CN 111326700 A — Electric connection structure between battery cells of module
Umgehungs-Report — CN 111326700 A
Schutzumfang: CN 111326700 A schützt eine sehr spezifische Merkmalskombination — ein an den Zellpol geschweißtes Schweißteil (M3) plus eine lösbare Klemmung der Busbar über ein eingestecktes Steckblech (M1), das durch eine Reed-Nut mit Spalt < Steckblechdicke (M6) geklemmt wird, ergänzt um mittige Feder (M8), vier Eck-Studs (M5) und Boss-/Loch-Positionierung (M9–M11). Nur diese konkrete Anordnung ist geschützt; das allgemeine Prinzip 'schweißen am Pol, lösbar an Busbar' ist Stand der Technik.
Korridor: Frei ist der Raum außerhalb dieser Kombination UND außerhalb der aktiven Nachbarpatente — v. a. CN115172995 (Rast-/Klemmung zwischen Verbindungsstücken), CN107452930 (Adapter mit Positioniernut) und CN206742321U (Kalebassenloch/Stufenzapfen). Aussichtsreich ist, mindestens M1+M6 durch ein anderes Wirkprinzip zu ersetzen.
Top-Konzepte: (1) Plane Flächenpressung mit Schraub-/Tellerfeder-Vorspannung — Andruck axial normal zur Fläche statt radiale Blechklemmung; entfällt M1/M4/M6/M8, robust und serienreif. (2) EPM-/Magnetkontakt — schaltbare Feldkraft statt Federklemmung, löst Relaxation (U3.1.1) und ist maximal weit vom Anspruch; disruptiv, FTO gegen Magnetkontakt-Rechte nötig. (3) Ultraschall-Kaltfügen der Busbar am Pol — beseitigt die Schweiß/Steck-Trennung komplett (M2/M3 entfallen), löst zusätzlich den Wärmeeintrag (U2.1.2). Alle drei verlassen die tragende räumliche Funktionstrennung des Patents.
Patent-Überblick
CN 111326700 A, angemeldet von HUBEI LINNOVA NEW ENERGY TECHNOLOGY (Veröffentlichung 2020-06-23, Anmeldung 2019-12-26). Rechtsstand: anhängig, keine Erteilung/kein Erlöschen in INPADOC erkennbar → vorsorglich als potenzielles Schutzrecht behandeln. Es geht um eine elektrische Verbindungsstruktur zwischen Batteriezellen eines Moduls, bei der eine Sammelschiene (Busbar) über eine gesteckte, federbelastete Schweiß-Adapterplatte mit den Zellpolen verbunden wird.
Kerngedanke der Erfindung
Neu ist die Trennung von Schweißverbindung zum Zellpol und lösbarer Steckverbindung zur Busbar: Eine Schweißplatte wird an den Zellpol geschweißt, während ihr Anschlussteil über eine gefederte Klemmanordnung mit dem Busbar-Steckblech verbunden wird. Die Feder (Reed mit Reed-Nut) erzeugt eine definierte Klemmkraft; der Spalt zwischen Reed-Nut-Boden und Anschlussteil ist kleiner als die Steckblechdicke, sodass das eingeschobene Blech geklemmt wird. Positioniersäule mit Boss und korrespondierende Positionierlöcher sichern die lagegenaue Montage.
Gelöstes Problem
Der Kern adressiert die zuverlässige, lagegenaue und (abgeleitet, nicht explizit im Patent) montage-/servicefreundliche elektrische Verbindung zwischen Busbar und Zellpol, ohne die Busbar direkt an den Pol schweißen zu müssen. Die Federklemmung soll einen dauerhaft definierten Kontaktdruck über das Steckblech gewährleisten.
Stand der Technik & dessen Nachteile
Der bereitgestellte Anspruchstext beschreibt den Stand der Technik nicht ausdrücklich — es sind keine vorbekannten Lösungen oder deren Nachteile im zitierten Text genannt. Ableitbar (abgeleitet, nicht explizit im Patent) ist, dass gängige Alternativen das direkte Verschweißen/Verschrauben der Busbar am Zellpol sind, mit den typischen Nachteilen erschwerter Demontage, Wärmeeintrag am Pol und Positioniertoleranzen. Diese Ableitung ist ausdrücklich als nicht durch den Patenttext belegt zu kennzeichnen.
Technisches Feld / Anwendung
Elektrische Verbindungstechnik in Batteriemodulen (z. B. E-Fahrzeuge, Energiespeicher): Verbindung zwischen Zellpolen und Sammelschienen innerhalb eines Batteriemoduls.
Wesentliche Merkmale auf einen Blick
- Busbar (1) mit unterem Steckblech (10)
- Schweiß-Adapterplatte (2), verbunden mit der Busbar
- Schweißplatte (3) mit Schweißteil (4) (an Zellpol) und Anschlussteil (5) (an Busbar)
- Anschlussteil (5) trägt von unten nach oben: Reed/Feder (6) und Unterlegplatte (7)
- Feste Verbindung von (5), (6), (7) über vier Stifte/Studs (8) an den vier Ecken
- Reed-Nut (9) in der Mitte des Reeds mit Spalt zum Anschlussteil; Spaltmaß < Steckblechdicke → Klemmung
- Vorsprung in der Reed-Nut-Mitte, der eine Feder (11) fixiert
- Positioniersäule (12) auf dem anderen Federende, Kopf mit Boss (13)
- Erstes Positionierloch (14) in der Unterlegplatte (7), passend zum Boss (13)
- Zweites Positionierloch (15) im oberen Busbar-Teil, korrespondierend zu (14)
Unabhängige Ansprüche
Anspruch 1 (einziger unabhängiger Anspruch): Elektrische Verbindungsstruktur zwischen Modulzellen mit Busbar (1) und einer damit verbundenen Schweiß-Adapterplatte (2). Diese umfasst eine Schweißplatte (3) mit einem an den Zellpol geschweißten Schweißteil (4) und einem mit der Busbar verbundenen Anschlussteil (5). Auf dem Anschlussteil sind von unten nach oben Reed (6) und Unterlegplatte (7) angeordnet, alle drei über vier Eck-Studs (8) fest verbunden. Die Reed-Mitte bildet eine Reed-Nut (9) mit einem Spalt zum Anschlussteil, dessen Maß kleiner als die Dicke des Busbar-Steckblechs (10) ist. Im Nut-Zentrum fixiert ein Vorsprung ein Ende einer Feder (11); das andere Ende trägt eine Positioniersäule (12) mit Boss (13). Die Unterlegplatte hat ein erstes Positionierloch (14) passend zum Boss, die Busbar oben ein korrespondierendes zweites Positionierloch (15).
Ansprüche 2–5 sind abhängig (Positioniersäulen-Nut für die Feder; Sichtloch im Schweißteil; Fase am Steckblech; Silberbeschichtung der Kontaktfläche).
1. Erwünschtes Ergebnis ohne Lösungsweg (MDR)
Eine dauerhaft niederohmige, mechanisch belastbare elektrische Verbindung zwischen Zellpol und Sammelschiene, die lagegenau montierbar und ohne Beschädigung von Pol oder Schiene wieder lösbar ist, bei minimalem Wärmeeintrag am Zellpol.
2. Ursachenbaum (CECA)
- U1 Verbindung Busbar↔Zellpol ist nicht zerstörungsfrei lösbar (Symptomebene) (Hypothese)
- U1.1 Fügeverfahren zum Pol ist stoffschlüssig/irreversibel (gesichert)
- U1.1.1 Zellpol-Werkstoff verträgt nur begrenzt wiederholbare Fügezyklen (Hypothese)
- U1.1.2 Direktes Fügen Busbar→Pol koppelt Servicefall an die Zelle (Hypothese) → [Angriffspunkt]
- U1.1 Fügeverfahren zum Pol ist stoffschlüssig/irreversibel (gesichert)
- U2 Wärmeeintrag am Zellpol beim Fügen ist zu hoch (Hypothese)
- U2.1 Fügezone liegt direkt am thermisch empfindlichen Zellpol (gesichert)
- U2.1.1 Zellchemie/Dichtung ist temperaturempfindlich [unveränderlich] (gesichert)
- U2.1.2 Wärmepfad zwischen Fügestelle und Zellinnerem ist kurz → [Angriffspunkt] (Hypothese)
- U2.1 Fügezone liegt direkt am thermisch empfindlichen Zellpol (gesichert)
- U3 Kontaktwiderstand der lösbaren Stelle ist zu hoch/instabil über Lebensdauer (gesichert)
- U3.1 Kontaktkraft an der Trennstelle lässt nach (Setzen/Relaxation) (Hypothese)
- U3.1.1 Kraftgebendes Element relaxiert unter Temperatur/Zeit (gesichert)
- U3.1.2 Kontaktfläche oxidiert/fretting-korrodiert (gesichert)
- U3.1.2.1 Kontaktmaterialpaarung neigt zu Oxid-/Reibkorrosion → [Angriffspunkt] (gesichert)
- U3.2 Vibration/Relativbewegung an der Trennstelle (Hypothese)
- U3.2.1 Modul-Umgebung erzeugt Dauerschwingung [teils unveränderlich] (gesichert)
- U3.1 Kontaktkraft an der Trennstelle lässt nach (Setzen/Relaxation) (Hypothese)
- U4 Positioniertoleranzen führen zu Fehlausrichtung Busbar↔Pol (Hypothese)
- U4.1 Toleranzkette Zelle→Modul→Busbar summiert sich (gesichert) → [Angriffspunkt]
3. Verifikation gegen das Patent
- U1 / U1.1.2 — adressiert (abgeleitet, nicht explizit im Patent): Das Patent trennt Schweißen (Schweißteil 4 am Pol) von der lösbaren Steckklemmung zur Busbar (Reed-Nut 9, Klemmung < Steckblechdicke). Der Servicefall wird von der Zelle entkoppelt — Kernidee des Anspruchs. Explizit im Text steht nur die Struktur, nicht der „Service"-Zweck.
- U2.1.2 — nur Symptom-Milderung von U1: Da nur die Schweißplatte (nicht die Busbar) am Pol geschweißt wird, bleibt beim Fügen selbst Wärme am Pol; das Patent reduziert den Wärmeeintrag beim eigentlichen Zellpol-Schweißen nicht — es verlagert nur die spätere Busbar-Verbindung. → nicht adressiert für den Fügemoment.
- U3.1 — adressiert: Feder (11) und Reed (6) erzeugen definierte Klemmkraft; Anspruch nennt Spalt < Steckblechdicke → aufrechterhaltene Kontaktkraft. Langzeit-Relaxation (U3.1.1) wird jedoch nicht explizit gelöst.
- U3.1.2 / U3.1.2.1 — teilweise adressiert (nur abhängig): Anspruch 5 nennt Silberbeschichtung der Kontaktfläche → mildert Oxidation. Fretting unter Vibration nicht behandelt.
- U3.2 — nicht adressiert: Vibration/Relativbewegung an der Steckklemmung wird im Text nicht behandelt.
- U4.1 — adressiert: Positioniersäule (12) mit Boss (13), erstes (14) und zweites (15) Positionierloch sichern Lagegenauigkeit — explizit im Anspruch.
4. Angriffspunkte für die Umgehung
| Ursache | Warum das Patent sie NICHT löst | Umgehungsrichtung (funktional) | Sicherheit |
|---|---|---|---|
| U2.1.2 (Wärmepfad Fügestelle→Zelle beim Fügen) | Patent verlagert nur die Busbar-Verbindung; der Wärmeeintrag beim Pol-Schweißen selbst bleibt | Kaltfügeverfahren am Pol (z. B. mechanisch/kraftschlüssig statt schweißen) → macht Schweißteil (4) entbehrlich, ganz anderes Wirkprinzip; entfällt das Schweißen, entfällt das Anspruchsmerkmal | Hypothese |
| U3.2 (Vibration/Fretting an Trennstelle) | Klemmung mit Steckblech im Anspruch adressiert Vibration/Relativbewegung nicht | Fügestelle vibrationsfest ohne Steck-Reibpaarung (z. B. formschlüssige, relativbewegungsfreie lösbare Verbindung) → vermeidet Reed-Nut/Steckblech-Klemmung | Hypothese |
| U3.1.1 (Kraftverlust durch Relaxation) | Feder-Reed hält Kraft, Langzeit-Relaxation nicht explizit gelöst | Kontaktkraft ohne dauerbelastete Feder erzeugen (z. B. selbstnachstellende/materialredundante Kraftquelle) → ersetzt Feder (11)/Reed (6) durch anderes Wirkprinzip | Hypothese |
| U4.1 (Toleranzkette) | Patent löst per starrem Positionier-Boss/Loch — begrenzt gegenüber summierter Toleranzkette | Toleranzausgleich durch nachgiebige/schwimmende Kontaktgeometrie statt Positionierstift+Löcher → entfällt Merkmal (12)–(15) | Hypothese |
Hinweis: Der Kern des unabhängigen Anspruchs (U1.1.2 – lösbare Verbindung durch Trennung von Schweißen und Stecken) ist zentral gelöst. Umgehungen dort sind riskant (Äquivalenz). Aussichtsreicher sind die tieferen unbehandelten Ursachen U2.1.2, U3.2, U3.1.1 — sie erlauben grundsätzlich andere Wirkprinzipien, die zugleich mehrere Anspruchsmerkmale entfallen lassen. Rechtsstand des Patents (anhängig) und aller Zitate ist anwaltlich (FTO) zu prüfen; „bekannt/anhängig" ≠ „frei".
Claim-Chart: CN 111326700 A
Anspruch 1 (einziger unabhängiger Anspruch)
Funktionshierarchie:
- Hauptfunktion: Lösbare, dauerhaft angepresste elektrische Verbindung Zellpol ↔ Busbar ohne Direktschweißung der Busbar
- Direkt dienend: Schweißplatte (4/5), Reed-Feder-Klemmung (6/9/10-Spalt), Steckblech (10)
- Hilfs-/Unterfunktion (beste Angriffspunkte): Feder (11) mit Vorsprung, Positioniersäule (12)/Boss (13), Positionierlöcher (14/15), 4-Eck-Stud-Fixierung (8)
| Nr. | Merkmal (knapp) | Funktion | Wesentlich? | Erste Umgehungsidee |
|---|---|---|---|---|
| M1 | Busbar (1) mit unterem Steckblech (10) | Kontaktzunge zum Einstecken | ja | Kontakt nicht als eingestecktes Blech, sondern als aufliegende/verschraubte Fläche → kein „inserting piece" |
| M2 | Schweiß-Adapterplatte (2) mit Busbar verbunden | Trägt Schweißplatte | ja | Direktverbindung Busbar↔Pol ohne separate Adapterplatte |
| M3 | Schweißplatte (3) = Schweißteil (4) am Pol + Anschlussteil (5) an Busbar | Trennt Schweiß- von Steckverbindung | ja | Funktionstrennung aufheben: eine Fläche für beide Funktionen |
| M4 | Reihenfolge unten→oben: Anschlussteil (5), Reed (6), Unterlegplatte (7) | Sandwich für Klemmung | ja | Klemmung ohne Reed-Sandwich (z. B. Käfigzugfeder, Schneidklemme) |
| M5 | (5),(6),(7) fest über vier Eck-Studs (8) verbunden | Fixierung des Stapels | teilw. | Andere Fügung: 2 Studs, Nieten, Laserschweißen, Clinchen (≠ vier Studs an Ecken) |
| M6 | Reed-Nut (9) in Reed-Mitte, Spalt < Steckblechdicke (10) | Erzeugt Klemmkraft am eingesteckten Blech | ja | Klemmkraft NICHT über Nut mit Untermaß-Spalt, sondern über separates Federelement/Bolzen |
| M7 | Vorsprung im Nut-Zentrum fixiert ein Federende (11) | Federverankerung | nein (Hilfs) | Feder anders lagern; Vorsprung entfällt |
| M8 | Feder (11) | Zusätzliche Andrück-/Positionierkraft | teilw. | Klemmkraft allein aus Reed → Feder (11) entfällt = fehlendes Merkmal |
| M9 | Positioniersäule (12) am anderen Federende, Kopf mit Boss (13) | Lageführung/Zentrierung | nein (Hilfs) | Positionierung über Gehäuse/Rahmen statt federgetragener Säule |
| M10 | Erstes Positionierloch (14) in Unterlegplatte (7), passend zu Boss (13) | Positionierung | nein (Hilfs) | Formschluss über Außenkontur statt Loch-Boss |
| M11 | Zweites Positionierloch (15) oben in Busbar, korrespondierend zu (14) | Deckungsgleiche Zentrierung | nein (Hilfs) | Positionierung ganz ohne korrespondierende Löcher |
Kernwidersprüche je unabhängigem Anspruch
Anspruch 1
- Technischer Widerspruch: Verbessert man die Servicefreundlichkeit/Demontierbarkeit (M1/M6: gesteckt statt geschweißt), verschlechtert sich der dauerhaft definierte Kontaktdruck und die Positioniersicherheit — deshalb der Aufwand mit Reed-Klemmung (M6), Zusatzfeder (M8) und dreifacher Positionierung (M9–M11). Umgehung: eine Kontaktarchitektur wählen, die Andruck und Lagesicherung anders koppelt.
- Physikalischer Widerspruch: Die Verbindung Busbar↔Pol soll lösbar sein (Steckblech M1, kein Direktschweißen) UND fest/dauerhaft angepresst (M6 Spalt < Blechdicke). Das Patent löst dies räumlich getrennt (Schweißen unten am Pol M3/M4, Klemmen oben am Blech M6). Umgehung greift genau diese räumliche Trennung an (M3 aufheben oder M6 durch anderes Wirkprinzip ersetzen).
Abhängige Ansprüche als Rückzugspositionen
- Anspruch 2 – Nut in der Positioniersäule (12), in die die Feder (11) eingesteckt wird. Zeigt: Feder-Säule-Kopplung ist ein gewollter Kernaspekt. Eine Umgehung, die Feder (11) und Säule (12) beibehält und nur die Fügeart variiert, ist fragil.
- Anspruch 3 – Sichtloch (16) im Schweißteil (4). Prozess-/Prüfmerkmal (Schweißkontrolle). Wer M4 mit Sichtloch übernimmt, läuft hier hinein.
- Anspruch 4 – Fase am vorderen Ende des Steckblechs (10). Bestätigt das Steckblech als Kern; die Fase ist Einführhilfe. Wer M1 (Steckblech) beibehält, sollte auch dieses Merkmal meiden.
- Anspruch 5 – Silberbeschichtung der Kontaktfläche (5)↔(10). Reines Oberflächenmerkmal — leicht umgehbar (andere Beschichtung/keine), schützt aber nicht vor Anspruch 1.
Fazit: Die Rückzugslinie liegt klar auf Feder-Säule-Klemmung (2) und Steckblech (1/4). Eine robuste Umgehung sollte NICHT nur knapp an Anspruch 1 vorbeigehen, sondern das gesteckte Blech (M1) und/oder das Reed-Nut-Klemmprinzip (M6) grundsätzlich verlassen.
Äquivalenz-Fallen
- „Andere Feder statt Reed" (M6→andere Federform): Wird die Klemmkraft weiter durch ein federndes Element auf ein eingestecktes Blech mit Untermaß-Spalt erzeugt, ist das gleiche Funktion/Wirkung/Weg → wahrscheinlich äquivalent = Verletzung. Nur ein anderes Wirkprinzip (z. B. Schneid-Klemm-IDC, Verschraubung, formschlüssiger Bajonett) trägt.
- „Drei oder fünf Studs" statt vier (M5): Reine Zahländerung bei gleicher Funktion (Stapelfixierung) ist typischer Äquivalenzfall. Trägt nur, wenn die feste Sandwich-Fügung ganz durch ein anderes Prinzip ersetzt wird.
- Positionierung „Boss unten statt oben" / Loch↔Zapfen vertauscht (M9–M11): Kinematische Umkehr bei gleicher Zentrierfunktion → meist äquivalent. Echte Umgehung braucht Positionierung über einen anderen Träger (Modulrahmen/Gehäuse), nicht über die federgetragene Säule.
- „Adapterplatte weglassen, aber Blech an Busbar anschweißen und Klemmzunge behalten": Wenn Funktionstrennung Schweißen/Klemmen erhalten bleibt, kann M2/M3 als äquivalent gewertet werden. Sicherer ist, die Funktionstrennung selbst aufzugeben.
- Silber→Nickel/Zinn (Anspruch 5): Umgeht nur den abhängigen Anspruch, NICHT Anspruch 1 — keine tragfähige Umgehung des Kerns.
Hinweis: Rechtsstand CN 111326700 A = anhängig, keine Erteilung/Erlöschen in INPADOC erkennbar → als potenzielles Schutzrecht behandeln. Zitierte Nachbarpatente sind hier nicht gelistet; deren FTO ist gesondert anwaltlich zu prüfen. Dies ist eine technische Interpretation zur Ideenfindung, kein Rechtsrat.
Trimming-Rangfolge
| Rang | Merkmal | Kurzbegründung |
|---|---|---|
| 1 | M6 (Reed-Nut, Spalt < Blechdicke) | Kern-Klemmprinzip — bricht man es, entfällt M1/M8 gleich mit; höchster Hebel |
| 2 | M1 (Steckblech als Kontaktzunge) | Objekt der Klemmung; verschwindet mit anderem Kontaktprinzip → M6/M8 folgen |
| 3 | M4 (Sandwich Anschlussteil-Reed-Unterlegplatte) | Nur nötig, wenn Reed-Klemmung existiert; abhängig von M6 |
| 4 | M2 (Schweiß-Adapterplatte) | Reines Zwischenglied; Supersystem/Direktfügung kann übernehmen |
| 5 | M3 (Schweißplatte trennt Schweiß/Steck) | Funktionstrennung; entfällt bei Kaltfügen am Pol |
M1 — Busbar mit unterem Steckblech als Kontaktzunge
- Beste Trimming-Variante: Regel A — entfällt das Klemm-/Steckprinzip (M6), verschwindet das Objekt „einsteckbare Zunge". Kontakt wird als aufliegende, verschraubte oder verstemmte Fläche ausgeführt (kein „inserting piece"). Träger Steckblech entfällt.
- Das Loch danach: Ohne Steckzunge fehlt die werkzeuglose Demontierbarkeit — aber Kontaktkraft muss trotzdem definiert bleiben.
- Reparatur: Prinzip 13 (Funktionsumkehr) + SL Klasse 5 (Stoff weglassen): Kontakt über plane Flächenpressung mit einer zentralen Klemmschraube/Exzenter statt Blech-in-Nut. Kraft aus Schraubvorspannung, nicht aus Federzunge.
- Äquivalenz-Check: Kein eingestecktes Blech, keine Untermaß-Klemmung → anderer Kraftweg (axiale Schraubvorspannung statt radiale Federklemmung). Nicht-äquivalent.
M2 — Schweiß-Adapterplatte mit Busbar verbunden
- Beste Trimming-Variante: Regel C — die Busbar selbst (bereits im System) trägt das Schweißteil direkt; separate Adapterplatte entfällt. Alternativ übernimmt der Modulrahmen (Supersystem) die Trägerfunktion.
- Das Loch danach: Ohne Adapterplatte gelangt Schweißwärme näher an die Busbar; Funktionstrennung Schweiß/Steck droht wegzufallen.
- Reparatur: Prinzip 24 (Vermittler) nur thermisch: schmaler wärmedrosselnder Steg (lokale Querschnittsverjüngung, Prinzip 3) statt vollflächiger Platte. Kein separates Bauteil, sondern Geometrie der Busbar.
- Äquivalenz-Check: Kein eigenständiges „Adapterplatte"-Bauteil mehr; Funktion in die Busbar-Geometrie integriert (Prinzip 5 Vereinen) → Merkmal entfällt strukturell, nicht nur umbenannt.
M3 — Schweißplatte: Schweißteil am Pol + Anschlussteil an Busbar
- Beste Trimming-Variante: Regel X — die Ursache U2.1.2 (Wärmepfad zur Zelle) wird durch Kaltfügen am Pol beseitigt (mechanisches Kraft-/Formschlussfügen statt Schweißen). Dann ist ein „Schweißteil" gegenstandslos → Schweißplatte und ihre Zweiteilung entfallen ersatzlos.
- Das Loch danach: Kaltfügen am Pol muss dauerhaft niederohmig bleiben (U3.1.1 Relaxation, U3.2 Fretting).
- Reparatur: SL Klasse 2 Feld-Wechsel (mechanisch→formschlüssig): kaltverpresster Bördel-/Crimp- oder Schneidklemmkontakt am Pol mit gasdichter Kaltverschweißung der Mikrokontakte; Prinzip 28 (Mechanik durch andere Mittel — Kaltpressschweißung durch Druck statt Wärme).
- Äquivalenz-Check: Keine thermische Fügezone, kein zweigeteiltes Schweißblech → die geschützte Schweiß/Steck-Trennung existiert nicht mehr. Funktion (Wärmeschutz) über anderes Wirkprinzip. Nicht-äquivalent.
M4 — Stapel Anschlussteil → Reed → Unterlegplatte (unten→oben)
- Beste Trimming-Variante: Regel A — mit Wegfall des Reed-Klemmprinzips (M6) ist kein Sandwich zur Federaufnahme mehr nötig; die Stapelfolge entfällt.
- Das Loch danach: Ohne Sandwich fehlt die mechanische Fixierung der Kontaktpartner zueinander.
- Reparatur: SL Klasse 5 (Selbstorganisation) + Prinzip 25 (Selbstbedienung): einteiliger Klemmkörper (Käfigzug- oder Spreizhülse), der Kontaktfläche und Kraft in EINEM Element vereint — keine gestapelten Einzellagen.
- Äquivalenz-Check: Keine drei geschichteten Teile, keine Reed-Zwischenlage → definierter Stapelaufbau entfällt. Nicht-äquivalent.
M6 — Reed-Nut mit Spalt < Steckblechdicke
- Beste Trimming-Variante: Regel X (tiefere Ursache) — die Klemmfunktion existiert nur, weil überhaupt ein Blech gesteckt wird (M1). Ersetzt man den Kontakt durch Flächenpressung per Schraube/Exzenter (siehe M1), entfällt Nut-mit-Untermaß-Spalt ersatzlos. Keine Regel-A/B/C tragfähig, wenn man am Steckprinzip festhält — dann ist nur Substitution möglich. Echtes Trimming gelingt nur zusammen mit M1.
- Das Loch danach: Ohne selbsttätige Federklemmung muss die Kontaktkraft aktiv erzeugt und gegen Relaxation (U3.1.1) gesichert werden.
- Reparatur: SL Klasse 2 Dynamisierung + Prinzip 36 (Phasenübergang)/Prinzip 37 (thermische Ausdehnung): Tellerfeder-Paket oder SMA-/thermisch nachstellendes Element unter der Schraube hält Vorspannung selbstnachstellend — Kraft axial, nicht als Nut-Klemmung. Fretting (U3.2) durch relativbewegungsfreien Schraubkontakt eliminiert.
- Äquivalenz-Check: Keine Nut, kein Untermaß-Spalt, keine radiale Federklemmung an einem Blech → grundlegend anderer Kraftweg (axiale Vorspannung + Tellerfeder-Nachstellung). Nicht-äquivalent, verlässt das geschützte Klemmprinzip vollständig.
Kompakt-Fazit: Der tragende Trimming-Cluster ist M6 + M1 gemeinsam: Verlässt man das gesteckte Blech mit Untermaß-Nut-Klemmung zugunsten einer planen, schraub-/exzentervorgespannten Flächenpressung mit selbstnachstellender Tellerfeder und ersetzt zusätzlich das Pol-Schweißen durch Kaltfügen (M3/M2), entfallen M1, M2, M3, M4, M6 gemeinsam — der unabhängige Anspruch 1 ist nach der Alle-Merkmale-Regel nicht mehr verwirklicht. Rechtsstand/FTO aller genannten Nachbarlösungen (Crimp-, SMA-, Käfigzug-Kontakte) ist gesondert anwaltlich zu prüfen; „bekannt" ≠ „frei".
How-Why-Kette des Anspruchs
- WARUM (oberster Nutzen): Elektrische Energie zwischen Zelle und Modul sicher übertragen
- WARUM: Zellpol ↔ Busbar dauerhaft niederohmig verbinden
- WIE/WARUM: Verbindung lösbar (reparierbar/austauschbar) statt direkt verschweißt gestalten
- WIE: Kontakt als gestecktes Blech ausführen → M1 (Steckblech), M4 (Sandwich als Aufnahme)
- WIE: Dauerhaften Kontaktdruck aufs Blech aufbringen → M6 (Reed-Nut, Spalt < Blechdicke), M8 (Zusatzfeder)
- WIE: Feder verankern & führen → M7 (Vorsprung), M9 (Positioniersäule/Boss)
- WIE: Blech lagegenau positionieren → M10, M11 (korrespondierende Positionierlöcher)
- WIE: Dauerhaften Kontaktdruck aufs Blech aufbringen → M6 (Reed-Nut, Spalt < Blechdicke), M8 (Zusatzfeder)
- WIE: Schweißen nur pol-seitig, entkoppelt von Busbar → M2 (Adapterplatte), M3 (Schweißplatte: Schweißteil+Anschlussteil), M5 (4-Stud-Fixierung)
- WIE: Kontakt als gestecktes Blech ausführen → M1 (Steckblech), M4 (Sandwich als Aufnahme)
- WIE/WARUM: Verbindung lösbar (reparierbar/austauschbar) statt direkt verschweißt gestalten
- WARUM: Zellpol ↔ Busbar dauerhaft niederohmig verbinden
Kern: Der Anspruch koppelt „lösbar" (Steckblech M1) und „dauerhaft angepresst" (Reed-Klemmung M6) durch räumliche Funktionstrennung — Schweißen unten am Pol, Klemmen oben am Blech.
Alternative Wie-Äste
| Warum-Ebene | Alternativer Weg (funktional) | Vermeidet | Äquivalenz-Kurzurteil |
|---|---|---|---|
| Energie übertragen | Busbar direkt an Pol verschweißen/laserbonden (keine Lösbarkeit) | M1–M11 komplett | Anderes Prinzip (stoffschlüssig) — verlässt Nutzenast „lösbar", großer Umbau |
| Lösbar verbinden | Verschraubung: Busbar-Auge auf Pol-Gewindebolzen, Mutter | M1,M4,M6,M8,M10,M11 | Ja, Kraftschluss statt Federklemmung — sehr weit weg |
| Lösbar verbinden | Bajonett/Formschluss-Schnellverschluss Pol↔Busbar | M1,M6,M8 | Ja, Formschluss statt Einsteck-Klemmung |
| Kontakt gestaltet | Aufliegende Flächenkontakt unter Federscheibe/Tellerfeder-Schraube (kein eingestecktes Blech) | M1,M6 | Ja, Andruck normal zur Fläche statt seitliche Blechklemmung |
| Kontaktdruck aufbringen | Käfigzug-/Push-in-Federklemme (Klemmleiste) nimmt Rundleiter/Stift | M6 (Reed-Nut),M7,M8 | Ja, wenn kein eingestecktes Blech mit Untermaß-Spalt — anderes Wirkprinzip |
| Kontaktdruck aufbringen | Schneid-Klemm-Kontakt (IDC) | M6,M7,M8 | Ja, Isolationsdurchdringung — klar anderes Prinzip |
| Kontaktdruck aufbringen | Andere Federform (Wellfeder) klemmt dennoch eingestecktes Blech | — | Nein — Äquivalenzfalle (Funktion/Wirkung/Weg gleich) |
| Feder führen/verankern | Positionierung über Modulrahmen/Gehäusegeometrie statt federgetragener Säule | M9,M10,M11 | Ja, anderer Träger — aber löst M1/M6 nicht |
| Blech positionieren | Loch↔Zapfen vertauscht / Boss unten | — | Nein — kinematische Umkehr = äquivalent |
| Schweißen entkoppeln | Busbar-Ende direkt an Pol schweißen, Klemmzunge behalten | M2,M3 (evtl.) | Riskant — Funktionstrennung bleibt, ggf. äquivalent |
| Stapel fixieren | Nieten/Clinchen/2 Studs statt 4 Eck-Studs | M5 | Nein allein — reine Zahl-/Fügeartänderung äquivalent |
Die 2–3 stärksten Äste
-
Verschraubung mit Federscheibe/Tellerfeder (Ebene „lösbar verbinden") — Kraftschluss senkrecht zur Kontaktfläche statt seitliche Blechklemmung. Vermeidet M1, M4, M6, M8, M10, M11 gleichzeitig; verlässt sowohl Steckblech als auch Reed-Nut-Prinzip. Technisch etabliert, servicefreundlich, definierter Andruck über Anzugsmoment. Strukturell weit vom Wortlaut.
-
Käfigzug-/Push-in-Federklemme für Rundstift statt eingestecktes Blech (Ebene „Kontaktdruck") — Behält Lösbarkeit und Federandruck (Nutzen), nutzt aber ein anderes Kontaktgeometrie-/Wirkprinzip (Rundleiter in Klemmschacht, kein Blech mit Untermaß-Spalt). Vermeidet M6/M7/M8 und — bei Rundstift — M1. Wichtig: kein flaches Steckblech verwenden, sonst Äquivalenz-Risiko.
-
Bajonett-/Formschluss-Schnellverschluss Pol↔Busbar (Ebene „lösbar verbinden") — Lagesicherung und Halt durch Formschluss (Verdrehen/Einrasten), Andruck über Rampengeometrie statt Federklemmung. Vermeidet M1, M6, M8 und die gesamte Positionierlogik M9–M11. Größerer Neukonstruktionsaufwand, aber maximaler Abstand zum Anspruch.
Ehrliche Einordnung: Alle drei verlassen die räumliche Funktionstrennung Schweißen/Klemmen, die den physikalischen Widerspruch des Patents trägt — das ist der strukturell sicherste Hebel. Umgehungen, die nur Federform, Studzahl oder Loch/Zapfen-Orientierung ändern (M5, M7, M9–M11), tragen nicht allein. FTO der Nachbarpatente (Federklemmen-, Schraubkontakt-Patente) ist gesondert anwaltlich zu prüfen — „bekannt ≠ frei".
Relevante Trendlinien
| Nr + Name | Aktuelle Stufe der Patentlösung | Kurzbegründung |
|---|---|---|
| 4 Trimmungsgrad | 1 (ungetrimmt) | Sehr viele Einzelteile (Reed, Feder, Studs, Unterlegplatte, 2 Positionierlöcher) für eine Kontaktfunktion — hoher Trimmhebel. |
| 8 Dynamisierung | 4 (elastisch) | Klemmung/Andruck über mechanische Federelemente (Reed M6, Feder M8) — Sprung zu feldbasiert (6) möglich. |
| 11 Fluss (Energie) | 2 (durchgängiger Fluss) | Strompfad Pol→Schweißteil→Steckblech geht über mechanische Klemmstelle mit Übergangswiderstand — Weg zu verlustarm/selbstreguliert. |
| 3 System-Vollständigkeit | 2 (4 Teile vorhanden) | Rein passive Mechanik, keine Steuerung/Sensorik — kann internes Feedback aufnehmen. |
| EL11 Makro→Mikro | 1 (Makro/Monolith) | Kontakt als starres Makro-Blech-Interface; Übergang zu Mikro-/Materialkontakt (Sintern, LMPA) möglich. |
Linie 4 — Trimmungsgrad
- Patentlösung heute: Stufe 1 (ungetrimmt) — separate Komponenten für jede Teilfunktion: Reed (M6), Feder (M8), vier Eck-Studs (M5), Unterlegplatte, zwei Positionierlöcher (M10/M11).
- Nächste Stufe für DIESES Problem: Stufe 3–4 (stark getrimmt / Funktion ohne eigene Komponente) — die Klemmkraft wird direkt in ein einteiliges, materialelastisches Kontaktblech verlegt: ein einziger, gebogener Kontaktfederschenkel aus dem Busbar- oder Schweißplattenmaterial selbst (integrierte Fingerkontakt-/Louvered-Struktur). Kein Reed, keine separate Schraubenfeder, keine Studs, keine Unterlegplatte; Positionierung über Formschluss der Blechkontur.
- Warum außerhalb des Anspruchs: Entfallen M5 (vier Studs), M6 (Reed-Nut mit definiertem Spalt), M7 (Vorsprung), M8 (separate Feder), M9 (Positioniersäule) — die Kraft entsteht materialimmanent statt durch Reed+Feder. Anderes Wirkprinzip (Eigenelastizität eines Bauteils statt Baugruppe) → nicht äquivalent.
- Reifegrad-Ehrlichkeit: Realistisch — Lamellenkontakte/Louvertac-Bänder und CuBe-Kontaktfedern sind Serienstand. Auslegung auf definierte Kontaktkraft über Lebensdauer (Relaxation, Vibration) ist die Ingenieuraufgabe.
Linie 8 — Dynamisierung
- Patentlösung heute: Stufe 4 (elastisch) — Andruck über elastische Metallelemente (Reed M6, Feder M8).
- Nächste Stufe für DIESES Problem: Stufe 6 (feldbasiert) — Kontaktsicherung/Andruck über ein Feld statt mechanischer Feder: z. B. Dauermagnet-gehaltene Kontaktflächen (magnetischer Andruck der Kontaktzunge) oder ein stoffschlüssiger Niedertemperatur-Fügekontakt (Low-Melting-Point-Alloy / leitfähiger Sinterkontakt), der nach dem Stecken den Spalt selbst schließt.
- Warum außerhalb des Anspruchs: Kein Reed-Nut-Spalt (M6), keine mechanische Feder (M8), keine gestapelte Studs-Baugruppe (M4/M5). Die Kraft/Verbindung wird durch Magnetfeld bzw. Stoffschluss erzeugt — grundlegend anderer Wirkmechanismus → nicht äquivalent.
- Reifegrad-Ehrlichkeit: Magnetkontakt eher Nische (Streufeld, Haltekraft bei Vibration/Temperatur kritisch). LMPA/Sinterkontakt technisch verfügbar, aber Reversibilität (Service) und Alterung prüfen — teilweise verliert man die vom Patent gewollte Lösbarkeit.
Linie 11 — Fluss-Verbesserung (Energie/Strom)
- Patentlösung heute: Stufe 2 (durchgängiger Fluss) — Strom fließt über eine gedrückte Klemmstelle (M6/M8) mit endlichem Übergangswiderstand und Erwärmungsrisiko.
- Nächste Stufe für DIESES Problem: Stufe 3–4 (verlustarm/geführt → selbstreguliert) — flächiger Mehrpunkt-Kontakt mit selbstreinigender Reibbewegung (Wischkontakt) oder Kontaktfläche mit verteilten Mikro-Kontaktpunkten (statt einer Klemmzone), ggf. mit temperaturabhängig nachstellendem Kontaktdruck (Bimetall-/SMA-Element), das den Andruck bei Erwärmung selbst regelt.
- Warum außerhalb des Anspruchs: Ersetzt die singuläre Reed-Nut-Klemmung (M6) und die Feder (M8) durch verteilte/selbstregelnde Kontaktgeometrie. Silberbeschichtung (Anspruch 5) allein wäre äquivalent — die verteilte, feldnahe Kontaktführung ist es nicht.
- Reifegrad-Ehrlichkeit: Wischkontakte/Mehrpunktkontakte Serienstand. SMA-Nachstellung technisch machbar, aber Kosten/Alterung/Qualifizierung im Batterie-Sicherheitsumfeld aufwendig — mittlere Reife.
Linie 3 — System-Vollständigkeit
- Patentlösung heute: Stufe 2 (4 Teile vorhanden) — rein passive Mechanik ohne Steuerung/Sensorik.
- Nächste Stufe für DIESES Problem: Stufe 3 (Steuerung intern) — der Kontakt bekommt eine integrierte Zustandsüberwachung: die Kontaktzone selbst ist Sensor (Kontaktwiderstands-/Temperaturmessung am Übergang), Rückmeldung an das BMS. Andrucksicherung erfolgt über die Sensorik-getriggerte Auslegung, nicht über die starre Positionier-Boss-Geometrie.
- Warum außerhalb des Anspruchs: Positionierung/Sicherung nicht mehr über Boss + zwei fluchtende Positionierlöcher (M9/M10/M11), sondern funktional über Messung/Regelung. Entfall der geometrischen Positionierkette → nicht äquivalent zu M9–M11.
- Reifegrad-Ehrlichkeit: Widerstands-/Temperaturüberwachung im BMS ist Stand der Technik; Integration direkt in die Kontaktstelle ist realistisch, erhöht aber Teilekosten und Verdrahtung. Löst nicht allein die mechanische Umgehung — Kombination mit Linie 4 empfohlen.
Linie EL11 — Makro → Mikro
- Patentlösung heute: Stufe 1 (Makro/Monolith) — starre Makro-Blechkontakte, Kraftschluss über Reed/Feder.
- Nächste Stufe für DIESES Problem: Stufe 3–5 (Pulver/Poren → molekular/Feld) — Kontakt über leitfähige Sinterschicht, Nano-Silber-Sinterpaste oder leitfähiges Elastomer/Gel in der Fügezone: stoffnaher Mikrokontakt füllt Rauheitstäler und senkt Übergangswiderstand, ohne definierten Klemmspalt.
- Warum außerhalb des Anspruchs: Kein Reed-Nut-Spalt < Steckblechdicke (M6), keine mechanische Feder (M8). Kontaktbildung auf Materialebene statt makroskopischer Klemmkraft → nicht äquivalent.
- Reifegrad-Ehrlichkeit: Ag-Sinter im Leistungsmodulbau etabliert; leitfähige Gele für Kontakte weniger reif (Kriechen, Alterung, Stromtragfähigkeit). Reversibilität für Service oft eing
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Gestaltungsspielraum gegenüber dem Zielpatent (aus den Rückwärtszitaten)
Die Rückwärtszitate zeigen: Der Grundgedanke „lösbare/gesteckte Busbar-Verbindung statt Direktschweißen" war vor dem Zielpatent breit bekannt. Der Anspruch 1 des Zielpatents ist daher eng und nur durch seine sehr spezifische Merkmalskombination getragen — nicht durch das allgemeine Prinzip. Konkret bekannt:
- Trennung Adapter/Schweißteil zum Pol + lösbare Verbindung zur Busbar: CN107452930 (Adapter am Pol, lösbare Schraubverbindung, Positioniernut), CN106784562 (erstes/zweites Verbindungsstück + Schweißlage), CN209626264U (Adapterblech am Pol geschweißt). → Das Konzept „schweißen an Pol, stecken/lösen an Busbar" ist Stand der Technik.
- Steck-/Klemmkontakt mit Federkontakten: US20150171401 (Socket-Terminal mit elastischen Kontaktzungen), US20180131047 (Steckterminals). → Federnde Steckkontakte als solche sind bekannt.
- Positionierhilfen (Boss/Loch, Kalebassenloch, Stufenzapfen): CN206742321U (Kalebassenloch + Stufenzapfen), CN209626264U. → Positionierung durch Zapfen/Loch ist bekannt.
- Schienengeführte / verschiebbare Busbar-Einheiten: CN105940523 (Rail + Bus-bar-Units).
- Flexible/tolerierende Verbindung: CN203406359U, US20190280278, CN208208864U (Schraub-/Flexanschlüsse).
Folge: Das Zielpatent ist gerade nicht durch das Prinzip geschützt, sondern durch die konkrete Ausführung: Reed mit Reed-Nut, Spaltmaß < Steckblechdicke (Klemmung), vier Eck-Studs (8), mittiger Feder-Vorsprung (11), Positioniersäule mit Boss (13) + zwei korrespondierende Löcher (14/15). Wer diese spezifische Anordnung meidet, hat gegenüber CN111326700 Spielraum.
Wirklich frei nutzbar ist davon nur JP2005093393 (Laufzeit abgelaufen → Klemm-/Ringterminal-Prinzip mit U-Kontaktflächen). Alle anderen bekannten Ansätze sind bekannt, aber nicht frei (siehe unten).
Aktive Schutzrechte — in KEINES hineinlaufen (Vorwärts- UND Rückwärtszitate!)
Frei / sehr wahrscheinlich nutzbar:
- JP2005093393 — Laufzeit abgelaufen → frei (Familienmitglieder anwaltlich prüfen).
Anwaltlich zu prüfen (nicht als frei annehmen):
- CN203406359U, CN106784562 — „Hinweis auf Erlöschen" → Rechtsstand prüfen, vorerst als mögliche Barriere behandeln.
Aktive Barrieren — Umgehung darf NICHT hineinlaufen:
Rückwärtszitate (in Kraft / anhängig):
- CN107452930 (in Kraft) — blockiert die Richtung „Adapter am Pol + lösbare Verbindung mit Positioniernut am umgebogenen Ende". Wenn deine Umgehung Direktschweißen durch genau so einen Adapter mit Positioniernut ersetzt, läufst du hier hinein. → Vorsicht bei Schraub-/Nut-Positionierung.
- CN106784562 (Erlöschen prüfen) — erstes/zweites Verbindungsstück + Schweißlage, Eingesteckt/vernietet. Blockiert die Richtung „gestecktes + verschweißtes Zwischenstück".
- CN209626264U (in Kraft) — Adapterblech am Pol geschweißt unter Deckel. Blockiert „geschweißtes Adapterblech + Pol-Durchführung".
- CN206742321U (in Kraft) — Kalebassenloch + Stufenzapfen als Busbar-Adapter-Befestigung. → Meide diese konkrete Positionier-/Rastgeometrie.
- CN105940523 (in Kraft) — Schienengeführte, verschiebbare Bus-bar-Units. Blockiert die Ausweichrichtung „Rail-geführte Busbar".
- CN109390537 (in Kraft) — Leitermodul mit Folien-Wiring + Aufnahmen. Blockiert „Flachleiter-/Folienverdrahtungs"-Ausweich.
- CN109671897, KR20150031093, JP2019530193 (anhängig → vorsorglich Barriere) — schweißfreies Modul / Busbar mit Durchführungen / Magnetkontakt. Prüfen bei magnetischer bzw. reiner Steck-Ausweichlösung.
- CN110492031 (in Kraft), CN208208864U (in Kraft), JP2013114943 (in Kraft) — demontierbares Modul / Schraub-Cu-Al-Verbinder / Modul-Verspannung. Randbarrieren für Modul-/Verschraubungslösungen.
Vorwärtszitate (Nachbarn, in Kraft):
- CN115172995 — Rast-/Klemmverbindung: zweites Verbindungsstück zwischen zwei benachbarten ersten Verbindungsstücken geklemmt, Rastvorsprung + Loch. → Blockiert die naheliegendste Ausweichrichtung „Klemmung ohne Feder durch Einrasten zwischen zwei Adapterblechen". Kritischster Nachbar für jede rastbasierte Umgehung.
- CN115799952 — Busbar-Montagewerkzeug/Positionierung. Blockiert werkzeuggestützte Positionier-Ausweichlösungen; für die reine Verbindungsstruktur weniger relevant.
Konsequenz für die Umgehung
Der Korridor liegt außerhalb der spezifischen Zielpatent-Merkmalskombination und außerhalb der Rast-/Klemm-Nachbarn (v. a. CN115172995) und der Adapter-mit-Positioniernut-Rechte (CN107452930, CN206742321U).
Erfolgversprechende Stoßrichtungen (mind. ein wesentliches Merkmal des Zielanspruchs durch anderes Wirkprinzip ersetzen):
-
Klemmprinzip wechseln — nicht Reed-Nut mit Spalt < Blechdicke. Statt gefederter Reed-Nut-Klemmung z. B. stoffschlüssige oder direkt schweißende Busbar-Anbindung ohne Steckblech-Klemmung — aber nicht in CN106784562/CN209626264U-Geometrie. Alternativ Kontaktdruck über Ringklemme/U-Kontakt nach dem abgelaufenen JP2005093393 (frei) — dann fehlen Steckblech, Reed-Nut und Spaltbedingung des Zielpatents.
-
Positionierung anders lösen. Kein Boss (13) + zwei korrespondierende Löcher (14/15) und kein Kalebassenloch/Stufenzapfen (CN206742321U). Stattdessen z. B. formschlüssige Randfixierung/Anschlag am Gehäuse — Positionierprinzip vom Anspruch entkoppeln.
-
Federfunktion eliminieren oder verlagern. Der Zielanspruch verlangt Feder (11) mittig im Nut-Vorsprung. Eine Umgehung ohne diese mittige Federfixierung (z. B. definierter Kontaktdruck über elastische Kontaktzungen am Terminal wie US20150171401 — aber das ist selbst zu prüfen) oder über Schraubvorspannung (Achtung CN107452930/US20190280278) meidet Merkmal (11).
-
**Studs-Aufbau vermeiden
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Hinweis zur Quellenlage
Die bereitgestellten Web-Treffer enthalten kaum einschlägiges Material zur konkreten Kernfunktion des Zielpatents (lösbare Feder-Klemm-Verbindung zwischen Busbar und Zellpol). Verwertbar sind nur die Fügetechnik-Publikationen [14]–[18] sowie eine physikbasierte Modul-Analyse [13]. Die Docker-/Softwaretreffer [1]–[12] und die chinesischsprachigen Bau-/Mess-Treffer [19]–[24] sind thematisch irrelevant (Bildanalyse, Packer, HLK-BIM, Geschützrohr-Temperaturmessung). Ich kennzeichne daher klar, wo Aussagen aus den Treffern belegt sind und wo ich auf allgemeines Fachwissen zurückgreife (ohne erfundene URLs).
Alternative Lösungsansätze (real existierend)
Kernfunktion = elektrische Verbindung Zellpol ↔ Busbar. Die in den Treffern belegten Verfahren zeigen mehrere Wirkprinzipien, die den Patent-Kern (Schweißplatte + Reed-Nut-Steckklemmung) umgehen können:
a) Direktes Laserstrahl-Schweißen Tab-/Terminal-zu-Busbar (stoffschlüssig, ohne Steckklemmung) Laserschweißen von Tab-zu-Busbar und Busbar-zu-Zellterminal ist gängiger Stand der Technik für EV-Batteriepacks [Dual-mode laser beam welding, 2024, S2666330924000669] [Laser welding thick busbar to 21700, 2024, jmrt.2024.10.012]. Dieser Ansatz entfällt komplett die Reed-Nut/Steckblech-Klemmung des Patents (Merkmale 6, 9, 10, 11) — es gibt keine lösbare Klemmung, sondern eine Schweißnaht. Damit wird der Patent-Kern (Trennung Schweißen/Stecken) NICHT verwirklicht.
- Trade-off: löst U1 (Lösbarkeit) NICHT und adressiert U2.1.2 (Wärmeeintrag am Pol) nur bedingt.
- Beam-Wobbling / High-Brightness-Laser reduziert nachweislich Wärmeeintrag und spröde intermetallische Phasen bei Al/Steel-Fügungen [High-brightness laser welding with beam wobbling, 2025, S2666330925000263]. Das ist ein realer Hebel für U2.1.2 (Wärmepfad).
b) Ultraschallschweißen Al-Cu-Bimetall-Busbar (kalt, festkörper-gefügt) Ultraschallschweißen verbindet Zelle→Modul→Pack-Ebene ohne nennenswerten thermischen Eintrag ins Zellinnere [Ultrasonic Welding Al-Cu Bimetallic Busbar EV, 2023, IEEE 10471516] [圆柱电池集流片电阻焊接系统, 2017, hwi.com.cn]. Als Kaltfügeverfahren ist dies ein direkter Angriffspunkt für U2.1.2 (Angriffspunkt aus der Problem-Tiefe: „Kaltfügeverfahren am Pol"). Da hier kein Reed/Steckblech vorkommt, sind die Anspruchsmerkmale (6)–(11) nicht verwirklicht.
c) Widerstands-/Bänder-Schweißen mit federnden Kontaktblechen (集流片, current-collector tabs) Ein reales Serienverfahren nutzt federnde Kontaktbleche/Collector-Plates, die per Widerstandsschweißen an das Zellterminal gefügt werden [圆柱电池集流片电阻焊接系统设计, 2017, hwi.com.cn]. Hier wird die Federfunktion in das Kontaktblech selbst integriert (federndes Blech statt separater Reed + Feder 11 + Positioniersäule 12). Damit lässt sich der Kraftaufbau ohne die dauerbelastete Wendelfeder des Patents realisieren → adressiert U3.1.1 (Relaxation) durch Umverteilung der Federfunktion.
d) Toleranzausgleich durch nachgiebige Geometrie statt starrem Positionier-Boss Die physikbasierte Modulanalyse zeigt, dass Zellabstand, Interconnect-Widerstand und Zell-Position große Effekte auf Strom-/Wärmegradienten haben (Reduktion thermischer Gradienten um 51,8 %, Energieverlust −5,2 % durch bessere Anordnung) [Cell-to-cell heterogeneities, 2025, arXiv 2504.00963]. Dies stützt den Angriffspunkt U4.1: statt starrem Boss/Loch-System (Merkmale 12–15) eine schwimmende/nachgiebige Kontaktgeometrie, die Toleranzketten selbst ausgleicht — anderes Wirkprinzip als die formschlüssige Positioniersäule.
Frei nutzbarer Stand der Technik (Nicht-Patent)
Folgende Ansätze sind als Fachartikel/Nicht-Patent-Literatur dokumentiert und stützen einen Design-Around konzeptionell (Rechtsstand einzelner darin referenzierter Patente ist anwaltlich zu prüfen — die Artikel selbst sind Nicht-Patent-Literatur):
- Laser-Wobble-Schweißen Al/Steel-Busbar als publiziertes Verfahren mit quantifizierten Ergebnissen (Al/Steel-Hochfestverbindung für Busbars) [High-brightness laser welding with beam wobbling, 2025, S2666330925000263].
- Dual-mode-Laserschweißen für gleiche und ungleiche Tab-zu-Busbar-Materialien als beschriebenes EV-Pack-Verfahren [Dual-mode laser beam welding, 2024, S2666330924000669].
- Ultraschallschweißen Al-Cu-Bimetall-Busbar mit Prozessparameter-Optimierung — publiziert als IEEE-Konferenzbeitrag [Ultrasonic Welding Al-Cu Bimetallic Busbar EV, 2023, IEEE 10471516].
- Automatisiertes Widerstandsschweißsystem für Collector-Plates an Rundzellen (federndes Collector-Blech, Feder im Linearführungspaar) — publizierte Anlagenbeschreibung [圆柱电池集流片电阻焊接系统设计, 2017, hwi.com.cn]. Diese Quelle beschreibt konkret Federn im Kontaktmechanismus als bekannten Stand — relevant, um zu zeigen, dass „federnder Kontakt" als solcher gängig/vorbekannt ist, das Patent aber die spezifische Reed-Nut-Klemmung < Steckblechdicke schützt.
Wichtig: „Publiziert/bekannt" ≠ „frei" — mehrere dieser Artikel referenzieren ihrerseits Verfahren, die durch andere, ggf. in Kraft stehende Patente geschützt sein können. FTO-Prüfung ist erforderlich.
Nicht in den Treffern belegt, aber allgemeiner Stand der Technik (ohne URL, als Fachwissen gekennzeichnet): Verschraubte Busbar-Verbindungen mit Tellerfeder/Federscheibe zur Kraftkonstanz gegen Setzen; Silber-/Zinn-Beschichtung von Kontaktflächen als Standard-Oberflächentechnik gegen Oxidation; Ringkabelschuh-/Klemm-Standards. Diese sind Lehrbuch-/Normenwissen — konkrete Normen (z. B. Kontaktflächen-Beschichtung) sind in den vorliegenden Treffern nicht enthalten und müssten separat recherchiert werden.
Übertragbares aus anderen Branchen
Aus den Treffern nur begrenzt ableitbar; folgende Übertragungen stützen die Angriffspunkte:
- **Photovoltaik – externe Busb
Quellen
- cellprofiler/distributed-cellprofiler
- cellprofiler/cellprofiler
- cellprofiler/distributed-fiji
- elestio/cells
- cellprofiler/pycytominer
- cellprofiler/runcellpose_with_pretrained
- hashicorp/packer
- Trust Manager Package
- airbyte/connector-builder-server
- google/shaka-packager
- airbyte/connector-sidecar
- netdata/package-builders
- Analyzing cell-to-cell heterogeneities and cell configurations in parallel-connected battery modules using physics-based modeling
- High-brightness laser welding with beam wobbling: Achieving high-strength Al/Steel joints for battery busbars
- In-depth evaluation of laser welding of thick busbar to 21700 Li-ion cell terminal for electric supercar vehicle battery pack
- External busbars for improving current generation in multijunction solar cells
- Dual-mode laser beam welding of similar and dissimilar material tab-to-busbar for electric vehicle battery pack
- Study on Optimization of Ultrasonic Welding Process Parameters of Al-Cu Bimetallic Busbar for use in Battery Electric Vehicle (EV)
- 基于ANSYS 的储能预制舱电池托架结构固定方式的振动分析
- 圆柱电池集流片电阻焊接系统设计
FOS-Funde: dieselbe Funktion in anderen Branchen
Wichtige Vorbemerkung zur Datenlage: Die bereitgestellten Web-Treffer enthalten mehrere Fundstellen zur verallgemeinerten Funktion „zwei Objekte mit kontrollierter Kraft zusammenführen, um elektrische Leitfähigkeit herzustellen". Die relevantesten stammen aus dem Bereich der Steckverbinder-/Connector-Technik. Die arXiv-Treffer [1]–[6], die WebXR-/MDN-API-Treffer [7]–[12] und die Docker-Hub-Treffer [19]–[24] sind für unsere Funktion nicht einschlägig (Astrophysik, Gruppentheorie, Web-APIs, Container-Images) und werden verworfen. Die internen Pool-Funde (Patent-Pool, Papers-Pool) haben keine Treffer geliefert — es gibt also keine kuratierten Vergleichslösungen einzuordnen.
| Branche | Wirkprinzip der Funktionslösung | Übertragbarkeit auf unser Problem | Beleg |
|---|---|---|---|
| Consumer-/Industrie-Steckverbinder | Magnetische Pogo-Pin-Verbinder: Ein Permanentmagnet zieht die Kontaktpartner selbstständig zusammen; federbelastete Pogo-Pins (Federstift = Stößel + interne Druckfeder) sorgen für konstante Anpresskraft und gleichen mechanische Stöße/Vibration durch Federweg aus. Die Kraftquelle ist der Magnet, nicht eine externe Klemmschraube/Stud. | Hoch, direkt an U3.1.1 und U4.1: Die Andrückkraft entsteht magnetisch (statt durch dauerbelastete Feder + vier Eck-Studs), Selbstausrichtung deckt Toleranzketten ab. Ersetzt Wirkprinzip von Reed-Nut/Steckblech-Klemmung und Positionierstift+Löchern. | [smeconn, 2025] [cfeconn, 2026] |
| Möbel-/Gerätebeschläge | Magnetische Schnäpper vs. mechanische Riegel: Magnetkraft hält kraftschlüssig ohne formschlüssiges Einrasten; mechanische Catches nutzen physischen Riegel/federbelastete Klinke. | Mittel, an U3.2/U4.1: Zeigt, dass „kontaktiert + lösbar" auch rein kraftschlüssig ohne Steck-Reibpaarung realisierbar ist — vermeidet die fretting-anfällige Steckblech-Reibfläche. Elektrische Leitung ist hier aber nicht der Zweck → nur Prinzip-Transfer. | [hardware-decor, 2024] |
| Verriegelbare Industrie-Steckverbinder | Twist-Lock-Receptacles / mechanische Verriegelung: formschlüssige Dreh-Verriegelung sichert gegen Lösen durch Vibration; normale Steckkontakte lösen sich sonst durch mechanische Vibration. | Mittel, an U3.2: Belegt, dass Vibrationsfestigkeit durch formschlüssige Verriegelung (statt reiner Klemmung) erreicht wird — genau die im Zielpatent unbehandelte Ursache U3.2. Anderes Wirkprinzip als Reed-Nut-Klemmung. | [element14, 2023] |
| Robotik / modulare Systeme | Selbstausrichtender EPM-Connector (Electropermanent Magnet): kombiniert mechanische UND magnetische Verriegelung für sichere, reversible Modulverbindung mit Standard-Schnittstelle; Magnetkraft schaltbar. | Hoch, an U1.1.2 + U3.1.1 + U4.1: EPM erlaubt schaltbare, reversible, selbstausrichtende Verbindung ohne dauerbelastete Feder — vereint mehrere Angriffspunkte. Reversibilität ohne Schweißen/Stecken. | [ScienceDirect, 2026] |
| DIY / Prototyping | Magnet-Riegel mit Federrückstellung: Rod mit Feder an einem Ende, Magnet am anderen, Schlitz für einfallenden Riegel — Kombination Magnet + Formschluss. | Niedrig-mittel: Illustriert Kombinationsprinzip Magnet+Formschluss als lösbare Verriegelung; nicht elektrisch belegt. | [reddit, 2023] |
Physikalische / chemische / geometrische Effekte
-
Magnetkraft (statt Federkraft) als Kontaktkrafterzeuger — Ein Permanentmagnet/Elektromagnet zieht die Kontaktpartner mit definierter, über die Lebensdauer nahezu relaxationsfreier Kraft zusammen. Bekannte Nutzung: magnetische Pogo-Pin-Ladeanschlüsse [smeconn, 2025]. Nicht-äquivalent, weil das Zielpatent die Andrückkraft ausdrücklich über Feder (M8) + Reed (M4) + vier Eck-Studs (M5) erzeugt — der „Weg" (elastische Verformung eines mechanischen Federelements) und das Mittel sind grundverschieden vom magnetischen Kraftfeld. Setzt an U3.1.1 (Relaxation) an.
-
Electropermanent-Magnet (EPM), schaltbar — Magnetkraft lässt sich durch kurzen Strompuls ein-/ausschalten, hält danach stromlos; erlaubt werkzeugloses, zerstörungsfreies Lösen. Bekannte Nutzung: modulare Roboter-Konnektoren [ScienceDirect, 2026]. Nicht-äquivalent, weil weder Klemmspalt < Steckblechdicke (M6) noch Positionier-Boss/Löcher (M9–M11) verwendet werden; das Lösen erfolgt elektrisch, nicht durch Auseinanderziehen einer Klemmung.
-
Formschluss durch Dreh-/Bajonett-Verriegelung — Eine formschlüssige Verriegelung (Twist-Lock) hält gegen Vibration ohne Reibpaarung an der stromführenden Fläche. Bekannte Nutzung: verriegelbare Industriesteckdosen [element14, 2023]. Nicht-äquivalent zur Reed-Nut-Klemmung mit Spalt < Steckblechdicke (M6): Kraftschluss/Klemmung wird durch Formschluss ersetzt, die Kontaktzunge (Steckblech, M1) entfällt als Reib-Steckpartner. Setzt an U3.2 (Vibration/Fretting) an.
-
Selbstzentrierende Geometrie (Kegel/Konus statt Stift-in-Loch) — Ein konischer/schwimmender Kontaktpartner richtet sich beim Zusammenführen selbst aus und gleicht Toleranzen aus, ohne definierten Positionierstift. Bekannte Nutzung: selbstausrichtende Connector-Schnittstellen [ScienceDirect, 2026]. Nicht-äquivalent zu Positioniersäule + Boss + erstes/zweites Positionierloch (M9–M11), weil kein starrer Stift-Loch-Formschluss, sondern nachgiebige/schwimmende Zentrierung verwendet wird. Setzt an U4.1 (Toleranzkette) an.
-
Federkraftklemme mit permanentem Kontaktdruck ohne separate Studs (Cage-Clamp-Prinzip) — Hinweis auf Grenze: eine bloße andere Federbauform (z. B. Käfigzugfeder) erzeugt dieselbe Funktion (Andrückkraft), denselben Weg (elastische Verformung) und dieselbe Wirkung — das wäre potenziell äquivalent zu M4/M8 und würde die Klemm-Kern-Idee nicht sicher umgehen. Nur als Warnhinweis aufgeführt, nicht empfohlen. (Kein einschlägiger Beleg in den Treffern; Prinzip allgemein bekannt.)
Konsequenz für die Umgehung
Die aussichtsreichsten Richtungen setzen an den vom Zielpatent unbehandelten Ursachen an und lassen dabei zugleich mehrere Anspruchsmerkmale entfallen:
-
Magnetisch erzeugte Kontaktkraft (Pogo-Pin- oder EPM-Prinzip) — greift U3.1.1 (Relaxation) direkt an: Die Andrückkraft entsteht durch ein Magnetfeld statt durch dauerbelastete Feder + Reed + vier Eck-Studs. Damit entfallen M4/M5/M8 als Wirkprinzip; magnetisch ist ein anderes Wirkprinzip (nicht-äquivalent). Bei EPM zusätzlich werkzeuglose Reversibilität [smeconn, 2025][ScienceDirect, 2026]. Sicherheit: Hypothese — FTO nötig.
-
Formschlüssige, reibungsfreie Verriegelung (Twist-Lock/Bajonett) statt Steck-Klemmung — greift U3.2 (Vibration/Fretting) an: vermeidet die im Anspruch zentrale Reed-Nut-Klemmung mit Spalt < Steckblechdicke (M6) und die Steckblech-Kontaktzunge (M1
Quellen
- Compact Objects in Alternative Gravities
- Girth Alternative for HNN Extensions
- Discrete interactions and the Pioneer anomalous acceleration: Alternative II
- Equilibrium of a Brownian particle in an inhomogeneous medium: An alternative approach
- Communicative Competence for Individuals who require Augmentative and Alternative Communication: A New Definition for a New Era of Communication?
- Tits-type alternative for certain groups acting on algebraic surfaces
- XRFrame: getJointPose() method
- XRFrame: fillJointRadii() method
- clip
- XRJointSpace: jointName property
- ContactAddress
- Contact Picker API
- A Comprehensive Guide to Locking Connectors, Plugs, and ...
- What Are Magnetic Pogo Pin Connectors and How Do They Work
- How Magnetic Connectors Work: Complete Guide - CFE Electronic
- Update to magnetic lock prototype. Over 50% smaller, spring return ...
- Self-aligning EPM connector: A versatile solution for adaptive and ...
- Magnetic vs. Mechanical Catches: Which is Right for You?
- octopusdeploy/connection-agent
- cellprofiler/distributed-cellprofiler
Die an den Pol geschweißte Kontaktplatte und das Busbar-Ende werden als zwei plane, sich überlappende Flächen ausgeführt und über eine zentrale Klemmschraube gegeneinander verspannt. Der Kontaktdruck wird axial (senkrecht zur Kontaktfläche) über die Schraubvorspannung erzeugt; ein Tellerfeder-Paket unter dem Schraubenkopf hält die Vorspannung über Lebensdauer nahezu relaxationsfrei nach. Es gibt kein eingestecktes Blech und keine seitliche Nut-Klemmung. Positionierung erfolgt über die Schraubenachse selbst plus einen Anschlag am Modulrahmen.
Schnitt seitlich:
Busbar ====[plane Flaeche]====
| Tellerfeder (o)
| Schraube |
Kontaktplatte ==========
Schweissnaht ~~~~~~~~
Zellpol [====]| Merkmal | im Konzept? | wie vermieden | Äquivalenzrisiko |
|---|---|---|---|
| M1 | anders | aufliegende, verschraubte Kontaktflaeche statt eingestecktes Steckblech | niedrig |
| M2 | vorhanden | — | mittel |
| M3 | vorhanden | — | mittel |
| M4 | fehlt | kein Reed-Sandwich noetig, da keine Nut-Klemmung | niedrig |
| M5 | fehlt | kein Stud-Stapel, eine zentrale Schraube | niedrig |
| M6 | anders | axiale Schraubvorspannung statt Reed-Nut-Spalt < Blechdicke | niedrig |
| M7 | fehlt | kein Nut-Vorsprung, keine Feder darin | niedrig |
| M8 | anders | Tellerfeder axial unter Schraube statt mittige Wendelfeder | niedrig |
| M9 | fehlt | keine federgetragene Positioniersaeule | niedrig |
| M10 | fehlt | keine Boss-Loch-Positionierung | niedrig |
| M11 | fehlt | kein korrespondierendes zweites Positionierloch | niedrig |
Die an den Pol geschweißte Kontaktplatte und das Busbar-Kontaktstück werden über einen Electropermanent-Magnet (EPM) selbstständig und selbstausrichtend zusammengezogen. Ein kurzer Strompuls schaltet die Haltekraft ein (bleibt danach stromlos) und beim Service wieder aus, sodass zerstörungsfrei gelöst werden kann. Die Andrückkraft entsteht durch das Magnetfeld statt durch eine dauerbelastete Feder; konische Kontaktflächen sorgen für Selbstzentrierung und Toleranzausgleich. Der Kontaktdruck ist über Lebensdauer nahezu relaxationsfrei.
Schnitt:
Busbar-Kontakt \ / (Konus)
\ /
[ EPM-Ring ]======X====== Feldschluss
/ \
Kontaktplatte / \
Schweissnaht ~~~~~~~
Zellpol [====]| Merkmal | im Konzept? | wie vermieden | Äquivalenzrisiko |
|---|---|---|---|
| M1 | anders | magnetisch/konisch angezogene Kontaktflaeche statt eingestecktes Steckblech | niedrig |
| M2 | fehlt | keine separate Schweiss-Adapterplatte, Busbar traegt Kontaktflaeche direkt | niedrig |
| M3 | anders | geschweisste Kontaktplatte ohne Zweiteilung Schweissteil/Anschlussteil-Klemmfunktion | mittel |
| M4 | fehlt | kein Reed-Unterlegplatte-Sandwich | niedrig |
| M5 | fehlt | keine vier Eck-Studs | niedrig |
| M6 | anders | magnetische Feldkraft statt Reed-Nut-Spalt < Blechdicke | niedrig |
| M7 | fehlt | kein Nut-Vorsprung | niedrig |
| M8 | anders | Feldkraft (EPM) statt Wendelfeder | niedrig |
| M9 | anders | konische Selbstzentrierung statt federgetragene Positioniersaeule | niedrig |
| M10 | fehlt | kein Boss-Positionierloch | niedrig |
| M11 | fehlt | kein korrespondierendes zweites Loch | niedrig |
Die Busbar (bzw. ein Bimetall-Al-Cu-Übergangsstück) wird per Ultraschall-Festkörperschweißen direkt an das Zellterminal gefügt — ein Kaltfügeverfahren ohne nennenswerten Wärmeeintrag ins Zellinnere. Es gibt weder eine Schweiß-Adapterplatte noch ein eingestecktes Steckblech noch eine Reed-Nut-Klemmung; die Verbindung ist unmittelbar stoffschlüssig-kaltverschweißt. Der Kontakt ist gasdicht und niederohmig, die Schweiß/Steck-Funktionstrennung des Patents existiert nicht mehr.
Draufsicht:
Busbar ############
||US-Naht||
Zellpol[==========]
(Sonotrode drueckt+schwingt von oben)| Merkmal | im Konzept? | wie vermieden | Äquivalenzrisiko |
|---|---|---|---|
| M1 | anders | kaltverschweisste Verbindung statt eingestecktes Steckblech | niedrig |
| M2 | fehlt | keine Schweiss-Adapterplatte, direkte Fuegung | niedrig |
| M3 | fehlt | keine zweigeteilte Schweissplatte, ein Fuegepunkt | niedrig |
| M4 | fehlt | kein Sandwich-Stapel | niedrig |
| M5 | fehlt | keine vier Eck-Studs | niedrig |
| M6 | fehlt | keine Reed-Nut-Klemmung | niedrig |
| M7 | fehlt | kein Nut-Vorsprung | niedrig |
| M8 | fehlt | keine Feder | niedrig |
| M9 | fehlt | keine Positioniersaeule | niedrig |
| M10 | fehlt | kein erstes Positionierloch | niedrig |
| M11 | fehlt | kein zweites Positionierloch | niedrig |
Statt Reed + separater Feder + vier Studs + Unterlegplatte übernimmt ein einziges, aus dem Busbar- oder Kontaktplattenmaterial gebogenes Lamellenkontakt-Element (Louvertac-/Fingerkontakt aus CuBe) den Andruck. Die Kontaktkraft entsteht materialimmanent durch die Eigenelastizität der gebogenen Kontaktfinger, die einen Rundstift oder eine Gegenfläche umgreifen. Es gibt keine Reed-Nut mit definiertem Untermaß-Spalt und keine mittige Wendelfeder. Positionierung erfolgt über die Formschluss-Kontur des Lamellenkäfigs bzw. einen Gehäuseanschlag.
Schnitt:
Busbar =====[Lamellenkaefig]
( ( ( ) ) ) <-Finger
=== Rundstift ===
Kontaktplatte -----
Schweissnaht ~~~~
Zellpol [====]| Merkmal | im Konzept? | wie vermieden | Äquivalenzrisiko |
|---|---|---|---|
| M1 | anders | Rundstift/Gegenflaeche im Lamellenkaefig statt flaches Steckblech in Nut | mittel |
| M2 | vorhanden | — | mittel |
| M3 | vorhanden | — | mittel |
| M4 | fehlt | kein Anschlussteil-Reed-Unterlegplatte-Stapel | niedrig |
| M5 | fehlt | keine vier Eck-Studs | niedrig |
| M6 | anders | Eigenelastizitaet gebogener Kontaktfinger statt Reed-Nut-Untermass-Spalt | mittel |
| M7 | fehlt | kein Nut-Vorsprung | niedrig |
| M8 | fehlt | keine separate Wendelfeder | niedrig |
| M9 | fehlt | keine federgetragene Positioniersaeule | niedrig |
| M10 | fehlt | kein erstes Positionierloch | niedrig |
| M11 | fehlt | kein zweites Positionierloch | niedrig |
Konzept-Kombinationen
K1 + K2 | Axiale Schraub-Grundlast (K1) plus zuschaltbare EPM-Haltekraft (K2): EPM übernimmt Selbstzentrierung und Toleranzausgleich beim Fügen, die Schraube liefert dauerhafte mechanische Redundanz und Vibrationssicherung. EPM allein könnte bei starker Schock/Vibration versagen — Schraube fängt das ab. | Risiko: EPM-Pfad diskutabel gegen Zitats-Cluster (FTO), Schraubpfad relativ sicher.
K3 + K1 | Ultraschall-Kaltfügen des Al-Cu-Übergangsstücks am Pol (K3), Busbar dann über plane Schraubverbindung (K1) an das Übergangsstück lösbar angebunden. Ergebnis: gasdichte, warmearme Pol-Anbindung PLUS servicefreundlich lösbare Busbar — löst U2.1.2 und U1.1.2 zugleich, ohne die patentierte Schweiß/Steck-Trennung zu verwirklichen. | Risiko: gering-mittel; beide auf unterschiedlichem Wirkprinzip, saubere Merkmalsvermeidung.
K3 + K4 | Kaltgefügtes Übergangsstück am Pol (K3) endet in einem Rundstift, den ein Lamellenkontakt (K4) der Busbar umgreift. Warmearmes Fügen + werkzeuglos steckbare, vibrationsfeste Lamellen-Trennstelle. Adressiert U2.1.2 und U3.2 (Fretting) gemeinsam. | Risiko: mittel; Lamellen-Kontaktbild muss klar von Reed-Nut-Spalt < Blechdicke abgegrenzt bleiben.
(K2 + K4 erzwungen — beide sind Trennstellen-Lösungen, keine echte Synergie; weggelassen.)
Sekundärnutzen je Konzept
- K1: Werkzeug-Standardisierung (Drehmomentschlüssel statt Spezialpresse) → günstige Montage/Reparatur; Tellerfeder kompensiert Setzen → weniger Nachziehintervalle (Wartung); definierte, messbare Vorspannung → einfache Qualitätsprüfung.
- K2: Stromloser Haltezustand → kein Dauerverbrauch; werkzeugloses, zerstörungsfreies Lösen per Puls → schnellster Servicefall; Selbstzentrierung entkoppelt von Toleranzkette → höhere Montageausbeute.
- K3: Kein separates Schweiß-/Steckteil → Teilereduktion, Gewicht/Kosten; gasdicht → kein Korrosionsspalt (adressiert U3.1.2); geringer Wärmeeintrag → schonend für empfindliche Zellchemien (löst U2.1.2 direkt).
- K4: Ein Bauteil statt Reed+Feder+4 Studs+Platte → drastische Teilereduktion, Gewicht/Kosten; werkzeuglose Steckmontage; hohe Kontaktpunktzahl → robust gegen Fretting bei kleinen Relativbewegungen.
Cross-Domain-Verstärkung
- K2 (EPM): Öffnet Zugang zu schnellwechselbaren/modularen Batteriesystemen (Swap-Stationen, Robotik-Akkus) — dort ist zerstörungsfreies, automatisiertes Ent-/Verriegeln zentrale Randbedingung. Auch Raumfahrt/Vakuum (kein Federrelaxations-Problem).
- K3 (US-Kaltfügen): Erfüllt Randbedingungen der Leistungselektronik/Wafer-Kontaktierung und Al-Cu-Mischverbindungen in der E-Traktion, wo Wärmeeintrag generell kritisch ist.
- K4 (Lamellenkontakt): Etabliertes Prinzip aus Hochstrom-Steckverbindern (Ladeschnittstellen, Industriesteckern) — Übertragbarkeit in beide Richtungen, senkt Entwicklungsrisiko.
Eigene Anmelde-Kandidaten
- K3 (+ Bimetall-Übergangsstück) | Schutzfähiger Kern: Ultraschall-Kaltfügen eines Al-Cu-Übergangsstücks direkt am Zellpol als warmearme, gasdichte Pol-Anbindung, die die Schweiß/Steck-Funktionstrennung eliminiert | Neu, weil das Zielpatent zwingend ein separates Schweißteil + lösbare Steckklemmung fordert; löst tiefere Ursache U2.1.2 (Wärmepfad beim Fügen), die das Patent gerade NICHT adressiert. (Kandidat — Neuheitsrecherche + anwaltliche Prüfung nötig)
- K2 | Schutzfähiger Kern: EPM-basierter, stromlos haltender, per Puls zerstörungsfrei lösbarer Zellpol-Busbar-Kontakt mit konischer Selbstzentrierung | Neu, weil weder Zielpatent noch Cluster eine schaltbare Feldkraft statt Feder/Klemmung nutzen; löst U3.1.1 (relaxationsfreie Kraft) über ein grundsätzlich anderes Wirkprinzip. (Kandidat — Neuheitsrecherche + anwaltliche Prüfung nötig; FOS-Herkunft ScienceDirect 2026 als eigener Stand-der-Technik prüfen)
- Kombi K3+K1 | Schutzfähiger Kern: kaltgefügtes Pol-Übergangsstück mit planer, tellerfeder-nachgestellter Busbar-Schraubschnittstelle als integrierte warmearm-fügbare + lösbare Systemarchitektur | Neu, weil die Kombination warmearmes Fügen und relaxationsfreie lösbare Trennstelle zugleich löst (U2.1.2 + U1.1.2 + U3.1.1) — außerhalb der patentierten Struktur. (Kandidat — Neuheitsrecherche + anwaltliche Prüfung nötig)
- K1 (Tellerfeder-Nachstellung) | Schutzfähiger Kern: relaxationsarme axiale Vorspannungserhaltung der Zellpol-Kontaktfläche über Lebensdauer | Zurückhaltend zu bewerten — Schraube+Tellerfeder ist verbreiteter Stand der Technik; ggf. nur in spezifischer Zellpol-Anwendungskombination neu. (Kandidat — schwach; Neuheitsrecherche zwingend, eher als abhängiger Anspruch)
Hinweis: Rechtsstand des Zielpatents (anhängig) und aller Zitate ungeprüft — „bekannt/anhängig" ≠ „frei". Jede Anmeldung setzt vorherige FTO- und Neuheitsrecherche voraus.
Anhang: TRIZ-Umgehungshebel
Angriffspunkte aus dem Problemraum
- U2.1.2 (Wärmepfad Fügestelle→Zelle beim Fügen): Der Wärmeeintrag beim Pol-Schweißen bleibt ungelöst → Kaltfügen am Pol (Ultraschall-/Kaltpressschweißen, belegt [Ultrasonic Welding Al-Cu, 2023]) beseitigt die thermische Fügezone. Braucht kein Merkmal, weil ohne Schweißen weder Schweißplatte (M3), Adapterplatte (M2) noch das nachgelagerte Reed-Steck-System (M1/M4/M6) existieren. Achtung: nicht in CN209626264U/CN106784562-Geometrie laufen.
- U3.1.1 (Kraftverlust durch Relaxation): Wendelfeder + Reed relaxieren über Temperatur/Zeit → magnetisch erzeugte Kontaktkraft (Pogo-Pin/EPM) oder Schraubvorspannung mit Tellerfeder-Nachstellung hält die Kraft nahezu relaxationsfrei. Braucht kein Merkmal, weil die Kraftquelle ein Feld bzw. axiale Vorspannung ist — keine Reed-Nut-Klemmung (M6), keine Feder (M8), kein Stud-Stapel (M4/M5). EPM/Magnetkontakt: CN109671897 + JP2019530193 (Magnetkontakt) anwaltlich prüfen.
- U3.2 (Vibration/Fretting an Steck-Reibpaarung): Reibpaarung Steckblech↔Nut ist fretting-anfällig → formschlüssige Dreh-/Bajonett-Verriegelung hält vibrationsfest ohne Reibfläche. Braucht kein Merkmal, weil Formschluss die Steck-Klemmung (M1/M6) ersetzt. Kritisch: NICHT in CN115172995 (Rast/Klemmung zwischen Verbindungsstücken) laufen — reine Rastlösung meiden, echte Dreh-Verriegelung wählen.
Widerspruchsauflösung
- Technischer WS (Servicefreundlichkeit ↑ vs. definierter Kontaktdruck/Positioniersicherheit ↓): Das Patent kompensiert mit Reed+Feder+Dreifach-Positionierung. → Prinzip 25 (Selbstbedienung) + Prinzip 4 (Asymmetrie)/14 (Krümmung): Andruck und Lagesicherung materialimmanent in einem selbstzentrierenden Kontaktkörper koppeln (Konusfläche, integrierte Kontaktfeder). Umgehungsrichtung: einteiliger elastischer Kontaktkörper mit konischer Selbstzentrierung — ersetzt M5–M11 durch Eigenelastizität + Formschluss.
- Physikalischer WS (Verbindung lösbar UND dauerhaft fest angepresst): Patent trennt räumlich (Schweißen unten M3, Klemmen oben M6). → Trennung nach Systemebene/Bedingung: Prinzip 36 (Phasenübergang) oder Prinzip 8 (Gegengewicht/Feldkraft) — die Kraft entsteht auf anderer Ebene (magnetisch, per Vorspannung) und ist schaltbar. Umgehungsrichtung: schaltbarer Feldschluss (EPM) oder axiale Schraubvorspannung statt räumlicher Schweiß/Steck-Trennung — die gesamte Trennlogik entfällt.
Merkmal M1 — Busbar mit unterem Steckblech (Kontaktzunge)
- Trimming: siehe Trimming-Werkstatt (entfällt gemeinsam mit M6): Kontakt als plane, verschraubte/verpresste Fläche statt eingesteckter Zunge.
- Substitution: Rundstift statt Flachblech in eine Push-in-/Käfigklemme — ODER stoffschlüssiger Kaltkontakt (Ultraschall), dann gar keine Steckgeometrie.
- Su-Feld: S1 Steckblech – S2 Reed-Nut – F mechanisch/Klemmung → SL Klasse 5: Stoff weglassen (Blech entfällt, Flächenpressung übernimmt) bzw. SL Klasse 3: Makro→Mikro (Ultraschall-Festkörperkontakt).
- Prinzipien: Nr 13 (Funktionsumkehr) → Andruck normal zur Fläche statt seitliche Blechklemmung; löst den physikal. WS über anderen Kraftweg. Kein flaches Steckblech verwenden (sonst Äquivalenz M6).
Merkmal M2 — Schweiß-Adapterplatte
- Trimming: siehe Trimming-Werkstatt: Busbar-Geometrie oder Modulrahmen (Supersystem) trägt die Funktion; separate Platte entfällt.
- Substitution: Bei Kaltfügen (U2.1.2) ist ein Schweißträger gegenstandslos.
- Prinzipien: Nr 5 (Vereinen) + Nr 3 (Lokale Eigenschaft) → wärmedrosselnder Querschnittssteg in der Busbar statt eigenständiger Platte; adressiert techn. WS (Wärmeschutz ohne Zusatzteil). Nicht in CN209626264U-Adapterblech-Geometrie laufen.
Merkmal M3 — Schweißplatte (Schweißteil + Anschlussteil, Funktionstrennung)
- Trimming: siehe Trimming-Werkstatt: Bei Kaltfügen am Pol entfällt die Zweiteilung ersatzlos.
- Substitution: Ultraschall-/Kaltpressschweißen (belegt [Ultrasonic Welding, 2023]) oder Laser-Wobble mit reduziertem Wärmeeintrag [High-brightness laser wobbling, 2025] — keine thermische Fügezone am Pol.
- Su-Feld: S1 Pol – S2 Schweißteil – F thermisch → SL Klasse 2: Feld-Wechsel thermisch→mechanisch (Festkörperfügen).
- Prinzipien: Nr 28 (Mechanik durch andere Mittel) → Kaltpressschweißung durch Druck/Ultraschall statt Wärme; löst physikal. WS, indem die räumliche Schweiß/Steck-Trennung ganz entfällt.
Merkmal M4 — Stapel Anschlussteil→Reed→Unterlegplatte
- Trimming: siehe Trimming-Werkstatt: Mit Wegfall M6 kein Sandwich nötig.
- Substitution: Einteiliger Klemmkörper (Spreizhülse/Käfigzug) vereint Kontaktfläche + Kraft.
- Prinzipien: Nr 25 (Selbstbedienung) + Nr 1 (Zerlegen→hier invers: Vereinen der Lagen) → Kraft materialimmanent, kein geschichteter Aufbau; adressiert techn. WS (weniger Teile bei gleichem Andruck).
Merkmal M6 — Reed-Nut, Spalt < Steckblechdicke (Kern-Klemmprinzip)
- Trimming: siehe Trimming-Werkstatt: Nur gemeinsam mit M1 trimmbar; sonst nur Substitution.
- Substitution: (a) Magnetkraft (Pogo/EPM), (b) axiale Schraubvorspannung mit Tellerfeder, (c) formschlüssige Bajonett-Verriegelung — jeweils anderer Kraftweg als radiale Nut-Klemmung.
- Su-Feld: S1 Steckblech – S2 Reed-Nut – F mechanisch/elastisch → SL Klasse 2: Feld-Wechsel mechanisch→magnetisch (EPM/Pogo) oder Dynamisierung elastisch→feldbasiert.
- Prinzipien: Nr 8 (Gegengewicht/Feldkraft) → magnetischer Andruck statt Federklemmung, löst physikal. WS (fest+lösbar via schaltbarem Feld); Nr 36 (Phasenübergang) → SMA/thermisch nachstellende Vorspannung gegen Relaxation (U3.1.1). Andere Federform trägt NICHT (Äquivalenzfalle). Magnetweg gegen CN109671897/JP2019530193 prüfen; Rastweg NICHT nach CN115172995.
Merkmal M8 — Feder (zusätzliche Andrückkraft) (teilw. wesentlich)
- Trimming: siehe Trimming-Werkstatt: Bei magnetischem/verschraubtem Andruck entfällt die Feder.
- Substitution: Tellerfeder-Paket unter Schraube (axial) oder Magnetfeld — nicht mittig im Nut-Vorsprung gelagerte Wendelfeder.
- Prinzipien: Nr 35 (Parameteränderung) → Kraftquelle von elastischer Verformung auf Feld/Vorspannung wechseln; adressiert U3.1.1 (Relaxation).
Empfohlener Umgehungscluster (maximaler Abstand): Kaltfügen am Pol (Ultraschall, M2/M3 entfallen) + plane Flächenpressung mit Schraub-/Tellerfeder-Vorspannung ODER EPM-Magnetkontakt (M1/M4/M6/M8 entfallen) + konische Selbstzentrierung/Gehäuse-Randanschlag statt Boss-Loch (M9–M11 entfallen). Damit ist An
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