WO2023169781A1 - Verfahren zur montage eines elektronischen batteriesensors - Google Patents

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WO2023169781A1
WO2023169781A1 PCT/EP2023/053636 EP2023053636W WO2023169781A1 WO 2023169781 A1 WO2023169781 A1 WO 2023169781A1 EP 2023053636 W EP2023053636 W EP 2023053636W WO 2023169781 A1 WO2023169781 A1 WO 2023169781A1
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WO
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assembly
battery
battery terminal
stop
receiving body
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Application number
PCT/EP2023/053636
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gabor SZAFNER
Ildiko CSIZMADIA
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2023169781A1 publication Critical patent/WO2023169781A1/de

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of measuring instruments, e.g. of probe tips
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/364—Battery terminal connectors with integrated measuring arrangements
    • 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
    • H01R11/283—Bolt, screw or threaded ferrule parallel to the battery post

Definitions

  • the invention relates to a method for assembling an electronic battery sensor and a battery sensor set up to carry out the method.
  • Binding terminals are used to establish electrical contact with a pole, such as a pole of a battery. If an electrical contact is to be provided to a battery pole, this is also referred to as a battery pole clamp or battery clamp.
  • a battery pole clamp typically has a receiving body. This receiving body can be designed, for example, as a clamping body.
  • the primary function of the battery terminal clamp is to conduct an electrical current from the battery terminal to the ground wire or battery sensor during operation of the battery.
  • the battery terminal clamp withstands pulling forces from the ground wire, battery sensor and other loads during assembly and maintenance throughout the life of the vehicle in which the battery is installed.
  • the document DE 10 2017 219 820 A1 describes a self-locking battery pole clamp that has a clamp body for receiving a battery pole. Furthermore, a fastening part and a locking part are provided, the locking part being designed to engage the battery pole. The fastening part acts in this way with the locking part together, that actuating the fastening part causes the locking part to pivot about a first pivot axis
  • An electronic battery sensor typically has integrated electronics with which battery variables such as current, voltage and temperature can be recorded and, if necessary, evaluated. Since the EBS is expediently arranged near the battery, it is known to combine it with a battery pole clamp. Typically the battery terminal clamp is then a component of the EBS. The EBS then includes the battery terminal and an assembly, which in turn typically includes a shunt, a plug or connector and a housing. The housing then contains, for example, the electronics for recording and evaluating the battery sizes.
  • the battery pole clamp presented has a receiving body for a battery pole or for receiving a battery pole and a stop.
  • the receiving body is thus designed to correspond to a battery pole, for example with a round cross section, so that the battery pole can be at least partially accommodated by it. In this way, a secure mechanical connection between the battery pole and the battery pole clamp is ensured and good electrical contact is guaranteed.
  • the stop extends from the receiving body and is designed to restrict a rotational movement of an assembly connected to the battery terminal terminal in at least one direction of rotation. If the assembly is brought up to the stop in a rotational movement until the stop prevents further rotation, this ensures that the assembly is in the correct position relative to the battery terminal.
  • the battery pole clamp presented is intended to attack a battery pole and in this way to provide a connection to a pole of a battery or to contact it, so that, for example, a ground cable or a sensor cable can be connected to it.
  • the battery pole clamp To connect the battery pole clamp to a battery pole, the battery pole clamp is typically placed on the battery pole in such a way that it is at least partially received in the battery pole clamp.
  • the receiving body is designed as a clamping body for at least partially receiving the battery pole.
  • the clamping body can, for example, have two opposing clamping jaws.
  • the stop is formed on the receiving body of the battery terminal and is formed in one piece with it.
  • the battery terminal clamp can be manufactured in a molding process, for example by injection molding.
  • the stop can, for example, be designed as a web which typically extends away from the receiving body.
  • the battery terminal clamp has a flat base body to which the receiving body is attached. At least one opening for fastening the assembly with the battery terminal can be provided in the base body.
  • An electronic battery sensor (EBS) is also presented. The function and structure of a battery sensor has already been discussed. Reference is made to the information provided previously.
  • the EBS includes a battery terminal of the type described herein and an assembly.
  • This assembly can have a connection or shunt, a housing and a plug or a connection part.
  • the housing usually encloses this electronics at least in sections.
  • At least one opening for attaching the assembly to the battery terminal can be provided in the assembly. This at least one opening can interact with at least one opening in the battery terminal, for example in a base body of the battery terminal.
  • the assembly and the battery terminal clamp can be firmly connected to one another using rivets.
  • the openings mentioned can also be used here.
  • the solid connection can also be provided by cold forming, clinching joining, tox joining or another suitable joining technique.
  • Figure 1 shows an assembly device for assembling an electronic battery sensor.
  • Figure 2 shows a section from Figure 1.
  • Figure 3 illustrates another assembly process.
  • Figure 4 shows an embodiment of the electronic battery sensor described in a perspective view
  • Figure 5 shows the battery terminal clamp from Figure 4 in a side view.
  • Figure 6 shows the electronic battery sensor in a top view.
  • Figures 7 to 11 show steps in assembling a battery sensor.
  • Figure 12 shows two graphs of the load on the housing of an assembly when connecting to a battery terminal.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an assembly device for assembling an electronic battery sensor, which is designated overall by the reference number 10.
  • the illustration shows a mounting arm 12, which has at its front end a workpiece carrier 14 with a gripper 16 for receiving an assembly 18 or a shunt.
  • the workpiece carrier 14 is loaded with the assembly 18.
  • the gripper 16 positions the assembly 18 to a battery terminal 20.
  • the correct positioning of the two components, namely assembly 18 and battery terminal 20, relative to one another is of great importance . This leads to a connection that allows the components to rotate allows. This turning should be restricted or limited with the stop presented.
  • the assembly takes place, for example by means of a riveting process.
  • the components are then firmly connected to each other and turning is no longer possible.
  • Figure 2 shows a section from Figure 1 in a different perspective. Two assemblies 18 and two battery terminals 20 can be seen. During the assembly process, a centering device must hold a shunt as a component of assembly 18 on the production process at an acceleration of 20 m/s2 and must be sufficiently precise in relation to the bolt. The shunt cannot be 100 percent parallel to the
  • pole terminal sides can be positioned. This positioning is illustrated by arrows 22.
  • a PF type a common basic design, of a battery terminal uses spring positioning, as illustrated in Figure 3. This is indicated by an arrow 30.
  • a possible solution for positioning the battery terminal clamp could be implemented with an additional spring (arrow 32). However, this solution requires additional space, which is not available in many cases.
  • a battery terminal clamp 40 is shown with a receiving body 42 and a bolt 44 for connecting to an assembly or a shunt. Furthermore, a centering device 46 and a marking 48 for a camera are shown.
  • This version requires positioning based on two points.
  • a point is given by the marking 48 for the camera. This is, for example, a hole on the bolt 44. Without this marking 48, the assembly cannot be assembled. However, after connecting the Assembly with the battery pole clamp, the assembly must be rotated with respect to the battery pole clamp. This must be prevented.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of two electronic battery sensors, which is designated overall by the reference number 50.
  • the illustration shows the electronic battery sensor 50 before assembly with a battery terminal clamp 52 and an assembly 54.
  • the assembly 54 includes a shunt 60, a housing 62 and a plug 64.
  • the battery terminal 52 has a base body 70 to which a receiving body 72 and a bolt 74 are attached. Furthermore, a stop 76 is formed on the receiving body 72, which extends away from the receiving body 72 and is essentially web-shaped or designed as a web.
  • a diameter of 2 mm with a taper of, for example, 0.2 mm at the opening 80 proves to be expedient during assembly.
  • the battery terminal 52 from Figure 4 is shown in a side view.
  • the illustration shows the base body 70, the bolt 74 and a screw 90 with an associated nut 92, which is used to fasten the battery terminal clamp 52 and thus to mount the entire electronic battery sensor 50 (FIG. 4).
  • 6 shows a top view of the electronic battery sensor 50 from FIG.
  • the illustration also shows the receiving body 72 with a molded stop 76, the screw 90 with nut 92, the shunt 60 with the opening 80, the housing 62 and the plug 64 of the assembly 54.
  • the stop 76 cooperates with the housing 62 to to achieve the correct position of the assembly 54 relative to the battery terminal 52.
  • the end surface of the stop 76 which interacts with the assembly 54, in particular with the housing 62, is preferably designed as a flat surface.
  • the end surface of the stop 76 is preferably oriented parallel to the longitudinal axis of the assembly 54, which runs from the opening 80 over the housing 62 to the later fastening area. After twisting, for example by moving laterally transversely to the longitudinal axis of the assembly 54, for example at the transition area between the housing 62 and the plug 60, which leads to the assembly 54 being rotated about the bolt 74 as a pivot point, the end face of the stop 76 lies on the side wall of the housing 62 flush.
  • Fastening devices 94 in the battery terminal 52 and the assembly 54 enable the two components to be securely and anti-twistably fixed to one another, so that after this fixing process the two components are securely and twistably connected to one another. For this it is necessary to position the two components correctly relative to one another, especially with regard to their position relative to one another.
  • the stop 76 helps here. If the assembly 54 is brought up to this stop 76 by turning it, the correct position has been found.
  • Figures 7 to 11 illustrate an assembly process for providing an electronic battery sensor 100, which includes a battery terminal clamp 102 and an assembly 104, the two components being first assembled or joined together and, after precise positioning or alignment with each other, being firmly connected to one another.
  • 7 shows on the left side the battery pole terminal 102 with the receiving body 110, the web-shaped stop 112 molded onto the receiving body 110, the base body 114, openings 116 for the firm connection and a bolt 118.
  • the stop 112 extends over a section of the Basic body 114.
  • the assembly 104 includes a shunt 120 with an opening 122 for receiving the bolt 118 of the battery terminal 102, a housing 124 and a plug 126.
  • Figure 7 shows the two components on the left in a perspective view and on the right in a top view. It can be seen that the central axes of the bolt 118 and the opening 122 in the shunt 120, which are also referred to as the sensor opening, are not aligned with one another. Assembling is therefore not possible in this position.
  • Figure 8 shows the battery terminal 102 and the assembly 104 aligned with each other.
  • a marking 132, for example a hole, in the bolt 118 can be used for this alignment.
  • a camera is used.
  • Figure 9 illustrates (arrow 150) the feeding movement of the assembly 104 to the battery terminal 102. After this movement, the battery sensor 100 is assembled, as shown on the right side of Figure 9. However, the assembly 104 can still be rotated to the battery terminal 102, in particular by pivoting about the axis 130.
  • Figure 10 now shows how the assembly 104 (arrow 160) is rotated towards the battery terminal 102 until it abuts the stop 112, for example with the housing 124. No further turning in this direction is possible.
  • the stop 112 thus limits the rotation of the assembly 104 relative to the battery terminal 102.
  • the components are then correctly aligned with one another.
  • Figure 11 shows the electronic battery sensor after assembly according to Figure 9 and positioning according to Figure 10.
  • fastening devices 170 for example openings
  • the two components can then be firmly connected to one another. This can be carried out, for example, by means of cold forming. In any case, it is ensured that the assembly 104 and the battery terminal 102 are correctly aligned or positioned with respect to one another.
  • Figure 12 illustrates the load on the housing during the final joining process, for example during a Tox joining.
  • the illustration shows a graph 200 on the left side, on whose abscissa 202 the stress [%] is plotted and on whose ordinate 204 the load [MPa] is plotted.
  • a curve 210 shows the course of the load. At a certain value 212, this stress leads to a fracture.
  • Figure 12 shows on the right side a graph 220, on whose abscissa 222 the temperature [°C] and on whose ordinate 224 the elastic modulus [MPa] is plotted.
  • a first curve 230 shows the course of measured values
  • a second curve 232 shows the course of fitted model values.
  • a line 236 shows the modulus of elasticity at a temperature of 25 °C.

Landscapes

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

Batteriepolklemme mit einem Aufnahmekörper (72) für einen Batteriepol und einem Anschlag (76), der sich von dem Aufnahmekörper (72) erstreckt und dazu eingerichtet ist, eine Drehbewegung einer mit der Batteriepolklemme (52) verbundenen Baugruppe (54) in zumindest eine Drehrichtung einzuschränken.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zur Montage eines elektronischen Batteriesensors
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines elektronischen Batteriesensors sowie einen Batteriesensor, eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens.
Stand der Technik
Polklemmen werden eingesetzt, um einen elektrischen Kontakt zu einem Pol, wie bspw. einem Pol einer Batterie, herzustellen. Soll ein elektrischer Kontakt zu einem Batteriepol bereitgestellt werden, so spricht man auch von einer Batteriepolklemme oder Batterieklemme. Zur Aufnahme bzw. zum Kontaktieren des Batteriepols weist eine Batteriepolklemme typischerweise einen Aufnahmekörper auf. Dieser Aufnahmekörper kann bspw. als Klemmkörper ausgebildet sein.
Die Hauptfunktion der Batteriepolklemme besteht darin, während des Betriebs der Batterie einen elektrischen Strom von dem Batteriepol zu dem Erdungskabel oder dem Batteriesensor zu leiten. Hierbei hält die Batteriepolklemme Ziehkräfte des Erdungskabels, des Batteriesensors und anderer Lasten beim Zusammenbau und bei der Wartung während der Lebensdauer des Fahrzeugs, in dem die Batterie vorgesehen ist, stand.
Die Druckschrift DE 10 2017 219 820 A1 beschreibt eine selbstsperrende Batteriepolklemme, die einen Klemmkörper zur Aufnahme eines Batteriepols aufweist. Weiterhin sind ein Befestigungsteil und ein Verriegelungsteil vorgesehen, wobei das Verriegelungsteil dazu eingerichtet ist, an den Batteriepol anzugreifen. Das Befestigungsteil wirkt derart mit dem Verriegelungsteil zusammen, dass ein Betätigen des Befestigungsteils ein Schwenken des Verriegelungsteils um eine erste Schwenkachse bewirkt
Ein elektronischer Batteriesensor (EBS) weist typischerweise eine integrierte Elektronik auf, mit dem Batteriegrößen, wie bspw. Strom, Spannung und Temperatur, erfasst und ggf. ausgewertet werden können. Da der EBS zweckmäßigerweise in der Nähe der Batterie angeordnet ist, ist es bekannt, diesen mit einer Batteriepolklemme zu kombinieren. Typischerweise ist die Batteriepolklemme dann eine Komponente des EBS. Der EBS umfasst dann die Batteriepolklemme und eine Baugruppe, die wiederum typischerweise ein Anschlussstück (shunt), einen Stecker bzw. Verbinder (connector) und ein Gehäuse umfasst. In dem Gehäuse ist dann bspw. die Elektronik zur Erfassung und Auswertung der Batteriegrößen enthalten.
Bei der Montage des EBS, d. h. bei dem Zusammensetzen der Batteriepolklemme mit der Baugruppe, ist darauf zu achten, dass die beiden Komponenten richtig zueinander ausgerichtet sind, d. h. dass diese nicht zueinander verdreht sind. Dies ist insbesondere bei einer automatisierten Montage eine Herausforderung.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren zur Montage eines elektronischen Batteriesensors sowie ein Batteriesensor zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen. Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.
Die vorgestellte Batteriepolklemme weist einen Aufnahmekörper für einen Batteriepol bzw. zur Aufnahme eines Batteriepols und einen Anschlag auf. Der Aufnahmekörper ist somit korrespondierend zu einem Batteriepol, bspw. mit einem runden Querschnitt, ausgebildet, so dass der Batteriepol von diesem zumindest teilweise aufgenommen werden kann. Auf diese Weise ist eine sichere mechanische Verbindung zwischen dem Batteriepol und der Batteriepolklemme sichergestellt und ein guter elektrischer Kontakt gewährleistet. Der Anschlag erstreckt sich von dem Aufnahmekörper und ist dazu eingerichtet, eine Drehbewegung einer mit der Batteriepolklemme verbundenen Baugruppe in zumindest eine Drehrichtung einzuschränken. Wird die Baugruppe in einer Drehbewegung an den Anschlag herangeführt, bis der Anschlag eine weitere Drehbewegung verhindert, so ist eine korrekte Position der Baugruppe zu der Batteriepolklemme gewährleistet.
Die vorgestellte Batteriepolklemme ist dazu vorgesehen, an einem Batteriepol anzugreifen und auf diese Weise einen Anschluss an einen Pol einer Batterie bereitzustellen bzw. diesen zu kontaktieren, so dass an diesen bspw. ein Erdungskabel oder ein Sensorkabel angeschlossen werden kann.
Zum Verbinden der Batteriepolklemme mit einem Batteriepol wird die Batteriepolklemme typischerweise auf den Batteriepol aufgesetzt und zwar auf eine Weise, dass dieser in der Batteriepolklemme zumindest teilweise aufgenommen wird.
In einer Ausführungsform ist der Aufnahmekörper als Klemmkörper zur zumindest teilweisen Aufnahme des Batteriepols ausgebildet. Der Klemmkörper kann bspw. zwei gegenüberliegende Klemmbacken aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Anschlag an dem Aufnahmekörper der Batteriepolklemme angeformt und mit diesem einstückig ausgebildet. Auf diese Weise kann die Batteriepolklemme in einem Formprozess, bspw. mittels Spritzgießens, hergestellt werden.
Der Anschlag kann bspw. als Steg ausgebildet sein, der sich typischerweise vom Aufnahmekörper weg erstreckt.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Batteriepolklemme einen flachen Grundkörper auf, an dem der Aufnahmekörper angebracht ist. In dem Grundkörper kann mindestens eine Öffnung zum Befestigen der Baugruppe mit der Batteriepolklemme vorgesehen sein. Es wird weiterhin ein elektronischer Batteriesensor (EBS) vorgestellt. Auf Funktion und Aufbau eines Batteriesensors wurde bereits eingegangen. Auf die zuvor gemachten Angaben wird verwiesen.
Der EBS weist eine Batteriepolklemme der hierin beschriebenen Art und eine Baugruppe auf. Diese Baugruppe kann einen Anschluss bzw. Shunt, ein Gehäuse und einen Stecker bzw. einen Anschlussteil aufweisen.
In dem Gehäuse ist typischerweise eine Elektronik zum Erfassen und Auswerten von Batteriegrößen aufgenommen. Das Gehäuse umschließt in der Regel zumindest abschnittsweise diese Elektronik.
Weiterhin kann in der Baugruppe mindestens eine Öffnung zum Befestigen der Baugruppe an der Batteriepolklemme vorgesehen sein. Diese mindestens eine Öffnung kann mit mindestens einer Öffnung in der Batteriepolklemme, bspw. in einem Grundkörper der Batteriepolklemme, Zusammenwirken.
Die Baugruppe und die Batteriepolklemme können mittels Nieten fest miteinander verbunden sein. Hierbei können auch die genannten Öffnungen verwendet werden. Die feste Verbindung kann auch durch Kaltumformen, Durchsetzfügen, Toxfügen oder durch eine andere geeignete Verbindungstechnik bereitgestellt werden.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt eine Montageeinrichtung zum Zusammenbauen eines elektronischen Batteriesensors. Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus Figur 1 .
Figur 3 verdeutlicht einen weiteren Montageprozess.
Figur 4 zeigt eine Ausführungsform des beschriebenen elektronischen Batteriesensors in einer perspektivischen Ansicht
Figur 5 zeigt die Batteriepolklemme aus Figur 4 in einer Seitenansicht.
Figur 6 zeigt in einer Draufsicht den elektronischen Batteriesensor.
Figuren 7 bis 11 zeigen Schritte bei der Montage eines Batteriesensors.
Figur 12 zeigt in zwei Graphen die Belastung des Gehäuses einer Baugruppe bei dem Verbinden mit einer Batteriepolklemme.
Ausführungsformen der Erfindung
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Montageeinrichtung zum Zusammenbauen eines elektronischen Batteriesensors, die insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. Die Darstellung zeigt einen Montagearm 12, der an seinem vorderen Ende einen Werkstückträger 14 mit einem Greifer 16 zur Aufnahme einer Baugruppe 18 bzw. eines Shunts aufweist.
In einem ersten Schritt erfolgt das Beladen des Werkstückträgers 14 mit der Baugruppe 18. Der Greifer 16 positioniert in einem zweiten Schritt die Baugruppe 18 zu einer Batteriepolklemme 20. Die korrekte Positionierung der beiden Bauteile, nämlich Baugruppe 18 und Batteriepolklemme 20, zueinander ist von großer Bedeutung. Dies führt zu einer Verbindung, die ein Drehen der Bauteile zulässt. Dieses Drehen soll mit dem vorgestellten Anschlag eingeschränkt bzw. limitiert werden.
In einem abschließenden dritten Schritt erfolgt das Zusammenfügen, bspw. mittels eines Nietvorgangs. Anschließend sind die Bauteile fest miteinander verbunden, ein Drehen ist nicht mehr möglich.
Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus Figur 1 in einer anderen Perspektive. Zu erkennen sind zwei Baugruppen 18 und zwei Batteriepolklemmen 20. Während des Montrageprozesses muss eine Zentriervorrichtung einen Shunt als Bauteil der Baugruppe 18 bei einer Beschleunigung von 20 m/s2 auf dem Produktionsprozess halten und muss in Bezug zu dem Bolzen ausreichend genau sein. Der Shunt kann nicht 100 prozentig parallel zu den
Polklemmenseiten positioniert werden. Diese Positionierung wird durch Pfeile 22 verdeutlicht.
Es wurde erkannt, dass eine Änderung im Design erforderlich ist, um diese laterale Bewegung des Shunts zu begrenzen bzw. einzuschränken.
Ein PF-Typ, eine übliche grundlegende Gestaltung, einer Batteriepolklemme verwendet ein Positionieren mittels Feder, wie dies in Figur 3 verdeutlicht ist. Dies wird durch einen Pfeil 30 angezeigt. Eine mögliche Lösung für das Positionieren der Batteriepolklemme könnte mit einer weiteren Feder (Pfeil 32) verwirklicht werden. Allerdings ist bei dieser Lösung zusätzlicher Platz erforderlich, der in vielen Fällen nicht zur Verfügung steht.
Auf der rechten Seite in Figur 3 ist eine Batteriepolklemme 40 mit einem Aufnahmekörper 42 und einem Bolzen 44 zum Verbinden mit einer Baugruppe bzw. einem Shunt gezeigt. Weiterhin sind eine Zentriereinrichtung 46 und eine Markierung 48 für eine Kamera gezeigt.
Bei dieser Ausführung ist ein Positionieren anhand von zwei Punkten erforderlich. Ein Punkt ist durch die Markierung 48 für die Kamera gegeben. Dies ist bspw. eine Bohrung auf dem Bolzen 44. Ohne diese Markierung 48 kann die Baugruppe nicht montiert werden. Allerdings kann nach Verbinden der Baugruppe mit der Batteriepolklemme die Baugruppe bzgl. der Batteriepolklemme verdreht werden. Dies ist zu verhindern.
Figur 4 zeigt in schematischer Darstellung zweifach einen elektronischen Batteriesensor, der insgesamt mit der Bezugsziffer 50 bezeichnet ist.
Die Darstellung zeigt den elektronischen Batteriesensor 50 vor dem Zusammensetzen mit einer Batteriepolklemme 52 und einer Baugruppe 54. Die Baugruppe 54 umfasst einen Shunt 60, ein Gehäuse 62 und einen Stecker 64.
Die Batteriepolklemme 52 weist einen Grundkörper 70 auf, an dem ein Aufnahmekörper 72 und ein Bolzen 74 angebracht sind. Weiterhin ist an dem Aufnahmekörper 72 ein Anschlag 76 angeformt, der sich von dem Aufnahmekörper 72 weg erstreckt und im wesentlichen stegförmig bzw. als Steg ausgebildet ist.
Auf der rechten Seite ist bei der Batteriepolklemme 52 auf dem Bolzen 74 zusätzlich eine Markierung 75 angebracht. Diese unterstützt das Zusammensetzen der beiden Bauteile, insbesondere wenn eine Öffnung 80 im Shunt 60 über den Bolzen 74 der Batteriepolklemme 52 geführt wird. Nach diesem Zusammenfügen kann die Baugruppe 54 bzgl. der Batteriepolklemme 52 gedreht werden. Allerdings wird diese Drehbewegung, zumindest in eine Richtung hin zu dem Aufnahmekörper 72, in diesem Fall im Uhrzeigersinnn, durch den Anschlag 76 eingeschränkt.
Weiterhin erweist sich bei der Montage ein Durchmesser von 2 mm bei einer Konizität von beispielsweise 0,2 mm bei der Öffnung 80 als zweckmäßig.
In Figur 5 ist die Batteriepolklemme 52 aus Figur 4 in einer Seitenansicht dargestellt. Die Darstellung zeigt den Grundkörper 70, den Bolzen 74 und eine Schraube 90 mit zugeordneter Mutter 92, die zum Befestigen der Batteriepolklemme 52 und damit zur Montage des gesamten elektronischen Batteriesensors 50 (Figur 4) dient. Figur 6 zeigt in einer Draufsicht den elektronischen Batteriesensor 50 aus Figur 4. Die Darstellung zeigt die Batteriepolklemme 52 und die Baugruppe 54, die zusammengesetzt sind, so dass der Bolzen 74 durch die Öffnung 80 der Baugruppe 54 ragt. Die Darstellung zeigt weiterhin den Aufnahmekörper 72 mit angeformtem Anschlag 76, die Schraube 90 mit Mutter 92, den Shunt 60 mit der Öffnung 80, das Gehäuse 62 und den Stecker 64 der Baugruppe 54. Der Anschlag 76 wirkt mit dem Gehäuse 62 zusammen, um die korrekte Position der Baugruppe 54 relativ zu der Batteriepolklemme 52 zu erreichen. Hierzu ist vorzugsweise die Endfläche des Anschlags 76, die mit der Baugruppe 54, insbesondere mit dem Gehäuse 62 zusammenwirkt, als plane Fläche ausgebildet. Die Endfläche des Anschlags 76 ist vorzugsweise parallel zur Längsachse der Baugruppe 54 orientiert, die von der Öffnung 80 über das Gehäuse 62 bis hin zum späteren Befestigungsbereich verläuft. Nach einem Verdrehen, beispielsweise durch seitliches Verschieben quer zur Längsachse der Baugruppe 54 beispielsweise am Übergangsbereich zwischen Gehäuse 62 und Stecker 60, was zu einem Verdrehen der Baugruppe 54 um den Bolzen 74 als Drehpunkt führt, liegt die Endfläche des Anschlags 76 an der Seitenwand des Gehäuses 62 bündig an.
Befestigungseinrichtungen 94 in der Batteriepolklemme 52 und der Baugruppe 54 ermöglichen ein sicheres und verdrehhemmendes Fixieren der beiden Bauteile miteiander, so dass nach diesem Prozess des Fixierens die beiden Bauteile sicher und verdrehtest miteinander verbunden sind. Hierzu ist es erforderlich, die beiden Bauteile korrekt zueinander zu positionieren, insbesondere hinsichtlich ihrer Lage zueinander. Hierbei hilft der Anschlag 76. Ist die Baugruppe 54 durch Verdrehen bis an diesen Anschlag 76 herangeführt, so ist die korrekte Position gefunden.
Figuren 7 bis 11 verdeutlichen einen Montageprozess zum Bereitstellen eines elektronischen Batteriesensors 100, der eine Batteriepolklemme 102 und eine Baugruppe 104 umfasst, wobei die beiden Bauteile zunächst zusammengesetzt bzw. zusammengefügt werden und nach einer genauen Positionierung bzw. Ausrichtungen zueinander miteinander fest verbunden werden. Figur 7 zeigt auf der linken Seite die Batteriepolklemme 102 mit dem Aufnahmekörper 110, dem an den Aufnahmekörper 110 angeformten stegförmigen Anschlag 112, dem Grundkörper 114, Öffnungen 116 für das feste Verbinden und einem Bolzen 118. Der Anschlag 112 erstreckt sich dabei über einen Abschnitt des Grundkörpers 114.
Die Baugruppe 104 umfasst einen Shunt 120 mit einer Öffnung 122 zur Aufnahme des Bolzens 118 der Batteriepolklemme 102, ein Gehäuse 124 und einen Stecker 126.
Figur 7 zeigt die beiden Bauteile auf der linken Seite in einer perspektivischen Ansicht und auf der rechten Seite in einer Draufsicht. Zu erkennen ist, dass die Mittelachsen des Bolzens 118 und der Öffnung 122 im Shunt 120, die auch als Sensoröffnung bezeichnet sind, nicht zueiander fluchten. Ein Zusammensetzen ist somit in dieser Position nicht möglich.
Figur 8 zeigt die Batteriepolklemme 102 und die Baugruppe 104, die zueinander ausgerichtet sind. Eine gezeigte Achse 130, die Mittellängsachse des Bolzens 118, verläuft durch die Öffnung 122 in Shunt. Für diese Ausrichtung kann eine Markierung 132, bspw. eine Bohrung, im Bolzen 118 verwendet werden. Dabei kommt eine Kamera zum Einsatz.
Figur 9 verdeutlicht (Pfeil 150) die Zuführbewegung der Baugruppe 104 zu der Batteriepolklemme 102. Nach dieser Bewegung ist der Batteriesensor 100 zusammengesetzt, wie dies auf der rechten Seite der Figur 9 dargestellt ist. Allerdings kann die Baugruppe 104 noch zu der Batteriepolklemme 102 verdreht werden, insbesondere durch ein Schwenken um die Achse 130.
Figur 10 zeigt nunmehr, wie die Baugruppe 104 (Pfeil 160) zu der Batteriepolklemme 102 gedreht wird, bis diese, bspw. mit dem Gehäuse 124, an den Anschlag 112 anstößt. Ein weiteres Drehen in diese Richtung ist nicht möglich. Der Anschlag 112 begrenzt somit die Drehung der Baugruppe 104 zu der Batteriepolklemme 102. Die Bauteile sind dann korrekt zueinander ausgerichtet. Figur 11 zeigt den elektronischen Batteriesensor nach dem Zusammenfügen gemäß Figur 9 und dem Positionieren nach Figur 10. Mit Hilfe von Befestigungseinrichtungen 170, bspw. von Öffnungen, können dann die beiden Bauteile fest miteinander verbunden werden. Dies kann bspw. mittels eines Kaltumformens durchgeführt werden, In jedem Fall ist sichergestellt, dass die Baugruppe 104 und die Batteriepolklemme 102 richtig zueinander ausgerichtet bzw. positioniert sind.
Figur 12 verdeutlicht die Belastung des Gehäuses während des abschließenden Fügeprozesses, bspw. bei einem Tox-Fügen. Die Darstellung zeigt auf der linken Seite einen Graphen 200, an dessen Abszisse 202 die Spannung [%] und an dessen Ordinate 204 die Belastung [MPa] aufgetragen ist. Eine Kurve 210 zeigt den Verlauf der Belastung. Bei einem bestimmten Wert 212 führt diese Belastung zu einem Bruch.
Weiterhin zeigt Figur 12 auf der rechten Seite einen Graphen 220, an dessen Abszisse 222 die Temperatur [°C] und an dessen Ordinate 224 das E-Modul [MPa] aufgetragen ist. Eine erste Kurve 230 zeigt den Verlauf von gemessenen Werten, eine zweite Kurve 232 zeigt den Verlauf von gefitteten Modell-Werten. Eine Linie 236 zeigt das E-Modul bei einer Temperatur von 25 °C.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Montage eines elektronischen Batteriesensors, wobei eine Batteriepolklemme (20, 40, 52, 102)
- einen Aufnahmekörper (42, 72, 110) für einen Batteriepol und
- einen Anschlag (76, 112), der sich von dem Aufnahmekörper (42, 72, 110) erstreckt und dazu eingerichtet ist, eine Drehbewegung einer mit der Batteriepolklemme (20, 40, 52, 102) verbundenen Baugruppe (18, 54, 104) in zumindest eine Drehrichtung einzuschränken, sowie
- einen Bolzen (44, 74, 118) umfasst, wobei eine Baugruppe (18, 54, 104)
- einen Shunt (60, 120),
- ein Gehäuse (62, 124),
- einen Stecker (64, 126) sowie
- eine Öffnung (80, 122) zum Befestigen der Baugruppe (18, 54, 104) an der Batteriepolklemme (20, 40, 52, 102) umfasst, umfassend folgende Schritte:
- Zusammensetzen von Batteriepolklemme (20, 40, 52, 102) und Baugruppe (18, 54, 104) zu dem elektronischen Batteriesensor (50, 100),
- Verdrehen von Batteriepolklemme (20, 40, 52,102) und Baugruppe (18, 54, 104), bis eine Drehbewegung durch den Anschlag (76, 112) eingeschränkt wird,
- verdrehhemmendes Fixieren von Batteriepolklemme (20, 40, 52,102) und
Baugruppe (18, 54, 104).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei zum Zusammensetzen von Batteriepolklemme (20, 40, 52, 102) und Baugruppe (18, 54, 104) die Öffnung (80, 122) auf den Bolzen (44, 74, 118) gesetzt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zusammensetzen von Batteriepolklemme (20, 40, 52, 102) und Baugruppe (18, 54, 104) unter Verwendung einer Markierung (48, 75, 132), insbesondere auf dem Bolzen (44, 74, 118) angebracht, erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Beladen eines Werkstückträgers (14) mit der Baugruppe (18, 54, 104) erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Greifer (16) die Baugruppe (18, 54,104) zu der Batteriepolklemme (20, 40, 52, 102) positioniert.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fixieren durch einen Nietvorgang und/oder mittels Kaltumformens und/oder mittels Tox- Fügens erfolgt.
7. Elektronischer Batteriesensor, umfassend zumindest eine Batteriepolklemme und eine Baugruppe, wobei eine Batteriepolklemme (20, 40, 52, 102)
- einen Aufnahmekörper (42, 72, 110) für einen Batteriepol und
- einen Anschlag (76, 112), der sich von dem Aufnahmekörper (42, 72, 110) erstreckt und dazu eingerichtet ist, eine Drehbewegung einer mit der Batteriepolklemme (20, 40, 52, 102) verbundenen Baugruppe (18, 54, 104) in zumindest eine Drehrichtung einzuschränken, sowie
- einen Bolzen (44, 74, 118) umfasst, wobei die Baugruppe (18, 54, 104)
- einen Shunt (60, 120),
- ein Gehäuse (62, 124),
- einen Stecker (64, 126) sowie
- eine Öffnung (80, 122) zum Befestigen der Baugruppe (18, 54, 104) an der Batteriepolklemme (20, 40, 52, 102) umfasst, wobei die Batteriepolklemme (20, 40, 52, 102) und die Baugruppe (18, 54, 104) eingerichtet sind zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche.
8. Elektronischer Batteriesensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Aufnahmekörper (42, 72, 110) als Klemmkörper zur zumindest teilweisen Aufnahme des Batteriepols ausgebildet ist.
9. Elektronischer Batteriesensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Anschlag (76, 112) an dem Aufnahmekörper (42, 72, 110) der Batteriepolklemme (20, 40, 52, 102) angeformt ist und mit diesem einstückig ausgebildet ist.
10. Elektronischer Batteriesensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Anschlag (76, 112) als Steg ausgebildet ist und/oder der Anschlag (76, 112) mit dem Gehäuse (62, 124) zusammenwirkt .
11 . Elektronischer Batteriesensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Batteriepolklemme einen flachen Grundkörper aufweist, an dem der Aufnahmekörper (42, 72, 110) angebracht ist, wobei in dem Grundkörper (70, 114) mindestens eine Öffnung (116) zum Befestigen der Baugruppe (18, 54, 104) mit der Batteriepolklemme (20, 40, 52, 102) vorgesehen ist.
12. Elektronischer Batteriesensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Gehäuse (62, 124) eine Elektronik zum Erfassen und Auswerten von Batteriegrößen aufgenommen ist.
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