DE1765829B1 - Elektrische anschlussklemme - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Anschlußklemme, insbesondere für Sammlerbatterien.

Eine ganz allgemein bei solchen elektrischen Anschlußklemmen und insbesondere bei Batterieanschlußklemmen — den sogenannten Polklemmen — auftretende Schwierigkeit besteht darin, daß in vielen Fällen unter dem Einfluß von Luft, Feuchtigkeit, Dämpfen usw. eine Korrosion an den metallischen Teilen auftritt, worunter die Leitfähigkeit der elektrischen Klemmverbindung leidet und diese unter Umständen sogar unterbrochen werden kann. Diese Probleme sind besonders an säuregefüllten Batterien zu beobachten, da die Korrosion an den Anschlußklemmen durch die von dem Elektrolyten abgegebenen Dämpfe beschleunigt wird. Es kommen noch weitere Schwierigkeiten hinzu, wenn eine mit Säure gefüllte Batterie unter Wasser betrieben werden soll. Beispielsweise wird von bestimmten militärischen Fahrzeugen verlangt, daß sie über bestimmte Zeiträume hinweg, in denen die Batterie eine Spannung liefern soll, teilweise oder ganz untergetaucht operieren können. Diese Fahrzeuge sollen dabei in Salzwasser wie in Süßwasser verwendungsfähig sein. Da Salzwasser elektrisch leitend ist, wird eine in Salzwasser untergetauchte Batterie somit kurzgeschlossen und in sehr kurzer Zeit entladen, wenn die Batterieanschlußklemmen nicht gegenüber dem Salzwasser voll zuverlässig abgedichtet sind. Um die Entladung der Batterie unter diesen Umständen zu verhindern, wurde bis jetzt in der Regel die Batterie in einen wasserdichten Behälter eingesetzt, durch den die Anschlußkabel für die Batterie abgedichtet hindurchgeführt wurden. Ein solcher Behälter ist jedoch in vielen Fällen entweder nicht völlig wasserdicht oder er läßt sich beispielsweise, wenn die Batterie gewartet oder ausgetauscht werden soll, nur unter Schwierigkeiten öffnen und verschließen.

Um eine mechanisch zuverlässige Klemmverbindung zu schaffen, ist es bereits bekannt, eine Schraubbefestigung mit einem gegen Verdrehen gesicherten Gewindebolzen für einen ringförmigen oder seitlich offenen flachen Kabelschuh des anzuschließenden Kabelendes vorzusehen (deutsches Gebrauchsmuster 1896161, USA.-Patentschrift 2 903 672). Es ist ferner eine elektrische Anschlußklemme für Sammlerbatterien mit einer aus elastischem Isoliermaterial bestehenden Schutzhülle zur abdichtenden Einführung des Kabels bekannt, die eine den vollständigen Kabelschuh und seine Schraubbefestigung lose umgebenden Hohlraum aufweist, um auf diese Weise den Kabelschuh und dessen Schraubbefestigung durch eine leicht montierbare und demontierbare Einrichtung gegen Korrosion zu schützen. Bei dieser bekannten Ausführungsform greift der Rand einer verengten Öffnung der Schutzhülle in eine Ringnut an einem Seitenarm eines auf die Polklemme aufgesetzten Verbindungsstücks ein, der zur Freilegung der Schraubbefestigung des Kabelschuhes herausgelöst wird, worauf die Schutzhülle umgestülpt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, darüber hinaus, also unter Wahrung der mechanischen Zuverlässigkeit der Klemmverbindung durch Verdrehungssicherheit von deren Schraubbefestigungsbolzen, die mit Hilfe der den Kabelschuh und seine Schraubbefestigungsklemme lose umgebenden Schutzhülle zu erreichende Korrosionssicherheit sowie die bequeme Montier- und Demontierbarkeit noch weiter zu verbessern, derart, daß die Schutzhülle nicht nur den Kabelschuh und seine Schraubbefestigung, sondern auch den Klemmbolzen vollständig und zuverlässig abdichtend umfaßt und die Schraubbefestigung bei auf ihrem Gewindebolzen aufgesetztem Kabelschuh und auf dem Klemmbolzen sitzender Schutzhülle bequem von außen zugänglich gemacht werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer elektrischen Anschlußklemme der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hohlraum der Schutzhülle außer der in bekannter Weise zum Durchstecken des Anschlußkabels dienenden Öffnung und einer zweiten Öffnung, durch welche die Kontaktstelle des Kabelschuhes und seiner Schraubbefestigung zugänglich ist und die in bekannter Weise durch ein Verschlußstück in der Form eines Stöpsels od. dgl. verschließbar ist, noch eine dritte, den Klemmbolzen umschließende Öffnung aufweist, deren Wand in das Innere der Schutzhülle nach Art eines Sockels vorspringt und das freie Ende des Klemmbolzens im ungespannten Zustand etwas überragt, so daß sie beim Anziehen der Schraubbefestigung des Kabelschuhes im Bereich ihrer stirnseitigen Anlagefläche zusammengedrückt und dadurch noch fester gegen den Klemmbolzen gepreßt wird.

Durch eine solche Ausbildung wird mit verhältnismäßig einfachen Mitteln erreicht, daß die elektrische Anschlußklemme mit allen ihren Bestandteilen einschließlich des Klemmbolzens im betriebsfähig montierten Zustand völlig zuverlässig abgedichtet ist, so daß sie nicht korrodieren kann, selbst wenn sie in Salzwasser untergetaucht verwendet wird. Es wird ferner erreicht, daß die auf dem Kabelende angebrachte, den Kabelschuh umgebende Schutzhülle, ohne umgestülpt werden zu müssen, zusammen mit dem Kabelschuh über den Gewindebolzen und auf den Klemmbolzen gesetzt bzw. von diesen Teilen abgenommen werden kann und daß im aufgesetzten Zustand dieser Teile die Schraubbefestigung bequem angezogen bzw. gelöst werden kann, was zur Folge hat, daß bei der Bemessung der Schutzhülle und insbesondere ihrer Wanddicke keine Rücksicht auf das Umstülpen genommen zu werden braucht.

Die Erfindung soll an Hand einiger Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert werden. In den Zeichnungen ist

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine Anschlußklemme nach der Erfindung, wobei das Verschlußstück in der Schutzhülle abgenommen ist,

F i g. 2 ein Aufrißquerschnitt, der einen Teil einer Batterie in Verbindung mit einer Anschlußklemme zeigt,

F i g. 3 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgeführten Klemmenbolzens einer Batterie,

F i g. 4 ein F i g. 2 entsprechender Aufrißquerschnitt, der eine andere Ausführung der Anschlußklemme zeigt,

F i g. 5 eine perspektivische Darstellung eines Gewindebolzens, der mit einem normgerechten Klemmenbolzen einer Batterie verbunden werden kann,

Fig. 6 ein Fig. 4 entsprechender Aufrißquerschnitt, wobei sich die verschiedenen Teile in einer gelösten und nicht abdichtenden Lage befinden,

F i g. 7 eine perspektivische Darstellung einer Kombination eines Verschlußstückes mit einem Steckschlüssel,

F i g. 8 eine perspektivische Darstellung des Steck-

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schlüsseis vor dem Anbringen des Werkstoffes, aus drehung des Gewindebolzens 1 zu verhindern. Der

dem das Verschußstück hergestellt wird. Stift 3 und die Scheibe 2 sind an dem Gewindebol-

In den F i g. 2 und 3 ist ein den Normvorschriften zen 1 an einer mit der Oberseite des aus Blei beentsprechender Klemmenbolzen 28 einer Batterie dar- stehenden Klemmenbolzens 28 bündigen Stelle angegestellt, der an seiner Unterseite ein quer zur Längs- 5 ordnet. Vermittels einer aus Stahl oder einem anderen achse des Bolzens vorstehendes Fußstück 25 aufweist. Metall bestehenden Scheibe 2 kann auch bei stärke Dieses Fußstück 25 dient zur Befestigung des Klem- rem Anziehen der Mutter 7 eine Verformung des obemenbolzens an den Gitterplatten 10 der Batterie. Die ren Abschnittes des Klemmenbolzens verhindert Society of Automotive Engineers hat Normvorschrif- werden.

ten für die Klemmenbolzen von Batterien herausgege- io In den F i g. 4 und 5 ist eine weitere Ausführung

ben, durch welche deren Größe festgelegt ist. Dem- eines Gewindebolzens 11 dargestellt, der eine etwas

zufolge ist der Durchmesser des mit 28TP bezeich- andere Form aufweist. Dieser Gewindebolzen dient

neten oberen Abschnittes des Klemmenbolzens 28, zum Einbau in eine fertige Batterie außerhalb der

mit dem der Klemmenkörper des Anschlußkabels in Fabrik, wenn die Batterie nicht bereits mit einem

bekannter Weise verbunden wird, verschieden, je 15 Gewindebolzen in der Art von F i g. 3 versehen ist.

nachdem, ob es sich bei diesem Klemmenbolzen um An Stelle des Fußabschnittes IF wird der Gewinde-

die positive oder negative Polklemme handelt. Ab- bolzen 11 daher mit einer Anzahl quer zu seiner

gesehen von diesem oberen Abschnitt gleichen sich Längsachse liegenden Stifte 13 versehen, die dazu

die Klemmenbolzen 28. Üblicherweise besteht ein dienen, eine Verdrehung des Gewindebolzens 11 in-

Klemmenbolzen für eine Batterie aus Bleiguß und 20 nerhalb des Klemmenbolzens 28 zu verhindern. In

wird zunächst ohne den oberen Abschnitt 28 TP her- gleicher Weise wie der Gewindebolzen 1 ist auch der

gestellt. Gewindebolzen 11 mit einer als Widerlager dienenden

Die mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnete und Scheibe 12 versehen, die auf einem Stift 13 aufliegt teilweise im Aufrißquerschnitt dargestellte Abdeck- und durch diesen gestützt wird. Die Scheibe 12 kann platte für eine Batteriezelle weist einen Wulst 21 auf, 25 auch vermittels Punktschweißung oder auf andere durch den der Klemmenbolzen 28 hindurchgeführt Weise fest mit einem Stift 13 verbunden sein, so daß wird. Der Wulst 21 ist mit einem oberen Abschnitt sich ein einziges Teil ergibt. Die Lage der Scheibe 12 22 versehen, der von der Abdeckplatte 20 vorsteht wird so bemessen, daß sie mit der Oberseite des und kreisförmig ausgebildet ist. Durch die Abdeck- Klemmenbolzens 28 bündig ist und ein widerstandsplatte 20 ist außerdem eine Bleibuchse 8, die an dem 30 fähiges Auflager für die Befestigung des Batterie-Wulst 21 des Klemmenbolzens anliegt, hindurch- kabeis darstellt.

geführt. An dem Klemmenbolzen und in einem Stück In den Fig. 2, 4 und 6 ist eine biegsame, isoliemit diesem ist ein Bundring 9 in einer solchen Lage rende Schutzhülle ganz allgemein mit dem Bezugsausgebildet, daß er mit der Bleibuchse 8 in Eingriff zeichen 18 bezeichnet. Die Schutzhülle 18 besteht aus gelangen und dadurch die Höhe festlegen kann, um 35 einem biegsamen, länglichen Formkörper 60, in welwelche der Klemmenbolzen 28 entsprechend den chem sich drei Öffnungen befinden. Die mit dem Be-Normvorschrif ten der Society of Automotive Engineers zugszeichen 68 bezeichnete Öffnung dient zum seit-(SAE) über die Abdeckplatte 20 der Batteriezelle liehen Durchstecken eines Batteriekabels 47 und weist hinaus vorsteht. Bei der Herstellung einer den Norm- einen solchen Durchmesser auf, daß sie gegenüber Vorschriften entsprechenden Batterie werden die 40 der Isolation 46 des Batteriekabels gut abgedichtet ist. Klemmenbolzen, nachdem die Abdeckplatte auf diese Das in F i g. 2 dargestellte Batteriekabel 47 ist dicker aufgesteckt worden, dadurch voll ausgebildet, daß ausgebildet und entspricht ungefähr der für Batterien eine den endgültigen Abmessungen des Klemmen- von 6 Volt verwendeten Stärke. Das in F i g. 4 darbolzens entsprechende Gießform über diesen auf- gestellte Batteriekabel 47/12 ist von kleinerem Quergesetzt und bei gleichzeitigem Erwärmen des vor- 45 schnitt, wie es für Batterien von 12 Volt verwendet stehenden Abschnittes des Klemmenbolzens flüssiges wird.
Blei zugeführt wird. Die zweite Öffnung in der Schutzhülle 18 ist eine

Während des Gießvorganges für den Klemmen- Zugangsöffnung 38 und weist eine sich leicht verbolzen 28 wird ein Gewindebolzen 1, der teilweise mit jungende Wandfläche auf. In der Zugangsöffnung 38 einem Gewinde versehen ist, in die Gießform ein- 50 befindet sich ein Verschlußstück oder ein Stöpsel 30, gesetzt. Dieser Gewindebolzen 1 weist einen Fußab- der gleichfalls sich verjüngenden Wandflächen aufschnitt 1F auf, der in einem Stück mit dem Gewinde- weist, die mit der Zugangsöffnung 38 zusammen eine bolzen besteht und im Inneren des aus Blei bestehen- einwandfreie Abdichtung ergeben. Innerhalb des Verden Fußstückes 25 eine Art Kern bildet. Am anderen schlußstückes 30 befindet sich eine Innenausnehmung Ende des Gewindebolzens 1 ist quer zu dessen Achse 55 31, die zur Aufnahme des oberen Gewindeabschnitein Stift 3 angeordnet, und zwischen dem Stift 3 und tes 6 des Gewindebolzens 1 dient. Das Verschlußstück dem Gewindeabschnitt 6 ist eine kreisrunde Scheibe 2 30 ist aus einem nichtleitenden Werkstoff hergestellt, vorgesehen. Der abgewinkelte Fußabschnitt IF dient der eine Isolation des elektrischen Anschlusses gedazu,-eine Drehung des Gewindebolzens 1 innerhalb währleistet, wenn das Verschlußstück so weit in die des Klemmenbolzens zu verhindern, wenn auf den 60 Öffnungen 38 eingedrückt wird, daß es den oberen Gewindeabschnitt 6 ein Drehmoment ausgeübt wird. Gewindeabschnitt 6 berührt. Das Verschlußstück 30 Der Stift 3 und die Scheibe 2 dienen dazu, eine fest- gestattet somit einen raschen Zugang zu der Verbinliegende Anschlagfläche zu bilden, gegen die eine auf dung, wobei das Gehäuseinnere, d. h. der Innenraum dem Gewindeabschnitt 6 befindliche Mutter 7 ange- der Schutzhülle, gegenüber Feuchtigkeit usw. abgezogen werden kann, und um zu verhindern, daß da- 65 dichtet ist. Da die Wände 60 und 62 der Schutzhülle bei der Gewindebolzen 1 aus dem Klemmenbolzen 18 aus einem biegsamen und elastisch federnden 28, der aus weichem Blei besteht, herausgezogen wird. Werkstoff bestehen, hat ein häufiges Einsetzen oder Außerdem trägt der Stift 3 auch dazu bei, eine Ver- Herausnehmen des Verschlußstückes 30 praktisch

keinen nachteiligen Einfluß auf die Dichtungseigenschaften des Verschlußstückes.

Die dritte Öffnung der Schutzhülle 18 ist die sich verjüngende Öffnung 58. Die Verjüngung der Öffnung 58 entspricht der von der SAE für Batterie-Klemmenbolzen 28 TP vorgeschriebenen Verjüngung, wobei die Öffnung 58 jedoch einen etwas kleineren Durchmesser aufweist, um mit dem Klemmenbolzen eine Abdichtung zu bewirken. Wenn die Schutzhülle 18 auf den Klemmenbolzen einer Batterie aufgesteckt wird, hat die Öffnung 58 vor dem Anziehen der Mutter 7 auf dem Gewindeabschnitt 6 eine etwas größere Höhe als der Klemmenbolzen 28TP, wie aus Fig. 6 zu ersehen ist. Wenn die Schutzhülle 18 auf der Oberfläche 64 des ringförmigen Wulstes 21 am Klemmenbolzen aufliegt, ragt die obere, waagerechte Fläche 35 der Öffnung 58 über die Oberfläche der Scheibe 2 hinaus, wie an der Stelle 59 dargestellt ist.

Die sich verjüngende Öffnung 58 in der Schutzhülle 18 bildet bei der fertig montierten Anschlußklemme eine feuchtigkeitsdichte Abdichtung. Das Batteriekabel 47 wird durch die Schutzhülle 18 durchgesteckt und bildet dann an der Öffnung 68 eine Abdichtung. Das Kabel 47 ist mit einem Kabelverbindungsstück 44 versehen, das einen ringförmigen oder seitlich geöffneten, flachen Kabelschuh 42 mit einer Ausnehmung aufweist, durch welche der Gewindebolzen hindurchgeführt wird. Vor dem Anbringen des Kabelschuhs 42 auf dem Gewindebolzen wird auf diesen eine Druckscheibe 4 aufgesteckt und mit der waagerechten Oberfläche 35 in Berührung gebracht. Dann wird der Kabelschuh 42 aufgesetzt und auf diesen wiederum eine ebene Unterlegscheibe 5 und die Mutter 7. Wenn die Mutter 7 angezogen wird, drückt sie die Druckscheibe 4 nach unten, bis diese mit der Scheibe 2 des Klemmenbolzens in Eingriff kommt. Dabei wird die senkrechte Wand 36 der Schutzhülle 18 zusammengedrückt, wodurch eine waagerechte Abdichtung zwischen der Öffnung 58 und dem Klemmenbolzen 28 TP entsteht. Wie aus F i g. 2 zu ersehen ist, verursacht dieses Zusammendrücken eine Auswölbung der senkrechten Wand 36, wodurch die Abdichtung gegenüber dem Klemmenbolzen verstärkt wird. Zusätzlich zu der waagerechten Abdichtung an dem Klemmenbolzen selbst wird die Schutzhülle 18 durch das Anziehen der Mutter 7 nach unten gegen die Oberfläche 64 gedrückt, wodurch auch an dieser Stelle eine Abdichtung erhalten wird.

In Fig. 4 ist die weitere Ausführung eines Gewindebolzens 11 in Verbindung mit einem Batteriekabel 47/12 für eine 12-Volt-Batterie dargestellt. Die äußere Isolation des Batteriekabels ist mit 46/12, das Kabelverbindungsstück mit 44/12 und die Kabelklemme mit 42/12 bezeichnet. Auch hier ist die Außenseite der sich verjüngenden Öffnung 58 in der Schutzhülle 18 an der Stelle 36 nach außen gewölbt, wenn das Gehäuse 18 vermittels der Scheibe 14, der flachen Unterlegscheibe 15 und der Mutter 17 teilweise zusammengedrückt wird.

In den F i g. 4, 6 und 7 ist eine etwas andere Form eines Verschlußstückes 30 dargestellt und mit dem Bezugszeichen 70 bezeichnet. Das in Fig. 4 dargestellte Verschlußstück 70, welches in die Öffnung 38 eingesetzt ist, weist sich verjüngende Seitenwände auf, die mit den Seitenwänden der Öffnung 38 in einen Eingriff kommen und dadurch die Schutzhülle 18 an dieser Stelle abdichten können. Außerdem weist das Verschlußstück 70 eine Innenausnehmung 71 auf, die der Innenausnehmung 31 des Verschlußstückes 30 im wesentlichen entspricht. Als Verbesserung gegenüber dem Verschlußstück 30 ist das Verschlußstück 70 mit einem Steckschlüssel 74 versehen. Dieser Steckschlüssei besteht in der in F i g. 8 dargestellten Form aus einem sechseckigen Stutzen 75, in den ein Querstab eingesetzt ist. Das Verschlußstück wird in der Weise hergestellt, daß der in Fig. 8 dargestellte sechseckige Steckschlüssel 74 mit Kunststoff oder

ίο einem anderen elastischen Material überzogen wird und gleichzeitig ein isolierte Querstab 72 gebildet wird, der als Handgriff dienen kann. Damit ist diese Ausführung der Anschlußklemme mit einem eigenen Steckschlüssel versehen, durch den zusätzliche Werkzeuge nicht mehr für die Befestigung oder das Lösen der Anschlußklemme benötigt werden. Wenn sich das Verbindungsstück 70 in der in die Öffnung 38 eingesetzten Stellung befindet, ist die Anschlußklemme in der bereits beschriebenen Weise gegen Feuchtigkeit und Gas abgedichtet.

Obwohl ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand einer Batterie-Anschlußklemme dargestellt worden ist, läßt sich die Erfindung in gleicher Weise auf jede andere elektrische Anschlußklemme oder elektrische Verbindung anwenden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrische Anschlußklemme, insbesondere für Sammlerbatterien, mit einer einen gegen Verdrehen gegenüber dem Klemmbolzen gesicherten Gewindebolzen aufweisenden Schraubbefestigung eines ringförmigen oder seitlich offenen flachen Kabelschuhes des anzuschließenden Kabelendes sowie mit einer aus elastischem Isoliermaterial bestehenden Schutzhülle zur abdichtenden Einführung des Kabels, die eine den vollständigen Kabelschuh und seine Schraubbefestigung lose umgebenden Hohlraum aufweist, dadurch g e kennzeichnet, daß der Hohlraum der Schutzhülle (18), außer der in bekannter Weise zum Durchstecken des Anschlußkabels dienenden Öffnung (68) und einer zweiten Öffnung (38), durch welche die Kontaktstelle des Kabelschuhes

(42) und seiner Schraubbefestigung (6, 7) zugänglich ist, und die in bekannter Weise durch ein Verschlußstück (30, 70) in der Form eines Stöpsels od. dgl. verschließbar ist, noch eine dritte, den Klemmbolzen (28) umschließende Öffnung

(58) aufweist, deren Wand in das Innere der Schutzhülle nach Art eines Sockels vorspringt und das freie Ende des Klemmbolzens (28) im ungespannten Zustand etwas überragt, so daß sie beim Anziehen der Schraubbefestigung (6, 7) des Kabelschuhes im Bereich ihrer stirnseitigen Anlagefläche (35) zusammengedrückt und dadurch noch fester gegen den Klemmbolzen gepreßt wird.

2. Anschlußklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubbefestigung aus einem innerhalb des Klemmbolzens axial befestigten Gewindebolzen (1,11) besteht.

3. Anschlußklemme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück mit einem darin eingeformten Steckschlüssel (74) versehen ist.

4. Anschlußklemme nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück (72), in das der mit einem Querstab (73) versehene Steck-

schlüssel eingeformt ist, aus einem nichtleitenden Material besteht.

5. Anschlußklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebolzen (1,11) in seinem mittleren Abschnitt ein oder mehrere seitlich vorstehende und in den Klemmbolzen hineinragende Vorspränge (3, 13) aufweist, die dazu dienen, ihn gegen Verdrehung gegenüber dem Klemmbolzen zu sichern, und daß der untere

Endabschnitt (Hb) des Gewindebolzens konisch ausgebildet ist.

6. Anschlußklemme nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gewindebolzen bündig mit der Oberseite des Klemmbolzens eine Scheibe (2, 12) angeordnet ist, die als Widerlager für die auf dem Gewindebolzen aufgesetzten Teile beim Anziehen der Mutter (7,17) der Schraubbefestigung dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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