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Die
Erfindung betrifft eine Polanschlussklemme zum lösbaren Befestigen wenigstens
eines Stromkabels an einem zylindrischen oder in Axialrichtung leicht
konischen Pol einer Fahrzeugbatterie, wobei die Polanschlussklemme
einen den Pol aufnehmenden Klemmring mit einem Spalt aufweist, der mit
zwei Klemmbacken verbunden ist, die Klemmbacken mit Klemmflächen versehen
sind und ein Spannstück
mit Klemmflächen
versehen ist und durch Ausführen
einer Zustellbewegung des Spannstückes und der Klemmbacken zueinander
und aneinander Anliegen der Klemmflächen die Klemmbacken aufeinanderzu
bewegbar sind.
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Aus
dem Stand der Technik sind Autobatterie-Polklemmen mit zwei einendseitig
festgelegten Klemmbacken bekannt, die zur Bereitstellung der Klemmwirkung
an sich gegenüberliegenden,
freien Enden zusammendrückbar
sind. Die Klemmbewegung wird durch eine Spanneinrichtung erzwungen, die
eine senkrecht zur Klemmbewegungsebene einwirkende Spannkraft erzeugt
sowie gleitend zusammenwirkende Schrägflächen und Gegenflächen, jeweils
in Form ebener, schräger
Flächen,
zur Umwandlung der Spannkraft in die dazu senkrechte Klemmkraft
beinhaltet.
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Bei
einer Klemme nach der
DE
44 08 622 C1 ist anders als bisher wenigstens eine Schrägfläche als
eine nicht plane Fläche
derart ausgestaltet, dass ihr Schrägwinkel in einem den fixierten
Klemmbackenenden abgewandten Bereich geringer ist, als in einem
diesen näherliegenden
Bereich.
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Bei
einer Anschlussklemme ist nach der
DE 40 11 378 A1 für den Pol einer Batterie, die
seitlich des Pols und der Klemmöffnung
für diesen
Pol verlaufende Klemmschraube etwa parallel zur Polachse und zur
Aufsteckachse auf den Pol orientiert und betätigt beim Anziehen mittels
des Gegengewindes über
eine Schrägfläche und
eine vorzugsweise ebenfalls schräge
Gegenfläche
die beiden Klemmbacken aufeinander zu, so dass eine vereinfachte
Montage sogar durch Roboter möglich
ist. Die die Axialbewegung der Schraube umsetzenden Schrägflächen könnten entweder
an einer Gegenmutter oder entlang einem, die beiden Klemmbacken
seitlich der Klemmöffnung
trennenden Schlitz angeordnet sein.
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Die
DE 38 11 629 C1 beschreibt
eine Polklemme zur Herstellung eines elektrischen Klemmanschlusses
mindestens eines mit der Polklemme verbindbaren Kabels an einen
elektrischen Leiter, der mit einer Spannschraube gegeneinander verspannbare
Schrägflächen aufweist,
die derart orientiert sind, dass durch die beim Anziehen der Spannschraube
erzwungene Gleitbewegung der Schrägflächen aufeinander eine radiale
Einschnürung
der den elektrischen Leiter aufnehmenden Ausnehmung der Polklemme
erfolgt.
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Die
EP 0 601 521 A2 beschreibt
eine Batterieanschlussklemme mit einem Paar rechter und linker Spannstücke, die
an jedem freien Ende eines Paares oberer und unterer ringförmiger Aufsteckteile einer
durch Doppelfalten eines Basiselements gebildeten Klemme angeordnet
sind und einem Spannwerkzeug mit einem Ausschnitt, der durch obere
und untere zweistufige Schrägflächen gebildet
wird, die einander waagerecht gegenüberliegend angeordnet sind,
um mit den äußeren Kanten
jedes Spannstücks in
Berührung
zu kommen, die in linken und rechten oberen und unteren Paaren im
Anschluss an das freie Ende der Klemme angeordnet sind. Wenn dann ein
Bolzen durch ein in dem Spannwerkzeug ausgebildetes Bolzenloch hindurch
in eine Mutter eingeschraubt wird, die in der Mitte der Spannstücke angeordnet
ist, werden die rechten und linken Spannstücke durch die Schrägflächen waagerecht
zusammengedrückt,
um die freien Enden der ringförmigen
Aufsteckteile zu schließen,
wobei die rechten und linken Spannstücke so geformt sind, dass sie
miteinander verriegeln und der Eingriff mit den durch die Oberseite
der Mutter abgestützten
oberen Spannstücken
die unteren Spannstücke
abstützt.
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Aus
der
US 1,746,517 ist
ferner ein Batterieanschluss bekannt, der einen offenen Ring aufweist, der
zum Anschluss an einem Batteriepol mit einem am Ring angeordneten
Sicherungsglied für
ein elektrisches Verbindungskabel vorbereitet ist. Der offene Ring
weist vom offenen Ende des Ringes ausgehend ein Paar verlängerter
Beine auf, deren Außenseite abgeschrägt ist und
deren Innenseite korrespondierende vertikal liegende Erweiterungen
aufweist. Zu dem Batterieanschluss gehört eine im Wesentlichen U-förmige Klammer,
welche über
dem Paar von Beinen anbringbar ist, und deren Innenseite entsprechend
der Außenseite
und entsprechend der Paar Beine abgeschrägt ist. Seitliche Schultern
auf der Außenseite
des Beinpaares und die angrenzenden Ecken der auf das Beinpaar aufgesteckten
Klammer verhindern eine seitliche Bewegung der Klammer gegenüber dem
Beinpaar. Ferner sind Mittel zur kraftschlüssigen Verbindung der Klemme
mit dem offenen Ring vorgesehen.
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Die
US 5,454,741 beschreibt
eine Batterieklemme, die auf einem Batteriepol montiert ist, mit
einem Kabelverbinder für
die Verbindung mit einem elektrischen Kabel. Eine ringförmigen Polschelle,
die eine vertikal orientierte zylindrische Form und offene freie
Enden hat, weiste erste und zweite Klemmglieder auf, die sich an
die offenen freien Enden der Polschelle anschließen und die verjüngte Gleitflächen haben.
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Ein
Spannwerkzeug mit verjüngten
Oberflächen,
ist dazu eingerichtet, über
die verjüngten
Gleitflächen
der Klemmglieder zu greifen und einem Bolzen und einer Mutter, wobei
der Bolzen durch das Spannwerkzeug hindurchgesteckt und in die Mutter eingeschraubt
wird, um das Spannwerkzeug in Richtung auf die ersten und zweiten
Klemmglieder zu bewegen, wodurch die ersten und zweiten Klemmglieder
geschlossen werden und ihrerseits die freien Enden der Polschelle
schließen,
um die Batterieklemme am Batteriepol festzuspannen. Dabei wird die
ringförmige
Polschelle und die ersten und zweiten Klemmglieder durch ein vertikal
orientiertes Metallband gebildet, das in die zylindrische Form gebogen
ist, wobei die Endbereiche des Metallbandes zu der Form der ersten
und zweiten Klemmglieder gebogen sind, die Mutter innerhalb der
Klemmglieder angeordnet ist und die ersten und zweiten Klemmglieder
Klauen haben, die annähernd
in der Mitte der Gleitflächen
aus den Klemmglieder herausgedrückt
sind und in einen Zwischenraum zwischen den Klemmgliedern ragen und
mit der Mutter in Berührung
kommen können, wenn
der bolzen in die Mutter eingeschraubt wird.
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Eine
Polanschlussklemme ist aus der
EP 0 582 854 B1 bekannt. Bei dieser Polanschlussklemme sind
die Klemmflächen
an den Klemmbacken gekrümmt
und die Gegenflächen
des Spannstückes komplementär gekrümmt. Die
Krümmungsmittelpunkte
der Kreisbögen
verlaufen auf einer schrägen Geraden.
Die gekrümmten
Klemmflächen
der Klemmbacken gehen in Aussteifungsflansche über, welche nicht als Klemmfläche verwendbar
sind.
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Die
US 1,724,753 beschreibt
schließlich
eine Batterieanschlussvorrichtung umfassend eine offene mit einem
Batteriekabel verbundene Hülse
mit einem gegenüberliegenden
Paar von im Wesentlichen parallel liegenden Armen, die in eine den
Armen gegenüberliegenden
Aufnahme eines Joches schwenkbar sind. Keilförmige Flächen in der Jochaufnahme drücken die
Arme der Hülse
im geschwenkten Zustand aneinander, wobei zudem Mittel angeordnet
sind, die die eingeschwenkten Arme in ihrer Lage sichern.
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Aufgabe
der Erfindung ist es eine einfache Form der Klemmflächen einer
Polanschlussklemme zu finden, wobei eine gute und sichere Anlage
der Klemmflächen
aneinander gegeben sein soll.
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Die
Erfindung geht von einer Polanschlussklemme zum lösbaren Befestigen
wenigstens eines Stromkabels an einem zylindrischen oder in Axialrichtung
leicht konischen Pol einer Fahrzeugbatterie aus, die einen den Pol
aufnehmenden Klemmring mit zwei durch einen Spalt voneinander getrennten
Enden, welche mit zwei Klemmbacken verbunden sind, umfasst. Die
Klemmbacken weisen ebenflächige
und schräg
zu der Richtung einer Zustellbewegung eines Spannstückes ausgerichtete
Klemmflächen
auf und das Spannstück
ist mit parallel zu diesen ausgebildeten Klemmflächen versehen, wobei durch
Ausführen der
Zustellbewegung des Spannstückes
und der Klemmbacken zueinander und Anliegen der Klemmflächen aneinander
die Klemmbacken aufeinander zu bewegbar sind.
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Erfindungsgemäß sind die
Klemmflächen der
Klemmbacken und/oder die Klemmflächen
des Spannstückes
trapezförmig
so ausgebildet, dass deren parallele Begrenzungslinien in Richtung
der Zustellbewegung angeordnet sind und die längere der verbleibenden Seitenlinien
zum Klemmring hin gerichtet ist, oder, dass in den Klemmflächen der Klemmbacken
oder in den Klemmflächen
des Spannstückes
im Wesentlichen in Richtung der Zustellbewegung verlaufende Nuten
und an den Klemmflächen
des jeweils anderen Teils Nasen vorgesehen sind, die beim Anliegen
der Klemmflächen
aneinander in die Nuten eingreifen.
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Der
Vorteil in der erfindungsgemäßen Ausbildung
der Klemmflächen
besteht darin, daß die Klemmflächen besonders
einfach hergestellt werden können
und aufgrund der parallelen Ausrichtung der Klemmflächen immer
eine gute Anlage der Klemmflächen
aneinander gegeben ist.
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Ferner
wird vorgeschlagen, daß sich
die Klemmflächen über die
gesamte Breite der Klemmbacken erstrecken. Damit können die
Klemmbacken insgesamt zur Aufbringung der Klemmkraft ausgenutzt
werden, so daß eine
gleichmäßig hohe
Klemmkraft bei möglichst
geringer Werkstoffbeanspruchung gegeben ist.
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In
den Klemmflächen
der Klemmbacken oder des Spannstückes
können
Nuten und in dem jeweils anderen Teil Nasen vorgesehen werden, die
bei Aneinanderanliegen der Klemmflächen ineinander eingreifen.
Auf diese Weise wird eine Führung
der Klemmbewegung erreicht durch die der Verlauf des Klemmvorganges
in kontrollierter Weise erfolgt. Die Nuten können über die gesamte Klemmfläche verlaufen
oder auch nur in Einkerbungen der die Klemmfläche begrenzenden Körperkante
bestehen.
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Ferner
wird vorgeschlagen, daß Klemmflächen trapezförmig ausgebildet
sind. Die trapezförmige
Fläche
kann dadurch erreicht werden, daß die Klemmfläche sich
in Längsrichtung über eine
unterschiedliche Höhe
des Spannstückes
oder der Klemmbacke erstreckt. Dies kann einfach dadurch erreicht
werden, daß die
schräge
Klemmfläche
tiefer in die Klemmbacke oder das Spannstück eingearbeitet ist. Die Klemmfläche ist
auf diese Weise nicht nur in Richtung der Zustellbewegung schräggerichtet sondern
auch in Querrichtung zu der Zustellbewegung. Das Spannstück wird
so durch die Zustellbewegung z. B. zum Klemmring hin gezogen und
kann dadurch nicht von den Klemmbacken abrutschen.
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Die
Klemmflächen
schließen
vorteilhafterweise einen Winkel von etwa 20 bis 25 Grad zu der Richtung
der Zustellbewegung ein. Dieser Winkelbereich ergibt in Addition
der Winkel beider Klemmflächen
einen Kegel von etwa 40 bis 50 Grad, der sich als besonders vorteilhaft
für die
Umsetzung der Zustellbewegung in die Klemmbewegung herausgestellt
hat.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die
Zeichnungen zeigen:
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1 Polanschlußklemme
in Sicht von oben
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2 Polanschlußklemme
in Seitenansicht
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3 Polanschlußklemme
in Schnittrichtung A-A
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4 Spannstück
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5 Polanschlußklemme
mit Kerben in den Klemmflächen
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6 Polanschlußklemme
mit trapezförmigen
Klemmflächen
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7 Polanschlußklemme
mit aus zwei Dreiecken zusammengesetzter Klemmfläche
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8 Polanschlußklemme
mit Nuten in den Klemmflächen
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In 1 ist
eine Polanschlußklemme 1 zu
erkennen, die eine Kabelklemme 2, einen Klemmring 3, sowie
die an dem Klemmring 3 angeordneten Klemmbacken 4 und 5 aufweist.
In der Kabelklemme 2 ist das Starterkabel angeordnet welches
einen Querschnitt von 25 mm2 aufweist und
direkt zum Starter führt.
Ferner ist eine Bohrung 6 zwischen der Kabelklemme 2 und
dem Klemmring 3 vorgesehen an dem zusätzliche Verbraucher direkt
oder über
eine Sicherungsbox angeschlossen werden können. Der Klemmring 3 umschließt die Öffnung 7 und
ist durch einen Spalt 8 umfangsseitig unterbrochen. An
den durch den Spalt 8 getrennten Enden des Klemmringes 3 sind
die im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Klemmbacken 4 und 5 angeordnet.
Die Klemmbacken 4 und 5 schließen wiederum eine Öffnung 14 zwischen
sich ein.
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In 2 ist
die Polanschlußklemme 1 in
Seitenansicht zu sehen. In der Kabelklemme 2, ist das Starterkabel
aufgenommen, und in den Klemmring 3 der Pol 9 eingeführt. Die Öffnung 7 verläuft leicht
konisch sich nach oben verjüngend.
Angrenzend an den Klemmring 3 sind die Klemmbacke 4 und
durch die Klemmbacke 4 verdeckt nicht zu erkennen die Klemmbacke 5 angeordnet.
Durch die Öffnung 14 zwischen
den Klemmbacken 4 und 5 ist das später noch
näher beschriebene
Spannstück 16 gesteckt und
auf seinem Schaft 12 mit der Mutter 10 gehalten. Durch
das Anziehen der Mutter 10 werden die Klemmbacken 4 und 5 aufeinanderzu
bewegt und klemmen so den Pol 9 in dem Klemmring 3 fest.
Um einen sicheren Sitz des Pols 9 in der Öffnung 7 gewährleisten muß der Spalt 8 größer als
das Spiel zwischen dem Pol 9 und dem Klemmring 3 sein.
Durch die Öffnung 6 kann
z. B. ein Gewindebolzen von unten eingeschoben werden, auf dem dann
ein Stromkabel eines zusätzlichen
Verbrauchers mit einer Mutter befestigt werden kann.
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In 3 ist
ein Schnitt durch die Polanschlußklemme 1 in Richtung
A-A zu sehen. Der Klemmring 3 ist im Hintergrund ungeschnitten
zu erkennen, während
die Klemmbacken 4 und 5 schraffiert geschnitten
dargestellt sind. Die Klemmbacken 4 und 5 schließen die Öffnung 14 zwischen
sich ein und gehen schließlich
durch den Spalt 8 getrennt in den Klemmring 3 über. Die
Klemmbacken 4 und 5 weisen an ihrer Außenseite
die Klemmflächen 15 und 20 auf.
Die Klemmflächen 15 und 20 schließen relativ zu
der vertikalen Symmetrielinie einen Winkel ß von 20 bis 25, vorzugsweise
22,5 Grad, ein. Ferner erstrecken sich die Klemmflächen 15 und 20 über wenigstens
2/3 der Höhe
der Klemmbacken 4 und 5 und enden an deren Außenkanten.
Damit ist sichergestellt, daß die
gesamten Klemmflächen 15 und 20 zum
Spannen der Klemmbacken 4 und 5 verwendbar sind.
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In 4 ist
ein Spannstück 16 mit
dem Spannkopf 11 und dem Schaft 12 dargestellt.
Der Spannkopf 11 weist die Klemmflansche 17 und 18 auf,
die sich von dem Spannkopf 11 in Richtung des Schaftes 12 erstrecken.
Das Spannstück 16 bekommt
so die Geometrie eines großen „T's" wie es bevorzugt in klassischen Druckschriften
verwendet wurde. Die dem Schaft 12 zugewandten Innenseiten der
Klemmflansche 17 und 18 sind als Klemmflächen 13 und 19 ausgebildet,
die einen Winkel a von 20 bis 25 Grad, vorzugsweise 22,5 Grad, mit
der Längsachse
des Spannstückes 16 einschließen. Der
Winkel a ist komplementär
zu dem Winkel ß ausgebildet,
so daß die
Klemmflächen 15 und 20 möglichst
vollständig
an den Klemmflächen 13 und 19 anliegen.
Außerdem
sind die Klemmflächen 13 und 19 auch
in Querrichtung zu der Zustellbewegung an den Verlauf der Klemmflächen 15 und 20 angepaßte, so
daß sich
im wesentlichen ein paralleler Verlauf der gegenüberliegenden Klemmflächen 13 und 15 und 19 und 20 ergibt.
Zum Verpannen wird das Spannstück 16 von
der Oberseite der in 3 dargestellten Polanschlußklemme 1 in
die Öffnung 14 eingeführt. Die
Klemmflächen 13 und 19 werden
dann über
die Klemmflächen 15 und 20 übergestülpt. Anschließend wird
von der Unterseite die Mutter 10 auf den Schaft 12 aufgeschraubt,
wobei das Spannstück 16 in
die Öffnung 14 eingezogen
wird, und dabei durch Anliegen der Klemmflächen 13 und 19 an
den Klemmflächen 15 und 20 die
Klemmbacken 4 und 5 zusammendrückt. Da sich die Klemmflächen 15 und 20 bis
zur Außenseite
der Klemmbacken 4 und 5 erstrecken, ist es möglich, daß die Klemmflächen 15 und 20 in
ihrer Gänze
unter den Spannkopf 12 rutschen können, ohne daß die Klemmbewegung
z. B. durch einen Anschlag behindert werden würde. Ferner erstrecken sich
die Klemmflächen 15 und 20 über die
gesamte Breite der Klemmbacken 4 und 5, so daß die Klemmflächen 13 und 19 ohne
eine besondere Ausrichtung derselben immer an den Klemmflächen 15 und 20 anliegen.
Ferner kann der Spannkopf 11 beliebig breit gewählt werden,
so daß durch
die Wahl der Breite des Spannkopfes 11 auch die ausgenutzte
Klemmfläche
definiert wird. Im Maximalfalle kann der Spannkopf 11 die
Breite der Klemmbacken 4 und 5 aufweisen, so daß die gesamte
Breite der Klemmbacken 4 und 5 ausgenutzt wird.
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In 5 ist
eine Polanschlußklemme
zu erkennen in deren Klemmflächen 15 und 20 jeweils Kerben 21 vorgesehen
sind. Die Kerben 21 sind in den die Klemmflächen 15 und 20 begrenzenden
Körperkanten
eingebracht und dienen der Führung
des nicht dargestellten Spannstückes
während
der Zustellbewegung. An den Klemmflächen 13 und 19 des zu
der in 5 dargestellten Polanschlußklemme zugehörigen Spannstückes 16 (nicht
dargestellt) sind jeweils Nasen angeordnet, die während der
Zustellbewegung in die Nuten 21 eingreifen.
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In 6 ist
eine weitere alternative Ausführungsform
dargestellt, in der die Klemmflächen 15 und 20 trapezförmig ausgebildet
sind. Die Trapeze können
dadurch geschaffen werden, daß die
Klemmflächen 15 und 20 an
den Enden der Klemmbacken 4 und 5 nur durch Fasen
gebildet sind, während
die Klemmbacken 4 und 5 zum Klemmring 3 hingerichtet über eine
wesentlich größere Höhe oder
sogar über die
gesamte Höhe
angeschrägt
ist. Dadurch ergibt sich auch eine Schräge quer zur Zustellbewegung, so
daß das
nicht dargestellte Spannstück 16 beim Klemmvorgang
zu dem Klemmring 3 hingezogen wird und demzufolge nicht
von den Klemmbacken 4 und 5 abrutschen kann.
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In 7 ist
die aus der 5 bekannten Nut 21 vergrößert worden,
so daß sich
diese über
die gesamte Breite der Klemmfläche
erstreckt. Die Klemmfläche
wird nun durch zwei Dreiecksflächen 22 und 23 gebildet.
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In 8 ist
die aus der 5 bekannte Nut 21 weiterentwickelt
worden und erstreckt sich nun über
die gesamte Höhe
der Klemmflächen 15 und 20. Damit
sind die Anforderungen an die Toleranz der nicht dargestellten auf
den Klemmflächen 13 und 19 vorgesehenen Nasen
gering, da diese auf beliebiger Höhe der Klemmflächen 15 und 20 in
die Nuten 21 eingreifen können.
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- 1
- Polanschlußklemme
- 2
- Kabelklemme
- 3
- Klemmring
- 4
- Klemmbacke
- 5
- Klemmbacke
- 6
- Bohrung
- 7
- Öffnung
- 8
- Spalt
- 9
- Pol
- 10
- Mutter
- 11
- Spannkopf
- 12
- Schaft
- 13
- Klemmfläche
- 14
- Öffnung
- 15
- Klemmfläche
- 16
- Spannstück
- 17
- Klemmflansch
- 18
- Klemmflansch
- 19
- Klemmfläche
- 20
- Klemmfläche
- 21
- Nut
- 22
- Dreiecksfläche
- 23
- Dreiecksfläche