DE2206013B2 - Endpol eines Akkumulators od.dgl - Google Patents
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Description
■25
Die Erfindung betrifft einen Endpol eines Akkumulators wie einer elektrischen Batterie für Automobile
oder sonstige Fahrzeuge, der einstückig mit der betreffenden Polbrücke des Akkumulators ausgebildet und in
die Seitenwand des Blockkastens des Akkumulators eingeformt ist.
Die in letzter Zeit am häufigsten verwendeten Automobil-Batterien besitzen als Endpol aus Blei bestehende
Zapfen, die jeweils an einem der beiden Enden der Batterie an einer der beiden Polbrücken derselben angebracht
sind und senkrecht nach oben durch den Dekkel des Blockkastens der Batterie herausragen. Im Dekkel
befinden sich aus Blei bestehende Hülsen, welche mit den durch sie hindurchgeführten Endpol-Zapfen
mit Hilfe eines Gasbrenners oder einer Gasflamme, gegebenenfalls unter Zugabe von weiterem geschmolzenem
Blei, zusammengeschmolzen werden.
Eine derartige Anordnung der Endpole hat eine Reihe von Nachteilen. Es ist viel Handarbeit erforderlich,
so daß die Herstellungskosten hoch sind. Außerdem wird für die Endpole eine verhältnismäßig große Menge
Blei benötigt, und es ergeben sich lange elektrische Strompfade mit entsprechend hohen elektrischen
Widerständen. Wenn das Verschmelzen der Endpol-Zapfen mit den sie umgebenden Hülsen nicht sorgfältig
durchgeführt wird, kann der Deckel des Blockkastens beschädigt und/oder die Verbindung undicht werden.
Auch besteht die Gefahr, daß sich Risse in den Schmelzverbindungen ergeben, wenn derartig'. Batterien
aufeinandergestapelt gelagert werden.
Es ist auch bekannt, die Endpole durch die Seitenwände des Blockkasten eines Akkumulators herauszuführen,
wobei in einigen Fällen die Endpole etwa in Höhe der betreffenden Polbrücken aus dem Blockkasten
herausgeführt sind. Auf diese Weise werden die elektrischen Strompfade verkürzt und der Bleibedarf
ebenso wie der innere Verlust des Akkumulators verringert. Auch ist vielfach eine Verkürzung der zum Akkumulator
führenden Kabel möglich, was besonders bei Massenprodukten wie Automobil-Batterien wirtschaftliehe
Bedeutung hat.
Bei einer derartigen Anordnung der Endpole ist es möglich, viel Handarbeit durch Maschinenarbeit zu ersetzen
Beispiele für eine derartige Anordnung der Endpole offenbaren die US-PS 3 303 056 und 3 457 ! 18
Gemäß US-PS 3 303 056 bestehen die Endpole aus zwei Teilen, von denen der eine im Inneren des Blockkastens
der Batterie angebracht ist und eine Polbrücke aufweist, während der andere Teil an der Außenseite
des Blockkastens sitzt und eine öffnung zum formschlüssigen Einhängen eines Anschlußstückes des Batteriekabels
aufweist
Die beiden Teile dieses Endpols werden durch eine in der Seitenwand des Blockkastens befindliche öffnung
zusammengesteckt und damit miteinander verbunden Der Endpol besteht also aus zwei Teilen, wobei sich an
der Verbindungsstelle dieser Teile Verluste durch eine unvollständige Verbindung ergeben können. Auch kann
die Steckverbindung zwischen dem äußeren Teil des Endpols und den Anschlußstück eines Batteriekabels
unvollständig sein und sich durch Bewegungen wie die Fahrbewegungen eines Automobils lockern und sogar
lösen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Elektrolyt aus der Batterie ausläuft, wenn die Verbindung
zwischen den beiden Teilen der Endpole fehlerhaft ist und dementsprechend die betreffende öffnung
in der Seitenwand des Blockkastens nicht dicht ist.
Es ist auch bekannt, die Endpole an der Seite des Blockkastens einer Batterie einzuformen (vgl. beispielsweise
US-PS 1 829 935 und 1 980 902), jedoch ist hierfür ein Brennvorgang oder eine andere Bearbeitung innerhalb
des Blockkastens erforderlich, um den betreffenden Endpol mit den Elektroden bzw. einer dieselben
verbindende Polbrücke zu verbinden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß lange elektrische Stromkabel
notwendig sind und sich dementsprechend verhältnismäßig große innere Verluste ergeben.
Auch ist ss bekannt, die Anschlußkabel einer Batterie
an die Endpole derselben mit Hilfe von Muttern und Schrauben anzuschrauben. Dabei erhält man einen guten
elektrischen Kontakt und dementsprechend eine verbesserte elektrische Leitung, jedoch sind zum Anbringen
und Lösen dieser Verbindungen Werkzeuge erforderlich.
Schließlich ist es bei Trockenbatterien bekannt, mehrere hintereinandergeschaltete Elemente über eine
formschlüssige Verbindung wie einen Bajonettverschluß, einen Schraubverschluß oder einen Druckknopfverschluß
miteinander zu verbinden. Es handelt sich jedoch um einfache, aus Blechteilen bestehende
Verschlüsse, die sich bei Erschütterungen wie den durch die Fahrbewegungen eines Automobils hervorgerufenen
Erschütterungen schnell lösen. Auch ist ein guter elektrischer Kontakt nicht gewährleistet (DT-PS
494 929).
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Endpol für Akkumulatoren zu schaffen, der bei absoluter
Abdichtung aus der Seitenwand des Blockkastens herausragt und an den ein Kabel schnell mit guter elektrischer
Leitung angebracht werden kann, ohne irgendein Werkzeug verwenden zu müssen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Endpol der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß er als
Bajonettfassung mit nach innen vorstehenden Verriegelungselementen ausgebildet ist. Diese Bajonettfassung
öffnet sich zur Außenseite des Blockkastens, besteht aber mit der betreffenden Polbrücke aus einem
Stück, so daß der innere elektrische Widerstand des Akkumulators auf einem Minimum gehalten werden
kann. Die Bajonettfassung ist in die Seitenwand des Blockkastens diesen abdichtend eingeformt, so daß kei-
ne Handarbeit und insbesondere keine Wärmebehandlung
notwendig ist, um den Endpol anzubringen. Die nach innen vorstehenden Verriegelungselemente ermöglichen
es, das als Gegenstück der Bajonettverbindung dienende Anschlußstück einis Batteriekabels
durch einfache Drehbewegung einzusetzen und dabei so festzuziehen, daß ein guter elektrischer Kontakt
zwischen den beiden Teilen besteht, wobei diese Verbindung fest genug ist, um auch durch die Fahrerschütterungen
eines Automobils nicht gelockert oder gelöst zu werden. Andererseits kann man diese Verbindung
aber ohne Verwendung von Werkzeugen von Hand jederzeit wieder lösen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Bajonettfassung eine Verlängerung der
ihr zugeordneten Polbrücke, d. h., sie besteht mit dieser
Polbrücke rieht nur aus einem Stück, sondern liegt auch in Hone der betreffenden Polbrücke in der Seitenwand
des Blockkastens. Somit benötigt man für den Endpol so wenig Material wie eben möglich. Auch ist
der elektrische Strompfad so kurz wie möglich und dementsprechend der innere Widerstand des Akkumulators
nicht überflüssig hoch. Vorzugsweise sind die Verriegelungselemente der Bajonettfassung nach innen
vorstehende, gegeneinander versetzte Keilzungen. Diese Keilzungen gewährleisten, daß das in die Bajonettfassung
einsteckbare Anschlußstück für ein Battei iekabel. das mit nach außen vorstehenden entsprechenden
Keilnasen versehen ist, mit Flächenkontakt angeschlossen werden kann, wobei man die Steigung der Keilzungen
und der entsprechenden Keilnasen so wählen kann, daß sich die Verbindung nicht selbständig löst. Wegen
des auf diese Weise zu erzielenden Flächenkontaktes ist die elektrische Verbindung gut, d. h., der elektrische
Widerstand an der Verbindung ist gering.
Dadurch, daß die Endpole erfindungsgemäß in die Seitenwand des Blockkastens des Akkumulators eingeformt
sind, kann man die Abdichtung zwischen dem Blockkasten und seinem Deckel in einfacher Weise mit
Hilfe automatischer Heizplatten oder Heizdrähte durchführen, was bei bekannten Automobil-Batterien
nicht ohne weiteres möglich ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für die Ausbildung eines erfindu igsgemäßen Endpols und
eines diesem zugeordneten Anschlußstückes für ein Batteriekabel dargestellt, und zwar zeigt
F i g. 1 eine schaubildliche Ansicht einer Automobil-Batterie mit abgehobenem Deckel,
F i g. 2 eine schaubildliche Ansicht eines Teiles der Wand des Batteriegehäuses, aus der ein erfindungsgemäßer
elektrischer Anschluß zu erkennen ist,
F i g. 3 eine Stirnansicht des an eine Wand des Gehäuses der Batterie angebrachten Anschlusses aus
F i g. 2,
F i g. 4 einen Teilschnitt durch das Batteriegehäuse nach Linie A-A in F i g. 1 in vergrößertem Maßstab,
F i g. 5 eine schaubildl iche Explosionsdarstellung eines in den erfindungsgemäßen Anschluß einzusetzenden
Anschlußstückes mit einem Kabelende, an welches das Anschiußstück angebracht wird,
F i g. 6 eine Vorderansicht des Anschlußstückes aus F i g. 5 mit angebautem Batteriekabel,
F i g. 7 eine Seitenansicht des Anschlußstückes aus F i g. 6 mit angebautem Batteriekabel,
F i g. 8 eine Ansicht des Anschlußstückes aus F i g. 6 von hinten,
F i g. 9 eine Vorderansicht eines anderen Anschlußstückes, das ebenfalls mit dem erfindungsgemäßen Anschluß
verwendet weiden kann, und
F i g. 10 einen Längsschnitt durch das Anschlußstücl
aus F i g. 9.
F i g. 1 zeigt in vereinfachter Form eine Automobil Batterie. Diese Automobilbatterie besitzt einen Behäl
ter 10, der Seitenwände 12, Stirnwände 14 und inner« Trennwände 16, die den Innenraum des Behälters ir
mehrere, einzelne Zellen aufnehmende Abteile 18 un terteilt, aufweist Wie besondere deutlich F i g. 4 zeigt
ίο sind in jedem Abteil 18 mehrere positive Elektroden 2(
und negative Elektroden 22 angeordnet, die einandei abwechselnd im Abstand und parallel zueinander an
geordnet sind In den Zwischenräumen zwischen dieser Elektroden 20 und 22 ist jeweils ein Trennelement 2<
angeordnet Die positiven Elektroden 20 sind mittel! eines Verbindungsstreifens 26 und die negativen Elek
troden 22 mittels eines ähnlichen Verbindungsstreifen! 28 untereinander verbunden. Die Verbindungsstreifer
der einzelnen Abteile 18 sind elektrisch mit einem ent sprechenden Verbindungsstreifen entgegengesetztei
Polarität in einem anstoßenden Abteil verbunden. Auch zeigt F i g. 1 einen Deckel 30, der als einer der letzter
Schritte bei der Herstellung der Batterie dichtend aui dem Battenegehäuse 10 befestigt wird. Die Unterseite
des Deckels 30 hat zu diesem Zweck eine Oberfläche (die mil der Oberseite des Batteriegehäuses in Kontak
'kommt und auf diese '""-Lerr- 'te paßt.
Aus F i g. 1 bis 4 ist ein erfindungsgemäßer Anschlu[ 32 zu erkennen. Jeder dieser Anschlüsse 32 ist einstük
kig ausgebildet und in beispielsweise eine Stirnwand I^
oder eine Seitenwand 12 des Behälters 10 eingeform und durchsetzt diese Wand. Der Anschluß 32 steht mi
einem der Verbindungsstreifen 26 oder 28 in Verbin dung und ist mit diesem aus einem Stück hergestellt. Ir
einem der am Ende des Behälters 10 befindlichen Ab teile 18 ist der Anschluß 32 mit dem Verbindungsstrei
fen 28 für die negativen Elektroden verbunden, wäh rend im Abteil 18 am entgegengesetzten Ende des Be
hälters 10 eine Verbindung zwischen dem in der Zeich nung nicht zu erkennenden Anschluß 32 und dem Ver
bindungsstreifen 26 für die positiven Elektroden be steht. Aus F i g. 5 bis 8 ist ein Anschlußstück 34 für eir
Batteriekabel dargestellt, das aus einem guten Leitei wie Blei besteht. Dieses Anschlußstück 34 ist mit den
Endstück 36 des Batteriekabels 38 mittels eines Befesti gungselementes wie einer Schraube 40 verbunden. Zwi
sehen den Kopf der Schraube 40 und das Endstück 3< des Kabels ist eine Scheibe 42 eingelegt
Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß dei Anschluß 32 Einrichtungen aufweist, die mit dem An
schlußstück 34 eines Batteriekabels 38 derart zusam menwirken, daß das Anschlußstück 34 durch Verdrehet
desselben mit dem Anschluß 32 verbunden werdei kann. Wie am besten aus F i g. 2 und 4 zu erkennen isl
besitzt der Anschluß 32 zwei nach innen stehendi flanschartige Zungen 44 mit keilförmigem Querschnitt
die mit am Anschlußstück 34 befindlichen, nach außei vorstehenden Nasen 46 mit ebenfalls keilförmigen
Querschnitt zusammenwirken. Die Zungen 44 sind ai der Innenseite eines Rohrstückes 50 im Abstand vo
der Bodenfläche einer so gebildeten Ausnehmung de Anschlusses 32 angeordnet, wobei sich zwischen dei
beiden Zungen 44 verhältnismäßige große öffnungei 52 befinden. Um eine feste elektrisch leitende Verbin
dung zwischen dem Anschlußstück 34 und dem An schluß 32 herzustellen, wird das Anschlußstück 34 so it
die Ausnehmung des Anschlusses 32 eingesteckt, dal die Nasen 46 durch die Öffnungen 52 hindurchgeher
und in den Zwischenraum zwischen den Zungen 44 und der Bodenfläche gelangen. Dann wird das Anschlußstück
34 verdreht, wobei sich die in entgegengesetzter Richtung keilförmigen Zungen 44 und Nasen 46 gegeneinanderlegen
und eine feste Keilverbindung bilden. wodurch die Stirnseite 54 des Anschlußstückes 34 in
Kontakt mit der Fläche 48 des Anschlusses 32 gelangt. Das Anschlußstück 34 besitzt außerdem an der Außenseite
ein scheibenartiges Ende 56 mit größerem Durchmesser, das beim Festdrehen des Anschlußstückes 34
mit der äußeren Stirnfläche des Anschlusses 32 in Kontakt kommen kann.
Das Anschlußstück 34 kann dadurch verdreht werden, daß man das Endstück 36 des Batleriekabels 38
verdreht, wenn diese beiden Teile derart miteinander verbunden sind, daß sie sich nicht gegeneinander verdrehen
lassen. Dies kann man beispielsweise dadurch erreichen, daß man, wie in der Zeichnung dargestellt,
das Anschlußstück 34 und das Endstück 36 als getrennte Teile herstellt und diese beiden Teile dann zusammenschweißt
oder in anderer Weise undrehbar miteinander verbindet oder daß man das Anschlußstück 34
mit dem Endstück 36 schon bei der Herstellung undrehbar miteinander verbindet, beispielsweise in einem
Stück herstellt, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Bei allen beiden möglichen Ausführungsformen
kann das Anschlußstück 34 dadurch verdreht werden, daß man das Endstück 36 des Batteriekabels 38 verdreht
oder verschwenkt, wodurch ein Schnellverschluß zum Anschließen oder Lösen des Kabeis und der Batterie
erzielt wird, ohne daß hierzu irgendwelche Werkzeuge erforderlich wären. Der Anschluß 32 und das Anschlußstück
34 können so ausgebildet sein, daß eine gegenseitige Verdrehung von 90° oder weniger ausreicht,
um die erforderliche elektrische Verbindung zu erzielen.
Andererseils ist es auch möglich, das Anschlußstück 34 durch Verdrehen der als Befestigungselement dienenden
Schraube 40 zu drehen, ohne gleichzeitig das Endstück 36 des Batteriekabels 38 zu verdrehen, wozu
es erforderlich ist, daß die Schraube 40 zwar undrehbar mit dem Anschlußstück 34 verbunden ist, jedoch gegenüber
dem Endstück 36 verdreht werden kann. Mit einer derartigen Anordnung kann das Anschlußstück 34 in
Kontakt mit dem Anschluß 32 verdreht werden, indem man mit Hilfe eines Schraubenschlüssels oder Schraubenziehers
die Schraube 40 verdreht
Es versteht sich, daß die in den beiden vorhergehenden
Absätzen besprochenen abgewandelten Ausführungsformen alle im Rahmen der vorliegenden Erfmdung
liegen. Es handelt sich in jedem Falle um Konstruktionen, bei denen das Anschlußstück 34 für das
Batteriekabel mit dem Anschluß 32 der Batterie durch relative Di ehbewegung verbunden und in derselben
Weise auch wieder gelöst werden kann.
Ein Erfordernis der Erfindung besteht darin, daß je
der Anschluß 32 mit einem Verbindungsstreifen oder einer Sammelschiene der Batterie verbunden ist. Aus
F i g. 4 ist zu erkennen, daß das Anschlußstück 32 mit einem derartigen Verbindungsstreifen aus einem Stück
besteht. Bei den meisten Batterien wird der Verbindungsstreifen außerhalb des Behälters des Batteriegehäuses mit den Elektroden verbunden, woraufhin man
das Ganze in den Behälter einsetzt und schließlich innerhalb des Behälters den nach außen führenden An-
Schluß mit dem Verbindungsstreifen verbindet. Dieser letztgenannte Arbeitsgang kann beispielsweise von
einem Arbeiter mit Hilfe einer Gasflamme und eines Blcistabes, d. h. also durch einen Lötvorgang od. dgl.
durchgeführt werden.
Nach einer anderen Ausführungsform ist es jedoch möglich, den Anschluß in einem Stück mil dem Ende
des betreffenden Verbindungsstreifens oder der Sammelschiene herzustellen, wie in Fig.4 dargestellt. Die
USA.-Palentschrift 3 519489 zeigt eine Batterie, bei
welcher die im Inneren von Zellenabteilen des Batteriegehäuses angeordneten Verbindungsstreifen durch eine
Trennwand hindurchragen, um in einem Zcllenabtcil als positiver Verbindungsstreifen und im anschließenden
Zellenabteil als negativer Verbindungsstreifen zu dienen. Diese die einzelnen Zellen verbindenden Verbindungsstreifen
sind Einsätze, die in die Trennwände des Behälters beim Herstellen desselben eingeformt werden.
Daher können die Elektroden und Trennelemenlc in den Behälter nicht, wie bei anderen Batterien üblich,
von oben eingesetzt werden, so daß man den Behälter so ausbilden muß, daß die Elektroden und Trennelemente
durch eine andere öffnung eingebaut werden können. Die notwendige öffnung erhält man, wenn
man den Boden des Behälters getrennt vom übrigen Teil des Behälters herstellt, so daß die Elektroden und
Trcnnelemcnte von unten in den Behälter eingesetzt werden können. Anschließend werden die beiden Teile
des Behälters dichtend miteinander verbunden. Diese entsprechende Dichtungsstelle oder Dichtungslinie ist
in F i g. 1 durch die gestrichelte Linie 75 angedeutet.
F.in anderes in der USA.-Palentschrift 3 519 489 offenbartes Merkmal besteht darin, daß einer der in je
dem stirnseitigen Zellenabteil befindlichen Verbindungsstreifen ein Einsatz sein kann, der bei der Herstellung
des Gehäuses in den Behälter eingeformt ist und sich auf die Außenseite des Gehäuses erstreckt. ;!amit
dieses herausragende Ende des Verbindungsstreifens als Anschluß verwendet werden kann. Der gemäß der
vorliegenden Erfindung vorgeschlagene Anschluß kann ebenso wie die in der USA.-Patentschrift 3 519 489 beschriebenen
Anschlüssen angebracht und verwendet werden, so daß es gegebenenfalls auch nicht erforderlich
ist. den Anschluß im Inneren des Behälters des Batteriegehäuses
durch einen besonderen Arbeitsgang mit einem Verbindungsstreifen zu verbinden. In diesem
Falle ist also der erfindungsgemäße Anschluß einstük kig mit jeweils einem Verbindungsstreifen hergestellt
und bildet eine Verlängerung des betreffenden Verbindungsstreifens, die auf die Außenseite des Batteriegchäuses
führt.
Fig.9 und 10 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform
eines Anschlußstückes 60 für ein Batteriekabel. Diese abgewandelte Ausführungsform eines Anschlußstückes
60 ermöglicht es, Batteriekabel, die sonst nicht geeignet sind, mit einem erfindungsgemäßen Anschluß
zu verbinden. Das Anschlußstück 60 besitzt zwei
nach außen vorstehende flanschartige Nasen, die mit dem Anschluß 32 in derselben Weise wie die Nasen 46
aus F i g. 5 zusammenwirken, und eine zusätzliche Einrichtung wie eine mit Innengewinde versehene Bohrung, welche es ermöglicht daß das Anschlußstück am
Ende des Batteriekabels in geeigneter Weise angebracht werden kann. Aus der vorstehenden Beschreibung und der Zeichnung ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Batterie viele Vorteile hat. Da die Anschlüsse
an der Seite angeordnet sind, wird verhältnismäßig wenig Blei oder sonstiges leitendes Material zum Herstel
len derselben benötigt, und es ergibt sich ein Strompfad mit niedrigem elektrischem Widerstand. Da sich keine
Anschlußzapfen durch den Deckel des Batteriegehäu-
ses nach oben erstrecken, wird das Verbinden des Behälters
und Deckels und das Abdichten dieser Verbindung wesentlich einfacher. Wenn man den crfindungsgemäßen
Anschluß 32 gemäß einem der in der USA.-Patentschrift ) 519 489 licschriebenen Ausführungsbeispiele
verwendet, ist kein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich, um den Anschluß mit einem Verbindungsstreifen
innerhalb des Behälters des Batteriegehäuses /u verbinden. Auch ist es nicht erforderlich, eine
Schmcl/verbindung durch Schweißen, Löten od. dgl.
zwischen einem Anschluß/.apfen und einer in den Dekkel oder eine Seitenwand des Gehäuses eingeformten
Hülse vorzunehmen. Schließlich kann das Battcriekabel einfach und schnell durch einfache Drehbewegung mit
dem Batterieanschluß fest und dauerhaft verbunden und ebenso schnell auch wieder von der Batterie gelöst
werden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Endpol eines Akkumulators od. dgl, der einstückig mit der betreffenden Polbrücke des Akkumulators
ausgebildet und in die Seitenwand des Blockkastens des Akkumulators eingeformt ist, dadurch gekennzeichnet, daß er als Bajonettfassung
(48) mit nach innen vorstehenden Verriegelungselementen (44) ausgebildet ist
2. Endpol nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bajonettfassung (48) eine Verlängerung
der ihr zugeordneten Polbrücke (26; 18) ist.
3. Endpol nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bajonettfassung (48) als Verriegelungselemente
nach innen vorstehende, gegeneinander versetzte Keilzungen (44) enthält.
4. Endpol nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ihm ein in ihn einsteckbares
Anschlußstück (34) mit nach außen vorstehenden Keilnasen (46) zugeordnet ist.
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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