 2 : 1 dargestellt sind. Die beiden Ausfuhrungsbeispiele unterscheiden sich nur in wenigen Details, so daß gleiche Bauteile in dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 6 bis 8 mit gleichen Bezugsziffern, jedoch unter Anhangung eines Apostrophs, bezeichnet werden. Die Batterieklemmen 1 und 1' können prinzipiell sowohl zur Kontaktierung des Pluspols als auch zur Kontaktierung des Minuspols einer Batterie verwandt werden.
Der Durchmesser des Pluspols einer Batterie ist größer als der des Minuspols, so daß entsprechende Batterieklemmen 1 und 1' den gleichen Aufbau, jedoch unterschiedlich dimensionierte
Polaufnahmen aufweisen. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf die Kontaktierung des Pluspols.
In Figur 1 ist ein ebenes Basisteil 2 dargestellt, aus dem nach diversen Formgebungsschritten die fertige Batterieklemme 1 gemäß den Figuren 2 und 3 erstellt wird. Das einstuckige Basisteil 2
ist aus einer Tafel aus einer Kupfer-Zink-Legierung gestanzt, und prinzipell rechteckig geformt. Die Verwendung eines einstuckigen Basisteils 2, das konstruktiv ausschließlich eine einheitliche Materialstarke erfordert, ermöglicht eine den allgemeinen Bestrebungen nach Gewichtsreduzierung entsprechende Batterieklemme 1. Zur Erstellung einer Doppellagigkeit der Batterieklemme 1 wird das ebene Basisteil 2 um 180° abgewinkelt, so daß gemäß Figur 2 eine obere Lage 3 und eine dazu beabstandete untere Lage 4 entsteht. Durch weitere Präge-, Biege- und Bestückungsvorgange wird aus dem Basisteil 2 die Batterieklemme 1 gefertigt.
In einem in den Figuren 2 bis 4 rechts angeordneten Anschlu߬ bereich 5 kann die Batterieklemme 1 mit nicht dargestellten Kabeln verbunden werden. Das Hauptanschlußkabel wird an einem ersten Anschlußelement 6 der Batterieklemme 1 fixiert. Das Anschlußelement 6 besteht aus einem doppellagigen Crimp 7. Zur Bildung des Cri ps 7 ist eine Kabelaufnahme 8 mit beidseitig angeformten Krallen 9 und 10 von der unteren Lage 4 rechtwinklig abgebogen. Eine zusätzliche Kontaktlasche 11 ist rechtwinklig von der oberen Lage 3 abgebogen und liegt in der Kontaktaufnahme 8. Nach der Verquetschung des Crimp 7 um einen abisolierten Teil des Kabels dringen die Krallen 9 und 10 in den Aderverbund des Kabels ein und gewährleisten eine kraftschlüssige, dauerhafte Befestigung. Die Kabelaufnahme 8, deren Krallen 9 und 10 und die Kontaktlasche 11 umschließen die Adern des Kabels und dienen der Stromübertragung.
Die Verwendung eines doppellagigen Crimps 7 ermöglicht hierbei eine höhere Strombelastbarkeit bei gleichzeitiger Senkung der Wärmeentwicklung, da sowohl die obere Lage 3 als auch die untere
Lage 4 direkt kontaktiert werden. Diese Eigenschaft ist besonders wichtig für die hohen Strombelastungen ausgesetzte Batterieklemme 1. Darüber hinaus verleiht die Kontaktlasche 11 der Batterieklemme 1 zusatzliche Stabilität und Schwingungsfestigkeit .
Als Bestandteil des Anschlußbereiches 5 sind zwei zusatzliche, symmetrisch angeordnete Anschlußelemente 12 und 13 für entsprechende Aggregate, wie z. B. ein Radio, realisiert. Die obere Lage 3 und die untere Lage 4 sind beidseitig der Längsachse A der Batterieklemme 1 mit Ansätzen 14, 15, 16 und 17 ausgebildet, in die je eine quadratische Öffnung 18 - 21 zur Aufnahme zweier Gewindebolzen 22 und 23 ausgestanzt ist. Die Gewindebolzen 22 und 23 haben unterhalb ihrer linsenförmigen Kopfe 24 und 25 quadratische Schafte 26 und 27, die in Gewindestifte 28 und 29 übergehen. Infolge der Formschlussigkeit der quadratischen Öffnungen 18 - 21 und der quadratischen Schäfte 26 und 27 sind die Gewindebolzen 22 und 23 verdrehsicher in der Batterieklemme 1 plaziert. Des weiteren befinden sich an der oberen Lage 3 an den Ansätzen 14 und 15 Haltelaschen 30 und 31, die nach der Bestückung der Batterieklemme 1 mit den Gewindebolzen 22 und 23 abgewinkelt worden sind und die Köpfe 24 und 25 untergreifen. Die Gewindebolzen 22 und 23 sind somit gegen Herausfallen gesichert.
Die Montage der Kabel wird hierdurch erleichtert. Ein vorkonfektioniertes Kabel, z. B. mit einem Kabelschuh, kann ohne Mitdrehen und ohne Sicherung der Gewindebolzen 22 und 23 mit einer Mutter befestigt werden. Die durchweg flachigen Kontaktübergänge von der Mutter bis zu den Laschen 30 und 31 bewirken äußerst geringe Ubergangswiderstände und verbessern die elektrischen Eigenschaften der Batterieklemme 1.
Darüber hinaus schafft die symmetrische und zentralisierte Anordnung der Anschlußelemente 6, 12 und 13 einen eindeutig definierten und hinreichend stabilen Anschlußbereich 5, der montagetechnische Vorteile bietet.
In einem links von dem Anschlußbereich 5 angeordneten Klemmbereich 32, ist in der oberen Lage 3 und m der unteren Lage 4 jeweils eine kreisrunde geschlitzte Aufnahmeoffnung 33,
34 f r den Batteriepol (nicht dargestellt) ausgebildet. Die Rander 35 und 36 der Aufnahmeoffnungen 33 und 34 sind tiefgezogen und weisen nach oben. Damit die Batterieklemme 1
leichtgangig auf dem Batteriepol montiert werden kann, sind die beiden Aufnahmeoffnungen 33 und 34 zueinander ausgerichtet. Um beim Aufsetzen bzw. Abnehmen die Stabilität der Batterieklemme 1 zu gewährleisten, sind an der oberen Lage 3 und an der unteren Lage 4 beidseitig der Langsachse A außen an den
Aufnahmeof nungen 33 und 34 Stutznasen 37 - 40 ausgebildet, die gegeneinander stoßen. Der Abstand zwischen den beiden Lagen 3 und 4 ist damit garantiert, so daß bei der Montage oder Demontage keine Formveranderungen auftreten.
Die obere Lage 3 und die davon beabstandete untere Lage 4 sind in Längsrichtung A durch zwei U-formig abgewinkelte Stege 41 und
42 emstuckig miteinander verbunden. Die beiden Stege 41 und 42 grenzen jeweils an die beiden Aufnahmeoffnungen 33 und 34. Zwischen diesen Stegen 41 und 42 verlauft ein Schlitz 43, der in die Aufnahmeoffnungen 33 und 34 bzw. deren Rander 35 und 36 mündet. In einem rohrformigen Hohlraum 44 zwischen den Lagen 3 und 4 angrenzend an den U-formigen Stegen 41 und 42 ist eine Schraube 45 eingeführt, so daß sich mit deren Hilfe der Schlitz
43 zwischen den Stegen 41 und 42 verengen laßt. Folglich verringert sich auch der Umfang der Aufnahmeoffnungen 33 und 34 und die Rander 35 und 36 werden an den Batteriepol gepreßt. Die Batterieklemme 1 ist an dem Batteriepol befestigt. Die Kontaktierung erfolgt zwischen dem Batteriepol und den Randern
35 und 36 und kann durch vorstehende Warzen 46 verbessert werden.
Die Montage der Batterieklemme 1 erfordert das Zusammenführen der Einzelteile einer Schraubverbindung. Eine Erleichterung wird hier durch die einstückige Anordnung der Unterlegscheiben 47 und 48 an dem Basisteil 2 der Batterieklemme 1 geschaffen. Bereits
bei Fertigungsprozeß werden die Unterlegscheiben 47 und 48 am Montageort unmittelbar vor und hinter dem Hohlraum 44 für die Schraube 45 plaziert und können nicht verlustig gehen. Im Ausfuhrungsbeispiel sind die Unterlegscheiben 47 und 48 an den Stütznasen 37 und 39 angeformt. Eine weitere Verbesserung wird auch hier durch den Einsatz einer quadratischen Schraube 45 erreicht. Entsprechend abgewinkelte Stege 41 und 42, die den
Hohlraum 44 zur Aufnahme der Schraube 45 abgrenzen, verhindern eine Verdrehung der Schraube 45, so daß nur ein einziges Werkzeug zur Verdrehung der Mutter 49 notwendig ist, um die Batterieklemme 1 auf dem Batteriepol zu befestigen.
Die konstruktive Gestaltung der Batterieklemme 1 erlaubt eine einfache und kostengünstige Fertigung.
Die in den Figuren 6 bis 8 dargestellte Batterieklemme 1' unterscheidet sich nur in Details von dem Ausfuhrungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 5, wobei der prinzipielle Aufbau identisch ist. Die zusätzlichen Anschlußelemente 12' und 13' sind nur einlagig ausgebildet, da die Befestigung der Gewindebolzen 22' und 23' kraftschussig mit der oberen Lage 3' erfolgt. Es sind keine Vorrichtungen für Verdrehsicherung und Unverlierbarkeit der Gewindebolzen 22' und 23' notwendig. Diese Eigenschaften werden prozeßtechnisch durch eine Vernietung oder eine Verpressung gewährleistet.
Die Einhaltung des Abstandes zwischen der oberen Lage 3' und der unteren Lage 4' wird nicht durch Aneinanderstoßen von Stützelementen 37 - 40 ermöglicht, sondern durch komplementäre Haken 50, 51 und Vorsprunge 52, 53, die die beiden Lagen 3' und 4' miteinander verriegeln. Ein Aufbiegen der Batterieklemme 1' ist unter montageüblichen Belastungen nicht möglich.
Aus der Figur 7 ist ersichtlich, daß die Schraube 45' nur mit einer Unterlegscheibe 47' zusammenwirkt, die aber ebenfalls mit dem Basisteil 2' einstückig verbunden ist. Eine verdrehsichere Schraube 45' wird durch den quadratischen Schraubenkopf 54
geschaffen, der von einem entsprechenden Anschlag 55 an der Batterieklemme 1' an der Verdrehung gehindert wird.
Bezugszeichenliste
Batterie lemme
Basisteil obere Lage untere Lage
Anschlußbereich
Anschlußelement
Crimp
Kabelaufnähme
Kralle
Kralle
Kontaktlasche
Anschlußelement
Anschlußelement
Ansatz
Ansatz
Ansatz
Ansatz
Öffnung
Öffnung
Öffnung
Öffnung
Gewindebolzen
Gewindebolzen
Kopf
Kopf
Schaft
Schaft
Gewindestift
Gewindestift
Haltelasche
Haltelasche
Klemmbereich
Aufnahmeoffnung
Aufnahmeoffnung
Rand
Rand
Stütznase
Stütznase
Stütznase
Stütznase
Steg
Steg
Schlitz
Hohlraum
Schraube
Warze
Unterlegscheibe
Unterlegscheibe
Mutter
Haken
Haken
Vorsprung
Vorsprung
Schraubenköpf
Anschlag
Längsachse