DE10012387C2

DE10012387C2 - Anordnung zum Verbinden eines Kabels mit einem Kraftfahrzeugbatteriepol

Info

Publication number: DE10012387C2
Application number: DE10012387A
Authority: DE
Inventors: Hans Kieninger; Rudolf Andraschko
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Priority date: 2000-03-14
Filing date: 2000-03-14
Publication date: 2002-10-02
Anticipated expiration: 2020-03-15
Also published as: US20010023037A1; EP1134843A2; JP2001313104A; US6629863B2; DE10012387A1; CA2339698A1; HK1042988A1; EP1134843A3; KR20010092337A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Verbinden eines einadrigen Kabels mit dem Pol einer Batterie, insbesondere Kraftfahrzeugbatterie, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derzeit werden in Kraftfahrzeugen 12 Volt Batterien verwendet, die mit von der Deckelebene des Batteriegehäuses senkrecht abstehende Anschlußfingern versehen sind. Ein Zwischenstück ist einenends mit mit einer Verschraubung versehenen Klemmlaschen bestückt, zwischen denen der abisolierte Leiter des Kabels oder eine Litze geklemmt wird. Das andere Ende des Zwischenstücks ist mit einem umfangsseitig geschlitzten Ring versehen, der über den Anschlußfinger geschoben wird und über mit einer Verschraubung versehene radial abstehende Backen am Anschlußfinger geklemmt wird. Einerseits ist dies beim Verbinden und Lösen des Batteriepolanschlusses relativ aufwendig und umständlich. Andererseits sind derzeit Überlegungen im Gange, Kraftfahrzeugbatterien einzusetzen, die eine höhere Gleichspannung von bspw. 42 Volt liefern, so dass die maximale Stromstärke und damit der Leiterquerschnitt reduziert werden können. Für diese geplante höhere Spannung, ist es dann auch sinnvoll, eine Verbindungsanordnung vorzusehen, die in weniger aufwendiger Weise montierbar und demontierbar ist und einen Berührungsschutz bietet.

Eine Anordnung der eingangs genannten Art ist für die derzeit üblichen Kraftfahrzeugbatterien aus der DE 44 08 834 A1 bekannt. Hierbei ist an der Steckverbindungsvorrichtung ein stegförmiger Vorsprung als erster Kontakt vorgesehen, auf den eine allgemein verwendete Flachsteckhülse aufschiebbar ist. Die Flachsteckhülse besitzt als Vibrationen aushaltende Verliersicherung eine elastische Verrastung in einer Bohrung des Vorsprungs, der in der Ebene der Batterieanschlussklemmbacken und von diesen radial abstehend vorgesehen ist. Diese bekannte Anordnung ist für höhere Gleichspannungen und damit für Hochstromverbindungen ungeeignet, nicht nur auf Grund der Flachsteckverbindung, sondern auch auf Grund der Tatsache, dass keine stabile Steckverbindung erreicht ist.

Ähnliche Anordnungen sind aus der JP 4-138 663 A und der DE 38 21 861 C2 bekannt, wobei eine Verliersicherung nicht vorgesehen ist. Die JP 11-054 184 A zeigt einem Crimpkontakt in einer winkligen Klemmverbindungsvorrichtung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Anordnung für eine Hochstromverbindung eines einadrigen Kabels mit dem Pol einer Batterie, insbesondere Kraftfahrzeugbatterie, der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine sichere und feste Verbindung schafft und dabei in einfacherer und schnellerer Weise handhabbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Anordnung zum Verbinden eines einadrigen Kabels mit dem Pol einer Batterie, insbesondere Kraftfahrzeugbatterie, die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist das bei fest verklemmten Verbindungen bisher übliche Montieren und Lösen der Kabelverbindung mit dem bzw. vom Batteriepol mit Hilfe von Schraubenschlüsseln vermieden. Es ist dem gegenüber für eine Hochstromverbindung eine stabile und feste und einfache Steckverbindung erreicht, die schnell und einfach zu verriegeln und je nach Ausführungsbeispiel mit oder ohne Werkzeug auch wieder zu entriegeln und damit zu lösen ist.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des ersten und des zweiten Kontakts ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 2.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 3 ist ein Adapter vorgesehen, was den Vorteil hat, dass die Steckverbindungsvorrichtung auch schon bei den heute üblichen Fahrzeugbatterien Verwendung finden kann.

Mit den Merkmalen eines oder mehrerer der Ansprüche 4 bis 8 sind Anordnungen von Stiftkontakten an Batteriepolen vorgesehen, wobei entweder die bisher ausgebildete Batteriepolausgestaltung weiterhin verwendet werden kann oder vollständig neue Batteriepolausgestaltungen geschaffen sind. Bei einer mit den Merkmalen des Anspruchs 8 vergleichbaren Anordnung nach der JP-A-11 054 184 ist ein Crimpkontakt einer winkligen Klemmverbindungsvorrichtung für einen üblichen Betteriepol seitlich am Batteriegehäuse und zu dessen Fuß hin gerichtet angeordnet.

Mit den Merkmalen eines oder mehrerer der Ansprüche 9 bis 12 ist eine Steckverbindung erreicht, bei der mit der linearen Steckbewegung eine Verrastung des den Buchsenkontakt aufweisenden Steckerteils mit dem Stiftkontakt bzw. dessen Halterung automatisch stattfindet. Dabei kann die Entriegelung mit Hilfe eines Werkzeugs oder mit Hilfe eines die Rastfinger betätigenden Entriegelungshebels stattfinden. Bei dieser rein translatorischen Steckverbindungsbewegung kann es zweckmäßig sein, die Merkmale gemäß Anspruch 13 vorzusehen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert ist.

Es zeigen:

Fig. 1A und 1B eine Vorrichtung zum Verbinden eines einadrigen Kabels mit dem Pol einer Kraftfahrzeugbatterie in zusammengesteckter Verbindung in Seitenansicht bzw. in Stirnansicht entsprechend Pfeil IB, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

Fig. 2 und 3 die Steckverbindung nach Fig. 1, jedoch in einem Ausgangszustand der Verbindung in teilweise geschnittener Seitenansicht bzw. in teilweise geschnittener Draufsicht,

Fig. 4A und 4B eine den Fig. 2 und 3 ähnliche Darstellung des ersten Ausführungsbeispieles, jedoch gemäß zweier Varianten,

Fig. 5 eine teilweise geschnittene Vorderansicht von an Batteriepolen gehaltenen Steckverbindungen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 5,

Fig. 7 eine Ansicht gemäß Pfeil VII der Fig. 5,

Fig. 8 eine Draufsicht auf mit Batteriepolen verbundenen Steckvorrichtungen gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

Fig. 9 eine teilweise geschnittene Seitenansicht gemäß Pfeil IX der Fig. 8,

Fig. 10 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Steckverbindungsvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung in zusammengestecktem Zustand,

Fig. 11 die Anordnung nach Fig. 10 ohne Batterie in Explosionsdarstellung,

Fig. 12 in Seitenansicht eine Variante der Steckverbindervorrichtung nach Fig. 10 und

Fig. 13 eine Draufsicht auf mit einer Batterie verbundene Steckverbindervorrichtung nach Fig. 10.

Die in der Zeichnung in verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellten Steckverbindungsvorrichtungen 10, 110, 210 bzw. 310 dienen zum Verbinden eines einadrigen Kabels 11 mit dem Pol 12, 112, 212, 312 bzw. 13, 113, 213, 313 insbesondere einer Kraftfahrzeugbatterie 14 ohne Zurhilfenahme eines Werkzeugs. Dabei kann die Verbindung des Batteriepols mit der Vorrichtung durch eine rein translatorische von Hand vorzunehmende Bewegung oder durch Ableitung der translatorischen Bewegung von einer von Hand vorzunehmenden Drehbewegung erfolgen. In allen Fällen ist eine Rastung der Steckverbindung vorgesehen, wobei die Verrastung am Ende der Steckverbindungsbewegung automatisch erfolgt, während das Lösen der Rastung entweder von Hand oder mittels eines Werkzeuges erfolgen kann. Desweiteren sind bei den einzelnen Ausführungsbeispielen teilweise Maßnahmen vorgesehen, um bei der betreffenden Batterie sowohl die bisherige Klemmverbindung als auch die erfindungsgemäße Steckverbindung anwenden zu können.

Beim in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 ist ein Adapter 16 aus leitendem Material vorgesehen, der an einem Ende mit einer Lasche 17 mit Bohrung 18 und andernends mit einer von der Lasche 17 senkrecht abstehenden Schiene 19 versehen ist, die hinterschnittene Längsränder 21 aufweist und in der ein Stiftkontakt 22 gehalten ist, der die der Lasche 17 abgewandte Oberfläche der Schiene 19 senkrecht überragt. Der Adapter 16 ist mittels seiner Lasche 17 auf einen den Pol 12 bzw. 13 der Batterie 14 bildenden Anschlußfinger 23 schiebbar bzw. pressbar.

Mit dem Stiftkontakt 22 ist ein Buchsenkontakt 26 elektrisch verbindbar, der in einem elektrisch isolierenden Gehäuse 27 eines Steckerteils 25 gehalten ist. Der Buchsenkontakt 26 kann üblicher Bauart sein und ist im Gehäuse 27 in axialer Richtung fixiert. Hierzu ist der Buchsenkontakt 26 an einem mittigen Bereich mit einer Ringnut versehen, in die Ringsegmente eines Innenbereichs 28 des Gehäuses 27 eingreifen; außerdem liegen die längsgeschlitzten Enden des Buchsenkontaktes 26 an einem übergreifenden Rand dieses Bereichs 28 des Gehäuses 27 innenseitig an. Der der Stiftkontaktaufnahme des Buchsenkontakts 26 abgewandte Endbereich ist mit einer Sacklochbohrung versehen, in die der abisolierte Leiter des Kabels 11 einsteckbar und dort durch Crimpen verklemmbar oder einlötbar ist.

Das Gehäuse 27 ist um den den Buchsenkontakt 26 haltenden Innenbereich 28 mit einem Hüllenteil 29 versehen, der axial geschlitzt ist und an zwei diametral gegenüberliegenden Bereichen mit Rastfingern 31 versehen ist. Die vorderen freien Enden der Rastfinger 31 hintergreifen in zusammengestecktem Zustand von Buchsenkontakt 26 und Stiftkontakt 22 die hinterschnittenen Längsränder 21 der Schiene 19 des Adapters 16 (Fig. 1B). Diese Verrastung von Steckerteil 25 und Adapter 16 erfolgt am Ende mit der translatorischen Steckverbindungsbewegung automatisch. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zum Lösen dieser Verrastung ein Werkzeug notwendig.

Bei der in Teilfigur 4A dargestellten Variante einer Vorrichtung 10' der Vorrichtung 10 der Fig. 1 bis 3 besitzt der Adapter 16' in einem Abstand und parallel zum Stiftkontakt 22 eine Führungsleiste 36, die beim Ineinanderstecken von Stiftkontakt 22 und Buchsenkontakt 26 in einen Schlitz 37 des Gehäuses 27 des Steckerteils 25 gelangt. Diese Führungsverbindung 36, 37 verhindert horizontale und/oder axiale Bewegungen während der translatorischen Steckverbindungsbewegung.

Bei der in Teilfigur 4B dargestellten Variante einer Vorrichtung 10" sind die Rastfinger 31 mit zwei diametral gegenüberliegenden Betätigungshebeln 32 in Wirkverbindung, so dass mit Hilfe der Betätigungshebel 32 die Rastfinger 31 von Hand auseinandergespreizt und damit die Rastverbindung zwischen Steckerteil 25" und Adapter 16" gelöst werden kann. Außerdem ist bei dieser Variante der Vorrichtung 10" dargestellt, dass der Adapter 16" im Bereich seiner Lasche 17" radial geschlitzt und mit radial abstehenden Flanschen 33 versehen ist, die von einer Schraubverbindung 34 durchdrungen sind, so dass die Lasche 17" auf dem Anschlußfinger 23 des Batteriepols 12 bzw. 13 schraubend geklemmt werden kann.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 bis 7 ist die Vorrichtung 110 durch die Integration eines Stiftkontaktes 122 am betreffenden Batteriepol 112 bzw. 113 gebildet. Dabei ist an dem durch einen Anschlußfinger 123 gebildeten Batteriepol 112, 113 eine Zwischenschiene 141 angeformt, an deren über das Batteriegehäuse hinausragenden freien Ende der Stiftkontakt 122 angeformt ist. Während die Zwischenschiene 141 am bodenseitigen Ende des Anschlußfingers 123 vorgesehen ist und parallel zur Oberseite des Batteriegehäuses verläuft, ist der Stiftkontakt 122 an der Unterseite der Zwischenschiene 141 zum Fuß der Batterie 14 weisend senkrecht angeformt.

Mit dem Stiftkontakt 122 ist gemäß den Fig. 5 und 7 ein Steckerteil 25' gemäß der Variante nach den Fig. 4A verbunden, wobei die Rastfinger 31' des Steckerteils 25' hinter die Zwischenschiene 141 verrastend greifen. Es versteht sich, dass mit dem Stiftkontakt 122 auch ein Steckerteil 25 nach Fig. 4B oder nach den Fig. 1 bis 3 verwendet werden kann.

Fig. 6 zeigt außerdem, dass trotz der Anordnung des Stiftkontaktes 122 die Anschlußfinger 123 der Batteriepole 112, 113 weiterhin mit einer üblichen Klemmverbindung 43 versehen werden können, die wie beim Adapter 16" (Fig. 4B) mit einer Lasche 117', Flanschen 133 und einer Schraubverbindung 134 versehen ist. Zur Verbindung des Leiters eines Kabels 11 ist die Lasche 117' mit Klemmlaschen 144 versehen, die über Schraubverbindungen 145 den Leiter zwischen sich klemmen können.

Die Vorrichtung 210 nach den Fig. 8 und 9 besitzt als Batteriepol 212, 213 einen Anschlußfinger 223, der an einem Umfangsbereich den Stiftkontakt 222 angeformt trägt. Parallel zum etwa in mittiger Höhe des Anschlußfingers 223 angeordneten Stiftkontaktes 222 ist bodenseitig eine Führungsleiste 236 vorgesehen. Der Anschlußfinger 223 ist an der Stelle, an der der Anschlußfinger 223 angeformt ist, abgeflacht und in dem dieser Abflachung 247 abgewandten hinteren Bereich 248 mit einer Zahnung 249 versehen, deren dem Steckerteil 225 zugewandte diametral gegenüberliegende Zähne der Verrastung der Rastfinger 231 des Steckerteils 225 dienen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist als Steckerteil 225 eine Variante des Steckerteils 25 nach den Fig. 1 bis 3 verwendet. Der einzige Unterschied besteht darf, dass eine Führungsanordnung gemäß dem Steckerteil 25' der Fig. 4A, 4B vorgesehen ist. Es versteht sich, das auch ein mit Lösehebeln versehener Steckerteil entsprechend dem Steckerteil 25" der Teilfigur 4B Verwendung finden kann.

Die Fig. 10 bis 13 zeigen die Vorrichtung 310 einschließlich einer Variante 310', bei der der Stiftkontakt 322 am bodenseitigen Ende des Anschlußfingers 323 des Batteriepols 12, 13 in nach außen abstehender und gekröpfter Weise vorgesehen ist. Zwischen horizontal verlaufendem Stiftkontakt 322 und dem Anformungsbereich am Anschlußfinger 323 ist eine Zwischenschiene 341 vorgesehen, die, wie die Fig. 13 zeigt, für die Verwendung einer üblichen Klemmverbindung 343 am Anschlußfinger 223 Platz läßt, die ähnlich der Darstellung nach den Fig. 5 bis 7 ausgebildet ist. Der einzige Unterschied besteht in der angepassten winkligen Anordnung von Lasche 317 und Klemmlaschen 344.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Stiftkontakt 322, der translatorisch in Verbindung mit dem Buchsenkontakt 326 zu bringen ist, in einer Hülse 351 axial fixiert gehalten. Die axiale Halterung erfolgt durch radiale Verrastung zwischen inneren Rasten der Hülse 351 und Ringnuten am Stiftkontakt 322 in nicht im einzelnen dargestellter Weise. Die Hülse 351 kann zusätzlich am Batteriegehäuse befestigt sein. Das vordere Ende der Hülse 351 ist als Bajonettverschlußteil 352 mit entsprechenden Gewindenuten und Rastenden ausgebildet.

Der Buchsenkontakt 326 ist in einem Steckerteil 325 gehalten, der eine Zylinderhülse 353 aufweist, um deren vorderes Ende ein als Gegenbajonettverschlußteil ausgebildetes Verdrehteil 354 axial unbeweglich sitzt. Das Verdrehteil 354 besitzt innenseitig entsprechende Bajonettgewindegangsegmente. Dies bedeutet, dass die Vorrichtung 310 die translatorische Steckverbindungsbewegung durch die Drehbewegung des Bajonettverschlusses erreicht. Wie bekannt, wird bei der Bajonettverschlußbewegung am Ende ein Rastung erreicht.

Fig. 12 zeigt eine Variante 310' zur Vorrichtung 310, bei der die Zylinderhülse 353 mit einem Winkelteil 356 verbindbar ist, durch das das Kabel 11 geführt und ausgangsseitig mit einer Stopfenanordnung 357 abgedichtet ist.

In nicht im einzelnen dargestellter Weise kann bei den Vorrichtungen 10, 10', 110, 210, 310 entsprechend dem Batteriepol 12, 112, 212, 312 oder 13, 113, 213, 313 (plus oder minus) eine farbliche und/oder mechanische Codierung vorgesehen sein.

Es versteht sich, dass es auch möglich ist Stiftkontakt 22, 122, 222, 322 und Buchsenkontakt 26, 126, 226, 326 bei dem einen oder anderen Ausführungsbeispiel bzw. deren Varianten zu vertauschen.

Claims

1. Anordnung (10, 110, 210, 310) zum steckbaren Verbinden eines einadrigen Kabels (11) mit dem Pol (12, 112, 212, 312; 13, 113, 213, 313) einer Batterie (14), insbesondere Kraftfahrzeugbatterie, wobei der Leiter (15) des Kabels (11) mit einem metallischen Steckerteil (25, 125, 225, 325) verklemmt oder verlötet ist, und mit einer Steckverbindungsvorrichtung (10, 110, 210, 310), die einen ersten Kontakt aufweist, der mit dem Batteriepol (12, 13) lösbar verbindbar oder fest verbunden ist und die einen zweiten Kontakt aufweist, der Teil des metallischen Steckerteils (25, 125, 225, 325) ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kontakt winklig, an einer Schiene (19) oder einem Ring befestigt ist, die bzw. der für das den zweiten Kontakt beinhaltendes Steckerteil (25, 125, 225) ein Rastteil bildet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kontakt ein Stiftkontakt (22, 122, 222, 322) und der zweite Kontakt ein Buchsenkontakt (26, 126, 226, 326) ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Batteriepol einen Anschlußfinger (23, 123, 223, 323) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stiftkontakt (22) Teil eines Adapters (16) ist, dessen anderes Ende mit dem Anschlußfinger (23) des Batteriepols (12, 13) klemmend verbindbar ist, und dass der Stiftkontakt gegenüber dem mit dem Anschlußfinger (23) verbindbaren Ende des Adapters (16) gegenläufig parallel versetzt ist.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stiftkontakt (122) mit dem Batteriepol (12, 13) fest verbunden, vorzugsweise vergossen ist.

5. Anordung nach Anspruch 4, bei der der Batteriepol einen Anschlußfinger aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stiftkontakt (122) am unteren Ende des Anschlußfingers (123) vorgesehen ist.

6. Anordnung nach Anspruch 4, bei der der Batteriepol einen Anschlußfinger aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stiftkontakt (222) an einem Umfangsbereich des Anschlußfingers (223) angeordnet ist.

7. Anordnung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stiftkontakt (122, 222, 322) in einer horizontalen Richtung nach außen vom Batteriegehäuse absteht.

8. Anordnung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stiftkontakt (222) in einer vertikalen Richtung seitlich des Batteriegehäuses zu dessen Fuß hin gerichtet ist.

9. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Buchsenkontakt (22, 122, 222) in einem Steckergehäuse (27, 127, 227) längs verriegelt aufgenommen ist, das mit einer in Steckrichtung vorderen Raste (31, 131, 231) versehen ist.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Raste mindestens zwei vorzugsweise diametral gegenüberliegende am Steckergehäuse (27, 127, 227) elastisch angeformte Rastfinger (31, 131, 231) aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastfinger (31, 131, 231) mit Betätigungshebeln (32, 132, 232) verbunden sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastfinger (31, 131, 231) an der hinterschnittenen Schiene (19) oder einem Zahnring von der bzw. dem der Stiftkontakt absteht, einrasten.

13. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckergehäuseteil (27, 127, 227) parallel zum Buchsenkontakt (26, 126, 226) eine Schlitzaufnahme (37, 137) für ein zum Stiftkontakt (22, 122, 222) paralleles Führungsteil (36, 136) aufweist.