Titel

Polklemme Die Erfindung betrifft eine Polklemme für einen Pol, insbesondere einen Batteriepol, zur Bereitstellung eines elektrischen Kontakts zu diesem Pol.

Stand der Technik Polklemmen werden eingesetzt, um einen elektrischen Kontakt zu einem Pol, wie bspw. einem Pol einer Batterie, herzustellen. Soll ein elektrischer Kontakt zu einem Batteriepol bereitgestellt werden, so spricht man auch von einer Batteriepolklemme oder Batterieklemme. Als Batterieklemmen für einen Einsatz im Kraftfahrzeug werden bspw. schmiedend geformte Bauteile verwendet. Diese Schmiedeklemmen sind sehr stabil, jedoch verhältnismäßig schwer. Es sind weiterhin Batteriepolklemmen bekannt, die dazu ausgebildet sind, einen elektrischen Kontakt zu konischen Polen von Autobatterien herzustellen, insbesondere solche Klemmen, bei denen der Anziehpro- zess während der Montage mit einer tangentialen Gleitbewegung relativ zur Poloberfläche verbunden ist.

Es wird angestrebt, einen Polklemmenaufbau bereitzustellen, der eine abgleitfeste Fixierung eines elektrischen Kontakts auf konusförmigen Batteriepolen ermög- licht. Bei bekannten Polklemmen ist bekannt, dass beim Anziehprozess, d. h. nach dem Aufschieben der Polklemme auf den Pol und während der Betätigung eines Anzugsmechanismus, die Polklemmen ohne aufwändige Vorkehrungen vom Pol abgleiten. Weiterhin zeigt sich, dass nach der Montage auf den Pol die Polklemmen keine ausreichend hohe Klemmkraft erzeugen, um den Anforderun- gen an die Klemmfestigkeit zu genügen. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass im automobilen Einsatz die mechanisch und elektrisch zuverlässige Kontaktierung der Batterie zur Versorgung der elektrischen Systeme einen sicherheitsrelevanten Stellenwert hat. Bei den Fahrzeugherstellern sind Batteriesysteme mit konusförmigen Polen, z. B. gemäß

DIN EN 50342-2, ohne Möglichkeit zur Formschlüssigkeit mit dem Kontaktabnehmer weit verbreitet und weiterhin gefordert.

Eine mechanisch feste und gleichzeitig reversibel lösbare elektrische Kontaktie- rung solcher Pole muss daher reibschlüssig realisiert werden. Neben den relativ weichen und in gewissen Grenzen formbaren Bleipolen werden zukünftig deutlich härtere Pole, z. B. Pole aus Messing, einen zunehmend höheren Marktanteil haben. Letztere erschweren eine feste reibschlüssige Kontaktierung, da plastische Einformungseffekte, wie bei Bleipolen, kaum realisierbar sind. Gleichzeitig schränkt die Funktion als elektrischer Stromabnehmer die Auswahl möglicher

Werkstoffe und Oberflächenmodifikationen stark ein. Bekannt ist zudem der Einsatz von Metallwerkstoffen, wie z. B. verzinnte Cu- oder AI- Legierungen, in Schmiede- und Stanz- Biege- Fertigung. Besondere Herausforderungen für die mechanische Festigkeit der Polverbindung gegen Abgleiten entstehen durch Belastungen im Betrieb, wie bspw. durch Vibrationen, thermische Dehnungszyklen, sowie insbesondere durch überhöhte Kräfte bei der Handhabung und unter Crash-Bedingungen. Letztere Herausforderungen sind als standardisierte Testanforderungen bzgl. Verdrehmoment und Abzugs- kraft formuliert. Diese müssen nicht nur beim erstmaligen Verbinden, sondern auch nach mehrfachen An- und Ablösevorgängen von dem gleichen Klemmmechanismus gewährleistet werden. Es muss folglich die Alterung der Bauteile berücksichtigt werden. Die Klemmenmontage auf den Pol sollte unkompliziert und schnell zu bewerkstelligen sein. Das bedeutet im Einzelnen unter anderem den Gebrauch von Standardwerkzeugen, wie bspw. Schraubern, die Nutzung nur eines Bedienelements, wie bspw. einer Verschraubung bzw. eines Hebels, mit zumutbaren manuellen Kräften und Momenten zu deren Bedienung und keine aufwändigen Posi- tionierungs- oder Haltehilfen. Schließlich sollte der korrekte Sitz nach dem Fest- ziehen durch leicht einsehbare optische Kriterien, z. B. hinsichtlich Spaltbreite, Hebelposition, Klemmensitz auf dem Pol, überprüfbar sein.

Der Zuziehvorgang selbst führt in der Praxis häufig zum partiellen bis vollständigen Abgleiten der Klemme vom Pol. Der Grund dafür liegt in der Kegelform des Pols, die bei Klemmkräften FA senkrecht zur Polachse neben den flächennormalen Kontaktkräften immer auch eine Kraftkomponente in abgleitende Polachsrichtung nach sich zieht. Es wird hierzu auf Figur 1 verwiesen.

Die mechanische Klemmfestigkeit kann durch maximale Anpresskräfte bei maximalen Reibkoeffizienten an den Polkontaktflächen optimiert werden. Herausforderung ist hierbei die Realisierung als kompakter Mechanismus, der auch in Leichtbauweise, z. B. mit Blechwerkstoffen, darstellbar ist, bspw. durch Zuzug einer tangentialen Umschlingung.

Vor dem Hintergrund dieser Anforderungen sind eine Aufteilung der Funktionen Anpresskraftaufbringung und elektrische bzw. mechanische Polkontaktierung auf zwei getrennte Komponenten: Klemmkraftkomponente, im Folgenden auch als Kraftelement bezeichnet, und Kontaktierkomponente, im Folgenden auch als Zwischenelement bezeichnet, bekannt.

Durch die strukturelle Aufteilung in zwei aufeinander abgestimmte Designelemente lassen sich die jeweiligen Eigenschaften funktionsspezifisch durch Werkstoff- und Geometriegestaltung optimieren. Im Vordergrund standen dabei bisher der elektrische Klemmenwiderstand, nämlich Gestaltung Kontaktierkomponente, und die mechanische Klemmfestigkeit, nämlich Gestaltung Klemmkraftkompo- nente.

Die Druckschrift EP 2 333 905 AI beschreibt eine Batterieklemme, die zur Herstellung eines elektrischen Kontakts zu einem Batteriepol dient, mit einer Innenschale und einer Außenschale. Die Innenschale ist als Kontaktschelle ausgebildet. Die Außenschale dient zur mechanischen Stabilisierung und übernimmt Zusatzfunktionen, wie bspw. eine Verdrehsicherung einer Schraube, eine Verliersicherung einer Mutter, eine Stabilisierung eines Abgangblechs, eine Aufnahme einer Anschlussbox, eine Kennzeichnung von Batteriepolen u. ä. Offenbarung der Erfindung

Vor diesem Hintergrund wird eine Polklemme gemäß Anspruch 1 vorgestellt. Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.

Die vorgestellte Polklemme dient zum Bereitstellen eines elektrischen Kontakts zu einem Pol. Die Polachse bzw. Mittelachse des Pols definiert dabei eine axiale Richtung. Die Polklemme umfasst ein Kraftelement und ein Kontaktierelement. Das Kraftelement, das dazu dient, eine Kraft auf das Kontaktierelement zu übertragen, umfasst einen Kompressionsbereich und einen Kraftbereich. Das Kontaktierelement dient dazu, den elektrischen Kontakt zum Batteriepol bereitzustellen, den Stromtransport zu gewährleisten und den mechanischen Reibkontakt mit der Poloberfläche sowie die Kontaktfläche zum Kraftelement zu gestalten. Es weist einen Grundkörper auf, der eine Aufnahme zum Aufnehmen des Pols aufweist, wobei in dem Grundkörper eine Anzahl von Trennfugen vorgesehen ist. Diese Trennfugen, die typischerweise im wesentlichen in axialer Richtung, d. h. im Wesentlichen parallel zur Polachse ausgerichtet sind, wenn das Kontaktierelement auf dem Pol angeordnet ist, erleichtern die Verformung des Kontaktierelements, sobald die Polklemme betätigt wird, d. h. wenn das Kraftelement eine eingeleitete Kraft auf das Kontaktierelement überträgt. Bei dieser Betätigung schmiegt sich das Kontaktierelement bzw. die zwischen den Trennfugen gebildeten Segmente des Kontaktierelements an den Pol an. Die Segmente werden gegen den Pol gedrückt, ohne dass es zu einem Gleiten der Segmente über die Poloberfläche kommt.

Bei der vorgestellten Polklemme sind das Kraftelement und das Kontaktierelement derart zueinander angeordnet, dass das Kraftelement zumindest abschnittsweise das Kontaktierelement umgibt und dass das Kraftelement und das Kontaktierelement zumindest abschnittsweise über jeweilige Kontaktflächen miteinander verbunden sind, entlang denen das Kraftelement und das Kontaktierelement beim Betätigen der Polklemme sich relativ zueinander bewegen. Dies bedeutet, dass beim Betätigen bzw. Zuziehen der Polklemme eine Relativbewe- gung zwischen Kraftelement und Kontaktierelement, typischerweise eine Gleitbewegung entlang der einander zugewandten Kontaktflächen erfolgt.

Mit der vorgestellten Polklemme können, zumindest in einigen der Ausführungen, die eingangs genannten Probleme gelöst werden. Der Montageprozess wird vereinfacht, indem die Abgleittendenz reduziert wird, der Widerstand gegen äußere Abzugskräfte oder Verdrehmomente wird erhöht. Insbesondere ermöglicht die beschriebene Polklemme auch die Realisierung einer entsprechenden Polklemme mit Blechbiege-Bauteilen.

Die vorgestellte Polklemme baut auf der funktionalen Aufteilung in zwei Designelemente, nämlich in ein Kraftelement und ein Kontaktierelement, auf. Grundsätzlich ist dabei ein einteiliger bzw. einstückiger oder ein mehrteiliger, insbesondere ein zweiteiliger Aufbau möglich. Dabei können beide Komponenten auch aus mehreren Teilkomponenten bestehen. Die Polklemme geht in der Abstimmung der beiden Designelemente durch Spezifizieren der Aspekte Kontaktgeometrie und Reibung über den Stand der Technik hinaus: So werden konstruktive Maßnahmen beschrieben, die das Zuzugsverhalten bei der Montage sowie das sich dabei ergebende Gleitverhalten adressieren und damit auch die zuverlässige Bereitstellung der notwendigen Klemmfestigkeit und elektrischen Kontaktie- rung.

Es wird somit die Gestaltung einer Polklemme beschrieben, die sich in einfacher Weise auf dem Pol positionieren und ohne Abgleiten montieren lässt und die gleichzeitig die Klemmverbindung im Hinblick auf ihre mechanische Klemmfestigkeit und ihren elektrischen Kontaktwiderstand optimiert, wobei die vorstehend genannten Nachteile, zumindest in einigen der Ausführungen, vermieden werden. Eine solche Polklemme kann insbesondere auch aus Blechbiege-Bauteilen realisiert werden.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, son- dem auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt einen Pol mit Polklemme zur Verdeutlichung der Kräftewirkung auf Kontaktflächen.

Figur 2 eine Ausführungsform eines Kontaktierelements.

Figur 3 zeigt in einer schematischen Darstellung eine geometrische Gestaltung eines Kontaktierelements, das eine Kegelform eines Pols gegenüber einem Kraftelement kompensiert.

Figur 4 zeigt eine weitere Ausführung der vorgestellten Polklemme. Figur 5 zeigt eine Polklemme, die nach dem Zangenprinzip arbeitet. Figur 6 zeigt eine Polklemme, die nach dem Zugprinzip arbeitet. Ausführungsformen der Erfindung

Figur 1 zeigt einen Pol 10, der mit einer Polklemme 12 kontaktiert wird. Hierzu wird eine Klemmkraft FA 14 aufgebracht, die senkrecht zu der Polachse 16, die durch die Mittelachse des Pols definiert ist, gerichtet ist. Durch die Kegelform des Pols ergibt sich neben der flächennormalen Kontaktkraft F 18 auch eine Kraftkomponente in abgleitende Polachsrichtung, die sogenannte Abgleitkraft FT 20. Diese muss in vielen Fällen durch eine Haltekraft FH 24 kompensiert werden.

Figur 2 zeigt auf der linken Seite eine Ausführung eines Kontaktierelements, das insgesamt mit der Bezugsziffer 50 bezeichnet ist. Dieses Kontaktierelement 50 umfasst einen Grundkörper 52, der eine Aufnahme umschließt, die in dieser Darstellung nicht zu erkennen ist, da diese innen liegt. Zum Herstellen des elektrischen Kontakts wird das Kontaktierelement 50 so über einen Pol gestülpt, dass dieser in der Aufnahme aufgenommen ist. In dem Grundkörper 52 sind Trennfu- gen 54 vorgesehen, die im Wesentlichen in axialer Richtung, d. h. im Wesentlichen parallel zur Polachse (Bezugsziffer 16 in Figur 1) verlaufen. Weiterhin zeigt die Figur eine Ableitung 56 zum Ableiten von elektrischen Strom, die in diesem Fall an dem Grundkörper 52 angeformt ist.

Auf der rechten Seite der Figur 2 ist das Kontaktierelement 50, das von einem Kraftelement 60 umgeben ist, dargestellt. Dieses Kraftelement 60 dient dazu, eine Kraft einleiten zu können, wobei diese Kraft auf das Kontaktierelement 50 übertragen wird, so dass dieses sicher am Pol anliegt und ein guter elektrischer Kontakt, ein Kontakt mit geringem Übergangswiderstand, bereitgestellt ist. Die

Kraft auf das Kraftelement 60 kann auf unterschiedliche Weise eingeleitet werden. Dies kann bspw. nach dem Zangenprinzip über Hebel oder nach dem Zugprinzip, bspw. mit einer Verschraubung, so dass eine tangentiale Zugkraft eingeleitet wird, verwirklicht werden.

Die Trennfugen 54 erleichtern eine Verformung des Kontaktierelements 50 bei der Montage, insbesondere beim Fixieren durch Einleiten einer Kraft auf das Kraftelement 60. Figur 3 verdeutlicht Maßnahmen zur Kompensation der Kegelform des Pols und zeigt in einer schematischen Darstellung auf der linken Seite einen Pol 100, an dem ein Kontaktierelement 102 anliegt, das wiederum von einem Kraftelement 104 umgeben bzw. umschlungen ist. Zwischen dem Kraftelement 104 und dem Kontaktierelement 102 ist eine erste Reib- bzw. Kontaktfläche 110 gebildet. Zwi- sehen dem Kontaktierelement 102 und dem Pol 100 ist eine zweite Reib- bzw.

Kontaktfläche 112 gebildet. In einer Ausführung ist nunmehr vorgesehen, dass durch Auswahl der Materialien und/oder durch Bearbeitung bzw. Behandlung der Oberflächen der Komponenten an dem ersten Kontaktbereich 110 eine geringere Reibung besteht als an dem zweiten Kontaktbereich 112, um auf diese Weise ein Abgleiten des Kontaktierelements 102 von dem Pol 100 bei der Montage zu verhindern. Weiterhin ist in der Figur eine mögliche Ausführung zur Stromableitung und Kraftableitung aus dem Klemmkontakt an das angeschlossene elektrome- chanische System (nicht dargestellt) angedeutet. Dabei stützen sich die vom Abnehmersystem erzeugten externen Kräfte und Momente (Pfeile 116, 114) über das Kontaktierelement 102 direkt am Pol 100 ab. Ebenso wird der elektrische Strom über das Kontaktierelement 102 zwischen Pol 100 und externem System transportiert. Die angedeutete Formschlüssigkeit in axialer Richtung zwischen der dargestellten Abgangsausführung und dem Kraftelement wirkt zusätzlich als axiale Fixierung des Kraftelements gegen Abgleiten.

Es können in Ausgestaltung Maßnahmen zum Fixieren des Kraftelements 104 bei der Montage vorgesehen sein. Fixieren bedeutet hier ein Absichern vor axialem Abgleiten und/oder ein Absichern vor Verdrehen, bspw. durch Formschlüs- sigkeitsmaßnahmen.

Die Darstellung zeigt weiterhin auf der rechten Seite im Schnitt ein besonders ausgebildetes Kontaktierelement 120 mit einem entsprechend ausgebildeten Kraftelement 122. Durch die konkave Form der Kontaktfläche 124 des Kontaktierelements 120 und die entsprechende konvexe Form der Kontaktfläche 126 des Kraftelements 122 ergibt sich ein gebogener Kontaktbereich 128, der eine Relativbewegung von Kontaktierelement 120 und Kraftelement 122 in axialer Richtung und damit ein Abgleiten verhindert.

In Figur 4 ist eine weitere Ausführung der Polklemme dargestellt, die insgesamt mit der Bezugsziffer 150 bezeichnet ist. Die Darstellung zeigt das Kontaktierelement 152 mit einer Ableitung 154, welches von einem Kraftelement 156 umgeben ist. Am oberen Begrenzungsrand des Kraftelements 156 sind zwei Fortsätze 158 gebildet, die ein Verdrehen des Kontaktierelements 152 verhindern. Figur 5 zeigt einen Pol 200, der von einem Kontaktierelement 202 umgeben wird.

Um das Kontaktierelement 202 in Kontakt mit dem Pol 200 zu bringen ist ein Kraftelement 204 vorgesehen, das in diesem Fall nach dem Zangenprinzip arbeitet und das Kontaktierelement 202 umschließt bzw. umschlingt. Das Kraftelement umfasst einen Kraftbereich 206 und einen Kompressionsbereich 208, in diesem Fall eine Lücke. Mit zwei Hebeln 210 wird das Kraftelement 204 geschlossen, d. h. der Kompressionsbereich 208 verkleinert sich und der Kraftbereich 206 des Kraftelements 204 drückt in radialer Richtung nach innen auf das Kontaktierelement 202, das sich dann verformt und an den Pol 200 anschmiegt, ohne dass es zu einer Gleitbewegung zwischen Oberfläche des Pols 200 und Kontaktfläche des Kontaktierelements, die dem Pol 200 zugewandt ist, kommt. Der Kompressionsbereich 208 ist hier als Lücke dargestellt. Alternativ kann dies auch ein Bereich sein, in dem ein anderes Material als im Kraftbereich verwendet wird und/oder eine geringere Materialstärke als im Kraftbereich eingesetzt wird.

Figur 6 zeigt einen weiteren Pol 250, der von einem Kontaktierelement 252 umgeben ist, das wiederum von einem Kraftelement 254 umschlungen ist. Dieses besteht ebenfalls aus einem Kraftbereich 256 und einem Kompressionsbereich 258, für den das gleiche wie für den Kompressionsbereich 20 aus Figur 5 zutref- fend ist. Durch Betätigen einer Schraube 260 wird der Kompressionsbereich 258 komprimiert und der Kraftbereich übt eine Zugkraft in tangentialer Richtung aus, die bewirkt, dass eine Kraft in radialer Richtung auf das Kontaktierelement 252 ausgeübt wird, so dass dieses sich an den Pol 250 anschmiegt. Die ggf. dabei durch Zugdeformation in Umfangsrichtung auftretenden tangentialen Relativbe- wegungen der Kontaktflächen des Kraftelements 254 relativ zum Pol 250 sollen sich hauptsächlich als Relativgleiten zwischen Kraftelement 254 und Kontaktierelement 252 auswirken und nicht als reibkraftinduzierte tangentiale Relativbewegung zwischen Kontaktierelement 252 und Poloberfläche. Dies wird insbesondere dadurch unterstützt, wenn das Kraftelement 254 und das Kontaktierelement 252 derart ausgebildet sind, dass die Reibung zwischen dem Kontaktierelement

252 und dem Kraftelement 254 niedriger als die Reibung zwischen dem Kontaktierelement 252 und der Oberfläche des Pols 250.

Die vorgestellte Polklemme umfasst alle Ausführungen des Kraftelements, bei denen der Klemmkraftaufbau mit einer Dächigen Relativbewegung zwischen Kontaktfläche des Kraftelements und Poloberfläche verbunden ist. Dazu gehören insbesondere Kraftelemente, die auf dem Prinzip der Umschlingung beruhen. Der Aufbau einer zur Polachse normalen Kraftwirkung geschieht hier durch Betätigung eines Anzugmechanismus, etwa durch Zuziehen oder Verspannen einer Schlinge, womit der Aufbau einer tangentialen Spannung in der Umschlingung eine zugehörige Längung und damit eine Relativbewegung zwischen Schlinge und Poloberfläche bezüglich des Umfangswinkels, ein sogenanntes Längungs- gleiten, verbunden ist. Insbesondere im Fall einer Schrägverschraubung als Anzugmechanismus kommt es neben der Längung auch zu einer Scherung und damit verbunden zu einem Schergleiten. Die vorgestellte Polklemme kann in Ausgestaltung folgende charakteristische Eigenschaften aufweisen, die in beliebigen Kombinationen auftreten können.

1) Kontaktierelement mit Trennfugen im Kontaktbereich

Das Kontaktierelement ist mindestens im Bereich des Kraftelementkontakts entlang der Umfangsrichtung durch Unterbrechung des strukturellen Werkstoffzusammenhalts, durch sogenannte Trennfugen, in mindestens zwei Kontaktsektionen bzw. Kontaktsegmente, in sogenannte Kontaktfinger, unterteilt, wobei die Kontaktsegmente zur gleichen oder auch zu mehreren getrennten Teilkomponenten gehören können. Auf diese Weise sind die radialen Positionen und Deformationen der einzelnen Kontaktsegmente im Klemmkontaktbereich kräftemäßig weitgehend gegeneinander entkoppelt. So werden die zur Polachse normalen Anteile der vom äußeren Kraftelement generierten Kontaktkräfte auf der Außenseite des Kontaktierelements weitgehend ohne Schwächung durch strukturmechanische Deformationskräfte als Anpresskraft des Kontaktierelements auf die Poloberfläche weitergereicht. Insbesondere können dadurch radiale Polvariationen bei der Kontaktierung der Poloberfläche durch die Kontaktsegmente ausgeglichen werden bei minimalen Anpresskraftverlusten. Umgekehrt sind auch die notwendigen Abzugskräfte bei der Demontage der Klemme vom Pol nach dem Lösen des Kraftelements nur noch durch die elastischen Restkontaktkräfte zwischen Pol und Kontaktfingern bestimmt.

Je nach gewünschtem Verhalten bei der Montage lassen sich zwei Ausführungen der Trennfugen jeweils als Dehnfugen oder als Schrumpffugen unterscheiden und in ihrer jeweiligen Funktion optimieren. Je nach Optimierung des Gesamtdesigns auf den Montageprozess können beide Varianten gemeinsam oder ausschließlich auftreten: la) Bei der Montage werden durch axiales Aufschieben des Kontaktelements auf den Pol die Kontaktfinger durch Abgleiten auf der konischen PoloberDäche radial nach außen bewegt und die Dehnfugen dadurch in Umfangsrichtung geweitet. Vorteil: Vorfixierung durch elastische Klemmkräfte, die ein Verrutschen der Klemme durch die beim anschließenden Anziehen des Kraftelements wirkenden äußeren Kräfte erschweren. lb) Durch das Anziehen des Kraftelements bei der Montage werden die Kontakt- segmente in radialer Richtung auf die PoloberDäche hinbewegt und noch offene innere Kontakte zwischen Pol und Zwischenelement dadurch geschlossen. Das erfordert die Auslegung der Trennfugen als hinreichend breite Schrumpffugen.

2) Einkopplung der Tangentialbewegung zwischen Kraftelement und Pol vom Zwischenelement.

Die Kontaktflnger sollen beim Anzugsprozess nach dem Aufschieben auf den Polkonus möglichst wenig oder gar nicht auf der PoloberDäche gleiten. Dies kann durch folgende Eigenschaften, die einzeln oder in Kombination auftreten können, erreicht werden:

2a) Die innere Reibung μ, zwischen Kontaktierelement und Polfläche ist großer als die entsprechend zu gestaltende äußere Reibung μ ₃ zwischen Kraftelement und Kontaktierelement. Dies geschieht bspw. durch konstruktive Maßnahmen, wie z. B. durch die Wahl von Werkstoff, Beschichtung, Rauigkeiten, Verwendung von Schmierstoffen. Damit wird ermöglicht, dass das Klemmkraftelement während des Anzugsprozesses auf der Außenseite des Kontaktierelements großflächig gleiten kann, während gleichzeitig die Kontaktierung an der Poloberfläche im oder nahe am Haftzustand bleibt. Mit einer generellen Minimierung von μa kann darüber hinaus sogar der Anteil der vom Zuzugsmechanismus aufgebrachten

Tangentialkraft minimiert werden, der von der tangentialen Reibvorspannung im äußeren Reibkontakt kompensiert wird. Dadurch steht ein höherer Kraftanteil für die strukturmechanische Umleitung als Normalkraft in den inneren Kontakt zur Verfügung. Mit einer davon unabhängigen generellen Maximierung von μ, kann die Halbtreibkraft maximiert werden, die nach der Montage zum Abgleiten des

Zwischenelements vom Pol zu überwinden ist.

2b) Durch eine in entsprechender Richtung abgerundete geometrische Gestaltung der Kontaktfinger zusammen mit einer konstruktiven Drehmöglichkeit der Finger um die jeweilige Rundungsachse kann die tangentiale Zuziehbewegung des Kraftelements bei der Montage in eine Abroll- Bewegung der Kontaktfinger auf der Poloberfläche umgesetzt werden. Die Kinematik des Abrollens kann insbesondere durch den axialen Verlauf von Kontaktflächenradien und Dicke der Kontaktfinger an die Zuziehbewegung des Kraftelements angepasst und auf eine optimale Druckverteilung am Ende des Montageprozesses hin optimiert werden.

2c) entsprechend 2b, jedoch befindet sich zwischen Kontaktfinger und Poloberfläche eine zusätzliche Pressfläche des Kontaktelements, auf dessen Außenseite die Kontaktfinger abrollen und dessen Innenseite den eigentlichen Reibschluss zur Poloberfläche herstellt. In dieser Weise wird eine strukturelle Trennung entsprechend den Teilfunktionen "Abstützen der äußeren Kräfte am Pol" und "Entkopplung von Tangentialkräften zwischen Kraftelementkontakt und Polkontakt" eingeführt, die eine weitergehende konstruktive Optimierung der Teilfunktionen im Vergleich zu Punkt 2b ermöglicht.

3) Maßnahmen zur Fixierung des Kraftelements in axialer Polrichtung während des Anzugsprozesses

Durch die spezielle Geometrie des inneren Kontaktierelements soll das Abgleiten des äußeren Kraftelements in axiale Polrichtung während des Zuzugs verhindert werden. Dies kann durch zwei Maßnahmen geschehen:

3a) Das innere Kontaktelement kompensiert geometrisch die Konusform des Pols gegenüber der Kontaktfläche des äußeren Klemmkraftelements. Auf der Außenseite des Kontaktierelements können dadurch Klemmkräfte normal zur Polachse aufgebracht werden, ohne dass das entsprechende äußere Klemmkraftelement eine axiale Kraft in abgleitender Richtung erfährt. Insbesondere ist aus Toleranzgründen auch eine Überkompensation möglich und sinnvoll, die unter Anzugsbedingungen eine zum Polboden gerichtete Nettokraft auf das äußere Kraftelement generiert.

3b) Das innere Kontaktelement stellt geometrisch in axialer Polrichtung einen Formschluss mit dem äußeren Kraftelement her, bspw. durch eine Halteklammer, eine Stufe, eine umgekehrte Konusform oder eine Nut. Dadurch wird ein axiales Abgleiten des Kraftelements beim Anziehprozess und im Klemmzustand verhin- dert, während ein tangentiales Gleiten weiterhin möglich bleibt. Der Formschluss kann ausdrücklich auch durch die in Punkt 4 nachstehend geforderten Klemmabgänge dargestellt werden, insbesondere durch einen Klemmabgang an der Poloberseite.

4) Gestaltung des Kontaktelements für Stromableitung und Einleitung der mechanischen Lasten

Das Kontaktierelement besitzt oberhalb und/oder unterhalb des Anpressbereichs einen Abgang zur Stromableitung sowie zum Einleiten der äußeren mechanischen Lasten. Auf diese Weise werden letztere über den Kontakt zum Pol direkt am Pol abgestützt. Die Batterieströme müssen dann nur den Kontaktwiderstand zwischen Pol und Kontaktelement passieren. Beides kann durch konstruktive Gestaltung der inneren Kontaktfläche des Zwischenelements gezielt optimiert werden, so dass die Kontaktreibung maximal und der Übergangswiderstand minimal ist.

5) Formschlüssige Verdrehsicherung des Kraftelements auf dem Kontaktelement Das Kontaktierelement enthält eine konstruktive Ausprägung, die als formschlüssige Verdrehsicherung des Kraftelements um die Polachse relativ zum Kontaktierelement dient. Ein solcher Abstützkontakt kann beispielsweise durch eine oder mehrere axiale Fortsatz am oberen oder unteren Begrenzungsrand des Kontaktierelements realisiert werden, welche sich in entsprechende Aussparungen des Zwischenelements gegen Verdrehung abstützen. Die Abstützung kann auch direkt am Klemmabgang erfolgen.

6) Positionierhilfe beim axialen Aufschieben des Kontaktelements auf den Pol Das Kontaktierelement enthält konstruktive Ausprägungen zur Abstützung am

Polboden und/oder zur Abstützung an der Oberseite als Anschlag beim Aufschieben der Klemmen auf den Pol. Beide wirken einzeln oder in Kombination als Positionierhilfe der Klemme in Polachsrichtung. Das vereinfacht die Kontrolle des Montageprozesses in Bezug auf die Sitzhöhe und der achsparallelen Ausrichtung der Klemme.