WO2010105940A1 - Anordnung zur verbindung einer kfz-batterie - Google Patents

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WO2010105940A1
WO2010105940A1 PCT/EP2010/052958 EP2010052958W WO2010105940A1 WO 2010105940 A1 WO2010105940 A1 WO 2010105940A1 EP 2010052958 W EP2010052958 W EP 2010052958W WO 2010105940 A1 WO2010105940 A1 WO 2010105940A1
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circuit board
arrangement according
contact
printed circuit
battery
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PCT/EP2010/052958
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Inventor
Werner Kallee
Original Assignee
Würth Elektronik Ics Gmbh & Co. Kg
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R11/00—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts
    • H01R11/11—End pieces or tapping pieces for wires, supported by the wire and for facilitating electrical connection to some other wire, terminal or conductive member
    • H01R11/28—End pieces consisting of a ferrule or sleeve
    • H01R11/281—End pieces consisting of a ferrule or sleeve for connections to batteries
    • H01R11/282—End pieces consisting of a ferrule or sleeve for connections to batteries comprising means for facilitating engagement or disengagement, e.g. quick release terminal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R11/00—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts
    • H01R11/11—End pieces or tapping pieces for wires, supported by the wire and for facilitating electrical connection to some other wire, terminal or conductive member
    • H01R11/28—End pieces consisting of a ferrule or sleeve
    • H01R11/281—End pieces consisting of a ferrule or sleeve for connections to batteries
    • H01R11/287—Intermediate parts between battery post and cable end piece

Definitions

  • the invention relates to the arrangement for connection between a battery arranged in a motor vehicle and the electrical consumers within the motor vehicle.
  • starter batteries which is intended to supply the power for the starting process and, moreover, to supply electrical consumers with electricity if the alternator does not provide sufficient power.
  • Such starter batteries have battery poles of standardized dimensions.
  • the negative pole is connected to the metallic chassis of the vehicle via a ground strap, and a cable or cable bundle is connected to the positive pole by means of a battery terminal.
  • the battery clamp is clamped tightly using an approximately tangential screw.
  • the battery terminal To replace a battery, therefore, the battery terminal must be opened with a wrench. Often there is little space available within the engine compartment, where the batteries are usually housed.
  • the invention is based on the object to provide a simple structure and the connection of electrical consumers facilitating arrangement for connecting a motor vehicle battery with the electrical loads of the motor vehicle. It should be understood by motor vehicle not only a common motor vehicle, but for example, rail-bound motor vehicles or even small ships. To solve this problem, the invention proposes an arrangement with the features mentioned in claim 1. Further developments of the invention are the subject of dependent claims.
  • the proposed arrangement of the invention uses a circuit board, which is connected on the one hand to the battery and the on the other hand, has at least one line connection, with which the line leading to the consumers can be connected. It is therefore possible to disconnect an electrical load, only to open this line connection, without opening the pole terminal corresponding to the previous battery terminal.
  • the line connection is soldered to the circuit board, for example in SMT.
  • the line connection is pressed with the circuit board, that is pressed with contact pins in through-contacting openings of the circuit board so that it is not only electrically, but also mechanically connected to the circuit board.
  • Such line connections are known in the art.
  • Another way to attach line terminals to the circuit board may be that the lead terminal is bolted to the circuit board, possibly also in combination with one of the other types of connections.
  • connection intended for connection to the battery pole can now have contact tongues which are oriented and shaped in such a way that they make contact with the surface of this battery pole. They are preferably applied over as large a region of the lateral surface of the battery pole as possible.
  • the abutment of the contact tongues can be carried out such that the contact tongues protrude approximately perpendicularly from the printed circuit board. Because of the truncated cone shape of the battery pole, the contact tongues are preferably arranged in a circle, so that they can surround the battery pole from all sides and rest everywhere.
  • the printed circuit board projects upwards from the printed circuit board and are arranged around a hole of the printed circuit board, so that the printed circuit board can be placed onto the battery from above until the battery post extends through this hole of the printed circuit board upwards protrudes.
  • the contact tongues leave a gap between them.
  • the contact tongues are formed on individual separate contact elements. These contact elements can then be connected to the circuit board each for themselves.
  • a plurality of contact tongues for example all contact tongues, are part of a common contact element.
  • the contact tongues or contact elements containing them are mounted on a common contact carrier or taken from this.
  • This contact carrier can allow an improvement in the mounting of the contact elements on the circuit board.
  • the contact tongues or the contact elements containing them For electrically connecting the contact tongues or the contact elements containing them, it can be provided according to the invention that they are soldered to the printed circuit board, for example in SMT.
  • the contact elements are pressed with the circuit board, for example in such a way that arranged on the contact elements contact pins are pressed into plated holes in the circuit board.
  • This press-fitting into through-holes leads not only to an electrical, but also to a mechanical connection.
  • contact tongues it is possible to design the contact tongues in such a way that due to their own rigidity they rest sufficiently firmly on the outside of the battery post.
  • the contact carrier is arranged radially outside of the contact tongues and has an external thread with which the internal thread of a nut is engaged.
  • This nut which is provided for example with a handwheel, can then be screwed onto the contact carrier and thereby effect the application.
  • an annular wedge element can be arranged, which is inserted axially when screwing the nut on the contact carrier in the space between the contact carrier and the contact tongues and thereby presses the contact tongues against the battery pole.
  • the internal thread of the nut is attached to a kind of wedge sleeve and that the contact carrier is formed inwardly deformable, so that with increasing screwing the nut on the contact carrier this is moved even inside and thereby the reeds against the battery presses.
  • Another possibility of applying the contact tongues may be that a conventional battery terminal, but without a separate cable, placed around the reeds and clamped in the known manner.
  • the connection of the contact elements of the Polan gleiches with the circuit board, regardless of which method this connection is done, can normally be done from the bottom of the circuit board ago.
  • the printed circuit board has a plurality of line connections in order to be able to attach different line strands of the electrical consumers of the motor vehicle separately to the printed circuit board. This can facilitate the maintenance of the motor vehicle when, for example, only certain parts of the on-board electrical system are to be de-energized. On the other hand, thereby the structure of the circuit board and the formation of wiring harnesses easier.
  • the invention proposes that additional components and / or sockets for components can be arranged on the printed circuit board, for example fuses.
  • the arrangement may also have more than one pole connection and be mechanically and electrically connected to both batteries. It can also serve, for example, to switch two batteries in series or in parallel. Even if only one battery is present, the assembly may also be used for attachment to the negative battery post.
  • Figure 1 is a plan view of a printed circuit board as part of the arrangement according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic cross section through a pole connection of the printed circuit board
  • FIG. 3 shows schematically the arrangement of the contact elements of the terminal of Figure 2;
  • Figure 4 is a simplified perspective view of a contact element
  • FIG. 5 shows a section corresponding to FIG. 2 in a modified embodiment
  • Figure 6 is a simplified representation of a simplified arrangement
  • Figure 7 shows another way of attaching contact elements to the circuit board.
  • the printed circuit board 1 shows a plan view of a printed circuit board, which is intended for attachment to a motor vehicle battery and can be connected to the continuing lines to the electrical loads of the motor vehicle.
  • the printed circuit board 1 has a pole terminal 3 provided with a hand wheel 2 for its actuation. At the This point is when the circuit board 1 is attached to the battery, the positive pole of the battery is arranged.
  • a longitudinal edge 4 of the printed circuit board 1 along a plurality of designed as screw connections line connections 5 are attached to which can be screwed to the consumers of the motor vehicle leading lines. Details of such screw connections are not shown. Screw connections or plug connections for lines are known in the prior art. As can also be seen from FIG. 1, there are line connections 5 of different sizes, depending on the cross section of the cables to be attached here. The lead terminals 5 can therefore be occupied independently of each other, it can lines to different consumers are disconnected and clamped independently.
  • plug-in sockets 6 for example for fuses, are attached, which are likewise in electrical connection with printed conductors within the printed circuit board.
  • FIG. 2 now shows a simplified cross section through the pole terminal 3 in FIG. 1.
  • the motor vehicle battery 7 has at this point the battery post 8, which has the shape of a truncated cone with a flat end face 9. This form is standardized.
  • the printed circuit board 1 has a hole at the location assigned to the battery post 8, so that it can be arranged below the end face 9 of the battery post 8.
  • contact elements 10 are attached in the edge region of the hole in the circuit board 1 contact elements 10 are attached.
  • the contact elements 10 have on their radially outer side upwardly projecting pins 1 1, which are pressed into plated holes in the circuit board 1. This press-fit is used for electrical and mechanical connection with the circuit board.
  • the contact elements 10 are accommodated in a contact carrier 12.
  • the contact carrier 12 has a lower flange 13, which is arranged below the printed circuit board 1. On the shoulder formed by the flange 13, the circuit board 1 is located. At the radial outer side, the contact carrier 12 has an external thread 14 at least in its upper region.
  • the contact elements 10 have at their radial inner sides contact tongues 15, whose length corresponds approximately to the height of the battery 8.
  • a wedge ring 16 is used, the radial outer side and the radially inner side converge in the downward direction.
  • the wedge angle of the wedge ring 16 is oriented opposite to the wedge angle of the battery 8.
  • a nut 17 is screwed, which has an internal thread 18. This internal thread 18 engages in the external thread 14 of the contact carrier 12.
  • the wedge ring 16 rests with its upper end face against the inside 19 of the nut 17.
  • the wedge ring 16 is inserted into the space between the contact carrier 12 and the contact tongues 15 and thereby presses the contact tongues 15 against the truncated cone of the battery 8.
  • FIG. 3 shows the arrangement of the contact elements 10 from above. All other parts are omitted in this illustration.
  • Each contact element 10 is formed as a separate one-piece metal part.
  • the contact elements In a middle region, which can be seen in the plan view in FIG. 3, the contact elements extend as part of a circular sector.
  • the contact pins 11 directed toward the top are formed by bending over.
  • the contact tongues 15 In the radially inner region of the contact tongues 15 are formed, which leave a gap 19 between them.
  • the contact tongues 15 are formed in the undeformed state as a flat tongues. Only when acted upon by the wedge ring 16, they attach themselves to the surface of the battery 8 and thereby obtain a curved shape. This has the advantage that when plugging the printed circuit board 1 on the battery 8 at this no longitudinal edges of the contact tongues rest, but only a linear system occurs approximately in the central region of the reeds.
  • eight contact tongues 15 are used, which are formed on separate components. Of course, it is also conceivable that a plurality of contact tongues 15 are arranged combined on a single component.
  • FIG. 4 shows a perspective view of a simplified embodiment of a contact element.
  • the contact element 10 has the shape of an angle, one leg of which forms the contact tongue 15.
  • the central portion 20 to be arranged parallel to the printed circuit board 1 is flat and has, for example, the sector shape with diverging side edges which can be better seen in FIG.
  • two upwardly projecting pins 1 1 are formed on the central portion 20 in the illustrated example. These pins 11 have pronounced edges.
  • the middle section has parallel side edges, ie the shape of a rectangle.
  • the contact pins 10 do not point in the same direction as the contact tongues 15, but instead are angled downwards relative to the arrangement of FIG.
  • FIG. 5 shows a similar to Figure 1 section through a modified embodiment.
  • the contact carrier 12 is slightly thicker here in the radial direction, and its radially inner side extends obliquely at the same angle as the outside of the battery 8.
  • the nut 17 is constructed similarly to the embodiment of Figure 2.
  • Sleeve 21 is again an internal thread 18 is formed.
  • this nut is screwed onto the external thread 14 of the contact carrier 12, the contact carrier 12 is moved inwardly in the direction of the battery 8. This results in a jamming of the contact tongues 15 of the contact elements 10 against the outside of the battery 8.
  • this embodiment provides a simple to be operated by a handwheel 2 way of quick attachment to the and rapid removal of the circuit board 1 of the battery.
  • FIG. Yet another greatly simplified embodiment is shown in FIG.
  • the contact elements 10 is left of the pole terminal of Figures 2 and 5, which are pressed with their contact pins 11 in the circuit board 1 and the contact tongues 15 abut the outside of the battery 8. Since the contact tongues protrude above the surface of the circuit board 1 up, here There is also space available for attaching any other clamping device. For example, could now be wrapped around the reeds a conventional pole terminal and clamped with a screw or a lever.
  • FIG. 7 is only intended to illustrate that another type of connection between the contact elements 10 and the printed circuit board 1 is also possible.
  • the contact elements 10 are formed as an angle without pins 11, wherein the previously designated as the central portion 20 section here forms the other leg.
  • This leg can now be soldered to solder pads of the circuit board 1, both from below, see the left in Figure 7, as well as from above, see the right in Figure 7.
  • both possibilities of course, usually not in practice a pole connection are combined with each other.

Landscapes

  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

Zur Verbindung zwischen einer Kfz Batterie und den elektrischen Verbrauchern des Kraftfahrzeugs wird vorgeschlagen, die zu den elektrischen Verbrauchern führenden Leitungen mithilfe von Schraubanschlüssen oder Steckanschlüssen mit einer Leiterplatte zu verbinden. Diese Leiterplatte wird ihrerseits mithilfe eines Polanschlusses mechanisch und elektrisch mit dem Pol der Kfz Batterie verbunden. Die Verbindung der Leiterplatte mit dem Pol der Batterie kann als Klemmanschluss ausgebildet sein, um die Leiterplatte schnell von der Batterie abnehmen zu können. Die Erfindung macht es möglich, den Anschluss der möglicherweise mehreren zu den elektrischen Verbrauchern des Kraftfahrzeugs führenden Leitungen von dem Anschluss an dem Pol der Batterie unabhängig zu gestalten.

Description

Beschreibung Anordnung zur Verbindung einer Kfz-Batterie
Die Erfindung betrifft die Anordnung zur Verbindung zwischen einer in einem Kraftfahrzeug angeordneten Batterie und den elektrischen Verbrauchern innerhalb des Kraftfahrzeugs.
Kraftfahrzeuge haben eine Starterbatterie, die den Strom für den Anlassvorgang liefern und darüber hinaus elektrische Verbraucher mit Strom versorgen soll, wenn die Lichtmaschine nicht ausreichend Leistung zur Verfügung stellt. Solche Starterbatterien haben Batteriepole mit genormten Abmessungen. Üblicherweise ist der negative Pol mit dem metallischen Chassis des Fahrzeugs über ein Masseband verbunden, und an dem positiven Pol wird mithilfe einer Batterieklemme ein Kabel oder ein Kabelbündel angeschlossen. Die Batterieklemme wird mithilfe einer angenähert tangential verlaufenden Schraube fest geklemmt.
Zum Auswechseln einer Batterie muss daher die Batterieklemme mithilfe eines Schraubenschlüssels geöffnet werden. Häufig steht innerhalb des Motorraum, wo die Batterien üblicherweise untergebracht sind, wenig Platz zur Verfügung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine einfach aufgebaute und den Anschluss elektrischer Verbraucher erleichternde Anordnung zur Verbindung einer Kfz Batterie mit den elektrischen Verbrauchern des Kraftfahrzeugs zu schaffen. Dabei soll unter Kraftfahrzeug nicht nur ein übliches Kraftfahrzeug verstanden werden, sondern beispielsweise auch schienengebundene Kraftfahrzeuge oder auch kleine Schiffe. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung einer Anordnung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Während im Stand der Technik alle Kabel an der Batterieklemme angebracht sind, so dass zum Abklemmen eines elektrischen Verbrauchers immer die gesamte Batterie mithilfe eines Schraubenschlüssels abgeklemmt werden muss, verwendet die von der Erfindung vorgeschlagene Anordnung eine Leiterplatte, die einerseits mit dem Batteriepol verbunden wird und die andererseits mindestens einen Leitungsanschluss aufweist, mit dem die zu den Verbrauchern führenden Leitung verbunden werden kann. Es ist also möglich, um einen elektrischen Verbraucher abzutrennen, nur diesen Leitungsanschluss zu öffnen, ohne den der bisherigen Batterieklemme entsprechenden Polanschluss zu öffnen.
Andererseits ist es ebenfalls möglich, wenn die Batterie ausgetauscht werden soll, die Leiterplatte durch den Polanschluss von der Batterie zu lösen, ohne die weiterführenden Leitung von der Leiterplatte abzutrennen.
Zur Verbindung des Leitungsanschlusses mit der Leiterplatte und den darin vorhandenen Leiterbahnen kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Leitungsanschluss mit der Leiterplatte verlötet ist, beispielsweise in SMT.
Es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass der Leitungsanschluss mit der Leiterplatte verpresst ist, das heißt mit Kontaktstiften in durchkontaktier- te Öffnungen der Leiterplatte so eingepresst ist, dass er nicht nur elektrisch, sondern auch mechanisch mit der Leiterplatte verbunden ist. Derartige Leitungsanschlüsse sind im Stand der Technik bekannt. Eine weitere Möglichkeit zur Befestigung von Leitungsanschlüssen an der Leiterplatte kann darin bestehen, dass der Leitungsanschluss mit der Leiterplatte verschraubt ist, gegebenenfalls auch in Kombination mit einer der anderen Verbindungsarten.
Es wurde bereits erwähnt, dass der Batteriepol von Kraftfahrzeug batte- rien eine standardisierte Form und Größe aufweist. Es handelt sich um einen Kegelstumpf mit einem bestimmten Kegelwinkel. Erfindungsgemäß kann nun der zur Verbindung mit dem Batteriepol bestimmte An- schluss Kontaktzungen aufweisen, die so orientiert und geformt sind, dass sie an der Oberfläche dieses Batteriepols anlegen. Vorzugsweise liegen sie über einen möglichst großen Bereich der Mantelfläche des Batteriepols an.
In Weiterbildung der Erfindung kann das Anliegen der Kontaktzungen so durchgeführt werden, dass die Kontaktzungen von der Leiterplatte angenähert senkrecht abragen. Wegen der Kegelstumpfform des Batteriepols sind die Kontaktzungen vorzugsweise im Kreis angeordnet, so dass sie den Batteriepol von allen Seiten umgeben und überall anliegen können.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sie von der Leiterplatte nach oben ragen und um ein Loch der Leiterplatte herum angeordnet sind, so dass die Leiterplatte von oben auf die Batterie aufgesetzt werden kann, bis der Batteriepol durch dieses Loch der Leiterplatte hindurch nach o- ben hindurch ragt.
Wegen der Kegelstumpfform des Batteriepols kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Kontaktzungen zwischen sich einen Zwischenraum freilassen. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Kontaktzungen an einzelnen voneinander getrennten Kontaktelementen ausgebildet sind. Diese Kontaktelemente können dann mit der Leiterplatte jeweils für sich verbunden werden.
Es ist ebenfalls möglich und liegt im Rahmen der Erfindung, dass mehrere Kontaktzungen, beispielsweise auch alle Kontaktzungen, Teil eines gemeinsamen Kontaktelements sind.
Zur Erleichterung der Montage und Handhabung des Polanschlusses kann erfindungsgemäß in Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Kontaktzungen oder die sie enthaltenden Kontaktelemente an einem gemeinsamen Kontaktträger angebracht oder von diesem aufgenommen sind. Dieser Kontaktträger kann eine Verbesserung der Halterung der Kontaktelemente an der Leiterplatte ermöglichen.
Zur elektrischen Verbindung der Kontaktzungen beziehungsweise der sie enthaltenden Kontaktelemente kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass sie mit der Leiterplatte verlötet sind, beispielsweise in SMT.
Ebenfalls möglich ist es, dass die Kontaktelemente mit der Leiterplatte verpresst sind, beispielsweise in der Weise, dass an den Kontaktelementen angeordnete Kontaktstifte in durchkontaktierte Bohrungen der Leiterplatte eingepresst werden. Dieses Einpressen in durchkontaktierte Bohrungen führt nicht nur zu einer elektrischen, sondern auch zu einer mechanischen Verbindung.
Es ist möglich, die Kontaktzungen so auszugestalten, dass sie aufgrund ihrer eigenen Steifigkeit ausreichend fest an der Außenseite des Batteriepols anliegen. Es ist aber ebenfalls möglich, die Kontaktzungen zur Anlage an dem Batteriepol durch eine zusätzliche Einrichtung zu beaufschlagen. Dies kann beispielsweise ein außen um die Kontaktzungen herum gelegter Ring sein. Auf diese Weise können Kontaktzungen verwendet werden, die gewisse Federeigenschaften aufweisen. Es ist darüber hinaus nicht erforderlich, die Kontaktzungen in eine der Außenseite des Batteriepols entsprechende Form vorzuverformen. Sie werden durch die Beaufschlagungseinrichtung an die Form des Batteriepols an- gepasst.
Insbesondere kann in Weiterbildung vorgesehen sein, dass der Kontaktträger radial außerhalb der Kontaktzungen angeordnet ist und ein Außengewinde aufweist, mit dem das Innengewinde einer Mutter in Eingriff steht. Diese Mutter, die beispielsweise mit einem Handrad versehen ist, kann dann auf den Kontaktträger aufgeschraubt werden und dabei die Beaufschlagung bewirken. Hierzu kann beispielsweise ein ringförmiges Keilelement angeordnet sein, das beim Aufschrauben der Mutter auf den Kontaktträger axial in den Zwischenraum zwischen den Kontaktträger und die Kontaktzungen eingeschoben wird und dadurch die Kontaktzungen gegen den Batteriepol anpresst.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass das Innengewinde der Mutter an einer Art Keilhülse angebracht ist und dass der Kontaktträger nach innen verformbar ausgebildet ist, so dass mit zunehmendem Aufschrauben der Mutter auf den Kontaktträger dieser selbst nach innen bewegt wird und dadurch die Kontaktzungen gegen den Batteriepol anpresst.
Eine weitere Möglichkeit der Beaufschlagung der Kontaktzungen kann darin bestehen, dass eine herkömmliche Batterieklemme, allerdings ohne ein getrenntes Kabel, um die Kontaktzungen herum gelegt und in der bekannten Weise fest geklemmt wird. Die Verbindung der Kontaktelemente des Polanschlusses mit der Leiterplatte, gleichgültig mit welcher Methode diese Verbindung geschieht, kann im Normalfall von der Unterseite der Leiterplatte her erfolgen.
Es ist aber ebenfalls möglich, dass diese Verbindung von der Oberseite der Leiterplatte her erfolgt.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Leiterplatte mehrere Leitungsanschlüsse aufweist, um unterschiedliche Leitungsstränge der elektrischen Verbraucher des Kraftfahrzeugs getrennt an der Leiterplatte anbringen zu können. Dies kann die Wartung des Kraftfahrzeugs erleichtern, wenn beispielsweise nur bestimmte Teile der Bordelektrik spannungslos gemacht werden sollen. Andererseits wird dadurch der Aufbau der Leiterplatte und auch die Ausbildung von Kabelbäumen einfacher.
Da für die Anordnung einer solchen Leiterplatte kaum zusätzlicher Raum benötigt wird, kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, die Leiterplatte zur Anbringung und Unterbringung zusätzlicher Elemente auszunutzen. Daher schlägt die Erfindung vor, dass an der Leiterplatte zusätzliche Bauelemente und/oder Sockel für Bauelemente angeordnet sein können, beispielsweise Sicherungen.
Bei Kraftfahrzeugen, die zwei nebeneinander stehende Batterien aufweisen, kann die Anordnung auch mehr als einen Polanschluss aufweisen und mit beiden Batterien mechanisch und elektrisch verbunden sein. Sie kann auch dazu dienen, beispielsweise zwei Batterien hintereinander oder parallel zu schalten. Auch wenn nur eine Batterie vorhanden ist, kann die Anordnung auch zur Anbringung an dem negativen Batteriepol verwendet werden. Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Zusammenfassung, deren beider Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht auf eine Leiterplatte als Teil der Anordnung nach der Erfindung;
Figur 2 einen schematischen Querschnitt durch einen Polanschluss der Leiterplatte;
Figur 3 schematisch die Anordnung der Kontaktelemente des Anschlusses der Figur 2;
Figur 4 eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines Kontaktelements;
Figur 5 einen der Figur 2 entsprechenden Schnitt bei einer geänderten Ausführungsform;
Figur 6 eine vereinfachte Darstellung für eine vereinfachte Anordnung;
Figur 7 eine andere Art der Anbringung von Kontaktelementen an der Leiterplatte.
Die Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Leiterplatte, die zur Anbringung an einer Kraftfahrzeug batterie bestimmt ist und mit der weiterführende Leitungen zu den elektrischen Verbrauchern des Kraftfahrzeugs verbunden werden können. Die Leiterplatte 1 weist einen mit einem Handrad 2 zu seiner Betätigung versehenen Polanschluss 3 auf. An de- ser Stelle ist dann, wenn die Leiterplatte 1 an der Batterie befestigt ist, der positive Pol der Batterie angeordnet.
Eine Längskante 4 der Leiterplatte 1 entlang sind mehrere als Schraubanschlüsse ausgebildete Leitungsanschlüsse 5 angebracht, an denen zu den Verbrauchern des Kraftfahrzeugs führende Leitungen angeschraubt werden können. Einzelheiten solcher Schraubanschlüsse sind nicht dargestellt. Schraubanschlüsse oder Steckanschlüsse für Leitungen sind im Stand der Technik bekannt. Wie man der Figur 1 auch entnehmen kann, gibt es Leitungsanschlüsse 5 unterschiedlicher Größen, je nach dem Querschnitt der hier anzubringenden Kabel. Die Leitungsanschlüsse 5 können daher unabhängig voneinander belegt werden, es können Leitungen zu verschiedenen Verbrauchern unabhängig voneinander abgeklemmt und angeklemmt werden.
Auf der Oberseite der Leiterplatte 1 sind darüber hinaus einige Stecksockel 6 beispielsweise für Schmelzsicherungen angebracht, die ebenfalls mit Leiterbahnen innerhalb der Leiterplatte in elektrischer Verbindung stehen.
Figur 2 zeigt nun einen vereinfachten Querschnitt durch den Polan- schluss 3 in Figur 1. Die Kfz Batterie 7 hat an dieser Stelle den Batteriepol 8, der die Form eines Kegelstumpfs mit einer ebenen Stirnfläche 9 aufweist. Diese Form ist standardisiert. Die Leiterplatte 1 weist an der dem Batteriepol 8 zugeordneten Stelle ein Loch auf, so dass sie unterhalb der Stirnfläche 9 des Batteriepols 8 angeordnet werden kann. Im Randbereich des Lochs in der Leiterplatte 1 sind Kontaktelemente 10 befestigt. Die Kontaktelemente 10 weisen an ihrer radialen Außenseite nach oben ragende Kontaktstifte 1 1 auf, die in durchkontaktierte Bohrungen der Leiterplatte 1 eingepresst sind. Diese Einpressung dient zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit der Leiterplatte. Zusätzlich sind die Kontaktelemente 10 in einem Kontaktträger 12 aufgenom- men, der als Hülse ausgebildet ist und innerhalb des Lochs in der Leiterplatte 1 angeordnet ist. Der Kontaktträger 12 weist einen unteren Flansch 13 auf, der unterhalb der Leiterplatte 1 angeordnet ist. Auf der durch den Flansch 13 gebildeten Schulter liegt die Leiterplatte 1 auf. An der radialen Außenseite weist der Kontaktträger 12 mindestens in seinem oberen Bereich ein Außengewinde 14 auf.
Die Kontaktelemente 10 weisen an ihren radialen Innenseiten Kontaktzungen 15 auf, deren Länge etwa der Höhe des Batteriepol 8 entspricht.
In einem radialen Zwischenraum zwischen den Kontaktzungen 15 und der Innenseite des Kontaktträgers 12 ist ein Keilring 16 eingesetzt, dessen radiale Außenseite und radiale Innenseite in Richtung nach unten konvergieren. Der Keilwinkel des Keilrings 16 ist entgegengesetzt zu dem Keilwinkel des Batteriepols 8 orientiert.
Auf das Außengewinde 14 des Kontaktträger 12 ist eine Mutter 17 aufgeschraubt, die ein Innengewinde 18 aufweist. Dieses Innengewinde 18 greift in das Außengewinde 14 des Kontaktträgers 12 ein. Der Keilring 16 liegt mit seiner oberen Stirnfläche an der Innenseite 19 der Mutter 17 an. Beim Aufschrauben der Mutter 17 mithilfe des Handrads 2 wird der Keilring 16 in den Zwischenraum zwischen den Kontaktträger 12 und den Kontaktzungen 15 eingeschoben und presst dadurch die Kontaktzungen 15 gegen den Kegelstumpf des Batteriepols 8 an.
Auf diese Weise erfolgt eine mechanische Sicherung beziehungsweise Festlegung der Leiterplatte an dem Batteriepol 8, und gleichzeitig eine elektrische Kontaktierung zwischen dem Batteriepol 8 und den Kontaktzungen 15, die über die Kontaktstifte 1 1 mit den Bahnen der Leiterplatte
1 verbunden sind. Nach dem Lösen der Mutter 17 mithilfe des Handrads
2 lässt sich die Anordnung von der Batterie abnehmen. Die Figur 3 zeigt die Anordnung der Kontaktelemente 10 von oben. Alle anderen Teile sind bei dieser Darstellung weggelassen. Jedes Kontaktelement 10 ist als getrenntes einstückiges Metallteil ausgebildet. In einem mittleren Bereich, der in Figur 3 in der Draufsicht zu sehen ist, verlaufen die Kontaktelemente als Teil eines Kreissektors. An dem in radialer Richtung äußeren Bereich der Kontaktelemente 10 sind die nach o- ben gerichteten Kontaktstifte 1 1 durch Umbiegen ausgebildet. Im radial inneren Bereich sind die Kontaktzungen 15 ausgebildet, die zwischen sich einen Zwischenraum 19 freilassen. Die Kontaktzungen 15 sind in unverformtem Zustand als ebene Zungen ausgebildet. Erst bei der Beaufschlagung durch den Keilring 16 legen sie sich an die Oberfläche des Batteriepols 8 an und erhalten dadurch eine geschwungene Form. Dies hat den Vorteil, dass beim Aufstecken der Leiterplatte 1 auf den Batteriepol 8 an diesem keine in Längsrichtung verlaufende Kanten der Kontaktzungen anliegen, sondern nur eine linienförmige Anlage etwa im mittleren Bereich der Kontaktzungen auftritt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden acht Kontaktzungen 15 verwendet, die an getrennten Bauteilen ausgebildet sind. Es ist natürlich auch denkbar, dass mehrere Kontaktzungen 15 an einem einzigen Bauteil zusammengefasst angeordnet sind.
Die Figur 4 zeigt perspektivisch eine vereinfachte Ausführungsform eines Kontaktelements. Das Kontaktelement 10 weist die Form eines Winkels auf, dessen einer Schenkel die Kontaktzunge 15 bildet. Der parallel zur Leiterplatte 1 anzuordnende Mittelabschnitt 20 ist eben ausgebildet und weist beispielsweise die in Figur 3 besser zu sehende Sektorform mit divergierenden Seitenkanten auf. An dem der Kontaktzunge 15 abgewandten Ende sind an dem Mittelabschnitt 20 im dargestellten Beispiel zwei nach oben ragende Kontaktstifte 1 1 ausgebildet. Diese Kontaktstifte 11 haben ausgeprägte Kanten. Es ist natürlich auch denkbar, dass der Mittelabschnitt parallele Seitenkanten aufweist, also die Form eines Rechtecks. Außerdem ist es je nach Anbringung der Kontaktelemente 10 an der Leiterplatte 1 auch denkbar und möglich, dass die Kontaktstifte 10 nicht in die gleiche Richtung zeigen wie die Kontaktzungen 15, sondern gegenüber der Anordnung der Figur 4 nach unten abgewinkelt sind.
Nun zu Figur 5, die einen der Figur 1 ähnlichen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform zeigt. Der Kontaktträger 12 ist hier in radialer Richtung etwas dicker ausgebildet, und seine radiale Innenseite verläuft schräg unter dem gleichen Winkel wie die Außenseite des Batteriepols 8. Die Mutter 17 ist ähnlich aufgebaut wie bei der Ausführungsform nach Figur 2. An der unterhalb des Handrads 2 ausgebildeten Hülse 21 ist wieder ein Innengewinde 18 ausgebildet. Die Innenseite der Hülse 21 verläuft aber nicht mehr wie bei der Ausführungsform nach Figur 2 zylindrisch, sondern in das Innere hinein in Richtung auf die Stirnwand 19 leicht konvergierend. Wird nun diese Mutter auf das Außengewinde 14 des Kontaktträger 12 aufgeschraubt, so wird der Kontaktträger 12 nach innen in Richtung auf den Batteriepol 8 bewegt. Dadurch erfolgt eine Verklemmung der Kontaktzungen 15 der Kontaktelemente 10 gegen die Außenseite des Batteriepols 8.
Auch dieser Ausführungsform stellt eine einfache durch ein Handrad 2 zu betätigende Möglichkeit der Schnellbefestigung an der und Schnellabnahme der Leiterplatte 1 von der Batterie dar.
Eine nochmals weitere stark vereinfachte Ausführungsform ist in Figur 6 dargestellt. Hier ist von dem Polanschluss der Figuren 2 und 5 nur noch die Anordnung der Kontaktelemente 10 übrig, die mit ihren Kontaktstiften 11 in die Leiterplatte 1 eingepresst sind und deren Kontaktzungen 15 an der Außenseite des Batteriepols 8 anliegen. Da die Kontaktzungen über die Oberfläche der Leiterplatte 1 nach oben herausragen, steht hier auch Platz zur Verfügung, um irgend eine andere Klemmeinrichtung anzubringen. Beispielsweise könnte um die Kontaktzungen jetzt eine herkömmliche Polklemme herumgelegt und mit einer Schraube oder einem Hebel fest geklemmt werden.
Bei den bisherigen Ausführungsformen wurde der Einfachheit halber eine Möglichkeit gezeigt, bei der die Kontaktelemente 10 mit der Leiterplatte 1 durch eine Einpressung mit Kontaktstiften 1 1 in durchkontaktier- te Löcher der Leiterplatte 1 verbunden sind. Die Figur 7 soll nur noch darstellen, dass auch eine andere Art der Verbindung zwischen den Kontaktelementen 10 und der Leiterplatte 1 möglich ist. Hier sind die Kontaktelemente 10 als Winkel ohne Kontaktstifte 11 ausgebildet, wobei der bisher als Mittelabschnitt 20 bezeichnete Abschnitt hier den anderen Schenkel bildet. Dieser Schenkel kann nun mit Lötpads der Leiterplatte 1 verlötet werden, sowohl von unten, siehe links in Figur 7, als auch von oben, siehe rechts in Figur 7. Hier sind in einer Zeichnung beide Möglichkeiten zusammengefasst, die in der Praxis natürlich üblicherweise nicht an einem Polanschluss miteinander kombiniert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung zur elektrischen Verbindung einer Kfz-Batterie mit den elektrischen Verbrauchern des Kraftfahrzeugs, mit
1.1 einer Leiterplatte (1 ), die
1.2 mindestens einen als Schraub- und/oder Steckanschluss ausgebildeten Leitungsanschluss (5) zum Anschließen einer zu mindestens einem elektrischen Verbraucher führenden Leitung, der
1.3 mit Leiterbahnen der Leiterplatte (1 ) elektrisch verbunden ist, und
1.4 einen als Klemmanschluss ausgebildeten Polanschluss (3) zur mechanischen Verbindung mit und zum elektrischen Anschluss der Leiterplatte (1 ) an dem Batteriepol (8) aufweist, wobei
1.5 der Polanschluss (3) mit Leiterbahnen der Leiterplatte (1 ) elektrisch verbunden ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , bei der mindestens ein Leitungsanschluss mit der Leiterplatte (1 ) verlötet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der mindestens ein Leitungsanschluss mit der Leiterplatte (1 ) verpresst ist.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mindestens ein Leitungsanschluss mit der Leiterplatte (1 ) verschraubt ist.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Polanschluss (3) mit der Leiterplatte (1 ) verbundene Kontaktzungen (15) aufweist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, bei der die Kontaktzungen (15) von der Leiterplatte (1 ) abragen.
7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, bei der die Kontaktzungen (15) im Kreis angeordnet sind.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei der die Kontaktzungen (15) zwischen sich einen Zwischenraum (19) freilassen.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei der die Kontaktzungen (15) an einzelnen voneinander getrennten Kontaktelementen (10) ausgebildet sind.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei der mehrere Kontaktzungen (15), insbesondere alle Kontaktzungen, Teil eines gemeinsamen Kontaktelements sind.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, mit einem Kcn- taktträger (12) zur Aufnahme und Halterung der Kontaktzungen (15) beziehungsweise der sie aufweisenden Kontaktelemente (10).
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , bei der mindestens ein Kontaktelement (10) mit der Leiterplatte (1 ) verlötet ist.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei der mindestens ein Kontaktelement (10) mit der Leiterplatte (1 ) verpresst ist.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, mit einer Einrichtung zum Beaufschlagen der Kontaktzungen (15) radial nach innen gegen den Batteriepol (8).
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 1 bs 14, bei der der Kcn- taktträger (12) radial außerhalb der Kontaktzungen (15) angeod- net ist und ein Außengewinde aufweist (14), mit dem das Innengewinde (18) einer Mutter (17) in Eingriff steht.
16. Anordnung nach Anspruch 15, mit einem im Querschnitt kelförmi- gen Druckstück (16) zwischen der radialen Außenseite der Kcn- taktzungen (15) und der radialen Innenseite des Kontaktträgers (12).
17. Anordnung nach Anspruch 15 oder 16, bei der die Mutter (17) und/oder der Kontaktträger (12) derart ausgebildet ist, dass sie/er bei Aufschrauben der Mutter (17) auf den Kontaktträger (12) eine Beaufschlagung der Kontaktzungen (15) gegen die Außenseite des Batteriepols (8) bewirkt.
18. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, bei der mindestens ein Kontaktelement (10) von der Unterseite der Leiterplatte (1 ) mit dieser verbunden ist.
19. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, bei der mindestens ein Kontaktelement (10) von der Oberseite der Leiterplatte (1 ) her mit dieser verbunden ist.
20. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 19, bei der zur Beaufschlagung der Kontaktzungen (15) gegen den Batteriepol (8) eine herkömmliche Polklemme vorgesehen ist.
21. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Leiterplatte (1 ) zusätzliche Bauelemente und/oder Sockel (6) für Bauelemente aufweist.
22. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Leiterplatte (1 ) mit zwei Kfz Batterien verbindbar ist und für jede der beiden Batterien einen Polanschluss (3) aufweist.
23. Verwendung einer mit Leitungsanschlüssen (5) versehenen Le- terplatte (1 ) zur elektrischen Verbindung der zu den elektrischen Verbrauchern des Kraftfahrzeugs führenden Leitungen mit der Batterie.
24. Verwendung nach Anspruch 23, bei der die Leitungen unabhängig von der Anbringung der Leiterplatte (1 ) an der Batterie an der Leiterplatte (1 ) angebracht werden.
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