DE102004046855B3

DE102004046855B3 - Batteriepolklemmenanordnung

Info

Publication number: DE102004046855B3
Application number: DE102004046855A
Authority: DE
Inventors: Armin Hirthammer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2024-09-28
Also published as: WO2006034897A1

Abstract

Eine Batteriepolklemmenanordnung (20) enthält eine Polklemme (3) mit einem Befestigungsbereich (33), einen Messwiderstand (6) für einen Batteriesensor und ein Befestigungselement (1, 2) zur Befestigung des Messwiderstands (6) an der Polklemme (3) und zur Befestigung eines Endes einer Masseleitung am Messwiderstand (6), wobei das Befestigungselement einen durch den Befestigungsbereich (33) des Batteriesensors passierenden Bolzen (1) mit einer diesen umfassenden Isolierhülse (2) enthält.

Description

Die Erfindung betrifft eine Batteriepolklemmenanordnung, in die ein Messwiderstand baulich integriert ist.
Bei einer solchen Batteriepolklemmenanordnung, die unter anderem aus einer Polklemme, einem Widerstandselement, einem Anschlussstück für die Masseleitung und Gehäuseteilen besteht, wird ein Messwiderstand, der Daten über den Batteriezustand erfassen soll und an eine Steuerungs- und Regelungseinheit in beispielsweise einem Kraftfahrzeug liefern soll, an einem Batteriepol einer Kraftfahrzeugbatterie, z.B. einer Kraftfahrzeugstarterbatterie, befestigt.
Mit dem Messwiderstand ist in der Regel ferner ein Anschlussstück für eine Masseleitung verbunden.

Aus der Druckschrift WO 01/44825 A1 ist eine Batteriesensorvorrichtung (Batteriepolklemmenanordnung bekannt, die eine Polklemme (Klemmenkörper) mit einem Befestigungsbereich, einen Messwiderstand (Messshunt, Widerstandselement) für einen Batteriesensor und ein Befestigungselement zur Befestigung des Messwiderstandes an der Polklemme und zur Befestigung eines Endes einer Masseleitung (Anschlusskabel mit Kabelschuh) am Messwiderstand aufweist. Der erste Anschluss des Messwiderstandes ist kraftschlüssig (über eine Schraubverbindung) mit der Masseleitung verbunden, wobei das Befestigungselement (Schraube, Schraubenmutter) und der zweite Anschluss des Messwiderstandes elektrisch isoliert durch ein Isolierteil (Isolierhülse) am Befestigungsbereich der Polklemme angeordnet sind.

Die Verbindung zwischen der Polklemme und dem Messwiderstand bzw. zwischen dem Messwiderstand und dem Anschlussstück wird im vorgenannten Stand der Technik mit einer Schraube fixiert, wobei die erforderliche elektrische Isolierung durch zwei Kunststoffplättchen in Verbindung mit zwei Stahlplättchen erfolgt.

Aus der DE 103 32 410 B3 ist eine Batteriesensorvorrichtung (Batteriepolklemmenanordnung) bekannt, die eine Polklemme, einen Messwiderstand (Shunt) für einen Batteriesensor und eine Befestigungselement zur Befestigung des Messwiderstandes an einem Ende der Masseleitung (Anschlusskabel) aufweist. Der Messwiderstand ist mittels Schweiß- oder Lötverbindung einerseits mit einem Anschlussstück der Polklemme und andererseits mit dem Anschlussstück für die Masseleitung verbunden. Das Anschlussstück für die Masseleitung ist dabei nicht an einem an der Polklemme ausgebildeten Befestigungsbereich festgelegt.

Aus den CH 678 469 A5 , WO 99/54744 A1, US 2003/0017753 A1 und DE 101 18 027 A1 sind Batteriesensorvorrichtungen (Polklemme, Messwiderstand, Batterieleitung) bekannt, aus denen aber nicht die Art der Verbindung zwischen Messwiderstand und Masseleitung hervorgeht. Schließlich ist aus der DE 26 23 807 A1 eine Polklemme mit integriertem Messwiderstand bekannt, bei der der Anschluss der Batterieleitung über eine Schellen-Schraubverbindung erfolgt.

Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Batteriepolklemmenanordnung, mit der ein Messwiderstand an einer Batteriepolklemme befestigt werden kann und mit der ein Anschlussstück für eine Masseleitung am Messwiderstand befestigt werden kann, derart weiterzuentwickeln, dass die erforderliche Teilezahl verringert werden kann und eine kostengünstige Herstellung ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird mit einer Batteriepolklemmenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, einen durch eine Isolierhülse gegenüber der Polklemme isolierten Bolzen, der durch einen entsprechenden Befestigungsbereich an der Polklemme geführt wird, als Verbindungsmittel zwischen einerseits der Polklemme und dem Messwiderstand und andererseits dem Messwiderstand und der Masseleitung zu verwenden. Dazu wird der Bolzen mit dem Messwiderstand über eine beliebige, elektrisch leitfähige form- oder stoffschlüssige Verbindung, z.B. eine Pressverbindung und/oder Vernietung, verbunden. Zur Isolierung zwischen Polklemme und Bolzen ist dadurch nur ein Bauteil, nämlich die Hülse, erforderlich. Andererseits ist zur Verbindung zwischen dem Messwiderstand und der Polklemme bzw. dem Messwiderstand der Masseleitung ebenfalls nur ein Bauteil erforderlich, so dass die Gesamtzahl der Elemente der Befestigungsanordnung verringert werden kann.

Außerdem ermöglicht eine geeignete Formgebung des Bolzen, wie z.B. das Anbringen von mindestens einem Absatz, dass die Verbindung zwischen Messwiderstand und Masseleitung gegenüber Kräften verhältnismäßig widerstandsfähig wird. Insbesondere können jeweils Absätze derart vorgesehen sein, dass in Bolzenlängsrichtung wirkende Kräfte durch die Absätze an die Polklemme und/oder das Gehäuse des Messwiderstands übertragen werden und somit nicht an die Verbindung zwischen dem Bolzen und dem Messwiderstand übertragen werden. Vorzugsweise ist der Bolzen so gestaltet, dass sein Durchmesser mit zunehmendem Abstand vom Messwiderstand zunimmt, was die Montage vereinfacht. Statt eines Bolzens mit im Wesentlichen kreisförmigem Querschnitt, von dem in der Beschreibung ausgegangen wird, kann auch ein bolzenartiges Bauteil mit einem anderen, z.B. rechteckigen, Querschnitt und eine entsprechend angepasste Isolierhülse verwendet werden.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figur beschrieben, die eine schematische, teilweise ausgebrochene, Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Batteriepolklemmenanordnung zeigt.
Die Anordnung gemäß der beigefügten Figur enthält eine Polklemme 3, die durch nicht dargestellte Befestigungsmittel an einem Batteriepol einer Batterie, z.B. einer Kraftfahrzeugbatterie, befestigt werden kann, indem ihre Schenkel 31, 32 aufeinander zu bewegt und zusammengedrückt werden und somit die Polklemme 3 um den Batteriepol geklemmt wird. Die Anordnung enthält ferner einen Messwiderstand 6, der als im Wesentlichen plattenförmiges Bauteil gestaltet ist und der eine Messstrecke aufweist, welche einerseits mit einer (nicht dargestellten) Masseleitung zu verbinden ist und andererseits mit dem Batteriepol über die Batteriepolklemme 3 zu verbinden ist. Der Messwiderstand 6 ist in ein Gehäuse 4 für den Widerstand eingebracht, das aus einem elektrisch nicht leitenden Kunststoffmaterial vorzugsweise gefertigt ist. Das Gehäuse 4 für den Messwiderstand weist außerdem Anschlüsse für Auswerteeinheiten 41 auf, welche beispielsweise als Steckeranschlüsse gestaltet sein können, um eine Verbindung zu einer Auswerteeinheit herzustellen. Das Gehäuse 4 weist ferner einen nach außen vorstehenden ringförmigen Kragen 5 oder Bund auf, durch den ein Anschlussbolzen 1 zur Verbindung der Messstrecke des Messwiderstands 6 mit der (nicht dargestellten) Masseleitung einführbar ist.
Zur Verbindung der Polklemme 3 und des Messwiderstands 6 sowie der nicht dargestellten Masseleitung ist eine Anordnung aus einem Bolzen 1 und einer den Bolzen zumindest teilweise umschließenden Isolierhülse 2 vorgesehen. Die Isolierhülse 2 ist elektrisch nicht leitfähig und beispielsweise aus Kunststoffmaterial gefertigt. Der Bolzen ist in die Isolierhülse 2 eingepresst.
Zur Befestigung der Anordnung aus Bolzen 1 und Isolierhülse 2 an der Polklemme 3 weist die Polklemme einen Befestigungsbereich 33 auf, der betrachtet in einer Draufsicht auf die Polklemme 3 im Wesentlichen an einem gegenüberliegenden Ende zu den Schenkeln 31, 32 der Polklemme angeordnet ist. Der Befestigungsbereich 33 an der Polklemme 3 besitzt einen Durchtritt, z.B. eine Bohrung, durch den der Bolzen und die Hülse 2 durchführbar sind. Vorzugsweise ist die Anordnung aus Bolzen 1 und Isolierhülse 2 in die Bohrung im Befestigungsbereich 33 der Polklemme 3 eingepresst.
Die Hülse 2 besitzt eine derartige Länge, dass sie über den gesamten Befestigungsbereich der Polklemme 3 in axialer Richtung des Bolzens 1 ragt, so dass keine elektrische Leitung zwischen dem Bolzen 1 und der Polklemme 3 über dem Befestigungsbereich möglich ist. Allerdings endet die Hülse 2 vor dem am Messwiderstand 6 liegenden Ende des Bolzens 1, so dass der Bolzen 1 mit dem Messwiderstand 6 im Verbindungsbereich 7 beispielsweise durch eine Pressverbindung, eine Verlötung oder eine Vernietung befestigt ist. Somit ist eine elektrische Leitung zwischen dem Messwiderstand, insbesondere dessen Messstrecke, und dem Bolzen 1 möglich. Dazu wird der Bolzen 1 beispielsweise in eine am Messwiderstand 6 vorgesehene Bohrung eingeführt, welche die Positionierung des Bolzens vereinfacht und die Festigkeit der Verbindung zwischen Bolzen 1 und Messwiderstand 6 erhöht.
Um den Durchtritt des Bolzens 1 durch den Messwiderstand 6 zu begrenzen, weist der Bolzen 1 einen ersten Absatz 11 auf. Insbesondere weist der Bereich des Bolzens 1, der mit dem Messwiderstand 6 im Verbindungsbereich 7 verbunden ist, einen kleineren Durchmesser als der in Richtung Polklemme 3 ragende Teil des Bolzens 1 auf. Dieser Absatz 11 gelangt an der Außenfläche des Messwiderstands 6 in Anlage, d.h. der größere der beiden Durchmesser des Absatzes des Bolzens 1 ist derart bemessen, dass er nicht in die am Messwiderstand 6 vorgesehene Bohrung einführbar ist.
Vorzugsweise ist ferner die Länge der Isolierhülse 2 am Bolzen 1 in dessen axialer Richtung derart gewählt, dass nur der Bolzen, nicht aber die Isolierhülse 2, durch den Kragen 5 des Gehäuses 4 für den Widerstand 6 geführt wird. Dabei ist der Innendurchmesser des Kragens 5 derart an den Durchmesser der Hülse 2 in deren an den Kragen 5 angrenzendem Bereich und an die Gestaltung des Befestigungsbereichs 33 der Polklemme 3 angepasst, das sich im zusammengefügten Zustand der Kragen 5 direkt an der Polklemme 3 abstützt und nicht an der Isolierhülse 2. Somit ist der Innendurchmesser des Kragens 5 vorzugsweise größer, zumindest in dessen nach außen vorspringendem Bereich, als der Außendurchmesser der Isolierhülse 2 in diesem Bereich.
Kräfte, die in der Richtung umgekehrt zur eingezeichneten Kraft F_x wirken, d.h. nach links in der dargestellten Figur, werden auf den Kragen 5 übertragen, der sich an der Polklemme 3 abstützt. Dadurch kann eine Zugbeanspruchung auf die Verbindung 7 verringert werden.
Außerdem sind der Bolzen 1 sowie die Isolierhülse 2 mit einem zweiten Absatz 12 versehen, so dass der Durchmesser des Bolzens sowie der Isolierhülse in Richtung weg von dem Messwiderstand 6 zunimmt. Dieser Absatz 12 stützt sich am Befestigungsbereich 33 des Gehäuses ab.
Werden Kräfte in Richtung F_x auf die Masseleitung aufgebracht und über diese in den Bolzen 1 eingeleitet, so werden sie über den Absatz 12 auf die Polklemme übertragen und beeinträchtigen die elektrische und mechanische Verbindung zwischen dem Bolzen 1 und dem Messwiderstand 6 nicht. Schließlich können Kräfte, die unter einem Winkel zur eingezeichneten Kraft Richtung F_x wirken, durch die Verpressung zwischen Polklemme 3, Isolierhülse 2 und Bolzen 1 aufgenommen werden.

Claims

Batteriepolklemmenanordnung (20) mit einer Polklemme (3) zum Anschluss an einen Batteriepol, einem Messwiderstand (6) für einen Batteriesensor und einem Befestigungselement (1, 2) zum Anschluss einer Masseleitung am Messwiderstand (6), wobei das Befestigungselement (1, 2) aus einem Bolzen (1) und einer radial darüber angeordneten Isolierhülse (2) besteht, wobei an der Polklemme (3) außenseitig ein erster Befestigungsbereich (33) mit einer Bohrung, in der die Isolierhülse (2) mit dem Bolzen (1) angeordnet ist, und ein zur Bolzenachse etwa senkrecht liegender, zweiter Befestigungsbereich zum direkten Anschluss am Messwiderstand (6) ausgebildet sind, wobei der Messwiderstand (6) vollständig in einem isolierenden Gehäuse (4) angeordnet ist und das Gehäuse (4) einen Durchführungsbereich für zumindest den Bolzen (1) aufweist, und wobei der Bolzen (1) mit dem Messwiderstand (6) durch eine Press- oder Nietverbindung miteinander verbunden ist.
Batteriepolklemmenanordnung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (4) zu dessen Außenseite vorspringend ein Kragen (5) vorgesehen ist, in den der Bolzen (1) einführbar ist.
Batteriepolklemmenanordnung (20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierhülse (2) außerhalb des Kragens (5) endet, wobei der Kragen einen Innendurchmesser aufweist, der zumindest so groß wie der Außendurchmesser der Isolierhülse (2) ist.
Batteriepolklemmenanordnung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwiderstand (6) plattenförmig ist und der Bolzen (1) durch den Messwiderstand (6) im Wesentlichen senkrecht zum Messwiderstand angeordnet ist.
Batteriepolklemmenanordnung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierhülse (2) mit dem Bolzen (1) durch Verpressen verbunden ist.
Batteriepolklemmenanordnung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (1) mit der Isolierhülse (2) in den Befestigungsbereich (33) der Polklemme eingepresst ist.
Batteriepolklemmenanordnung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung aus Bolzen (1) und Isolierhülse (2) einen gestuften Außendurchmesser in Axialrichtung des Bolzens aufweist, wobei ein Bereich größeren Durchmessers weiter entfernt vom Messwiderstand als ein Bereich kleineren Durchmessers angeordnet ist.