CN112740467A - 用于组装具有三重密封的部分重叠的两个金属板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于组装金属板(1,2)的组装方法,第一金属板(1)的端部部分(1a)与第二金属板(2)的端部部分(2a)重叠,所述组装方法包括:沿所述金属板(1,2)的其中一个的端部部分的宽度施加密封胶条(3);将所述端部部分(1a,2a)重叠并且将所述胶条(3)压紧在所述端部部分(1a,2a)之间;将所述端部部分(1a,2a)局部地彼此一体连结;将胶合剂型的第一密封条(4)施加在所述第一金属板(1)的端部部分(1a)的自由端部上以及与所述第二金属板(2)相对的区域上;将所述金属板(1,2)翻转,并且将胶合剂型的第二密封条(5)施加在所述第二金属板(2)的端部部分(2a)的自由端部上以及与所述第一金属板(1)相对的区域上。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于组装具有三重密封的部分重叠的两个金属板的方法。本发明还涉及一种至少由按照该方法组装的至少两个金属板制成的零件。
所述零件有利地但非限制性地是尤其用于电动或混合动力推进式机动车辆的牵引电池箱,所述牵引电池箱确保了对于容置在该箱内部的电池的密封。
背景技术
在下文中,将作为示例给出一种用于至少部分混合动力推进式机动车辆的电池箱,但这不是限制性的,本发明可涉及任何由端部部分重叠的两个金属板制造的零件。
电池箱是一种金属板零件组装件,所述组装件形成用于保护电动模块(或称作动力电池)的盒体(sarcophage)。所述电池箱定位在车辆底座下方的外部区域。由所述电池箱形成的盒体必须密封以避免任何来源于外部环境的水的侵入风险。
电池的良好运行所要求的密封等级根据国际标准进行规定和分类,以达到车辆设计领域的已知要求等级的最高等级。
根据简单的描述,电池箱由下部部分和形成盖的上部部分组成。一个或多个动力电池以及其它辅助电动构件容置且装配在所述下部部分中,然后该组装件由所述盖覆盖以便形成包围所述一个或多个电池以及其它辅助构件的密封盒体。
在上部部分和下部部分之间放置有密封屏障。所述电池箱通常由(有利地不锈钢或复合材料的)冲压金属板形成。
考虑到其复杂性,形成上部部分的盖可由冲压成金属板的五个独立元件制成。这五个金属板通过焊接彼此组装。下箱体由多个零件构成,但只有其中两个确保密封,这两个冲压金属板也通过焊接进行联接。
尤其在机动车辆领域中,借助于密封条来确保两个金属板零件之间的密封。然而,因为所要求的高密封等级,在两个金属板零件之间植入的简单密封条不足以确保该等级。
第一个建议是使用一些充气插件来确保金属板之间的密封。该技术是昂贵的并且具有体积大的缺点,因此与电池箱的环境不兼容。
电池箱通常是尽量紧凑的以便将最大数量的模块放置在最小的空间中。该紧凑性目的导致在结构元件之间留有很少的空间,所述结构元件是指电池箱的金属板以及电动构件。在电池箱与车辆基座之间留有的外部空间也很小。
第二个建议是使用密封条技术,所述密封条在组装两个金属板后通过涂覆(peinture)进行布置,这是一种比充气插件体积小的已知实践方法。然而,这些密封条必须经再处理以变得平滑。该操作是不可避免的以便不造成靠近所述电池箱的外部环境或内部环境。一旦变得平滑,该密封条就没有任何额外厚度,因为该密封条刚好留有用于覆盖两个金属板之间的空间所需的材料量。
然而,经平滑的密封条不够坚固,因为其更薄并且因此更脆弱。电池箱参与车辆的性能,例如扭力性能或遭受冲击时的暴露(exposition),如果以扭力性能为示例,通过数值评估可知,电池箱的金属板之间的连接区域(也就是金属板之间的焊接点所位于的区域)发挥作用。
因此,金属板之间的相对位移导致使密封条破裂,特别是更脆弱的经平滑的密封条,破裂的密封条不再确保其主要的密封功能。
第三个建议是在加固(au ferrage)时使用密封条。与涂覆的密封条不同,密封条在组装两个金属板前布置。这种密封条因此具有的优点在于在两个金属板之间压紧并因此不占用空间。其缺点是,不能够在具有复杂形状的两个零件(例如两个U形零件)之间进行密封。
例如,应确保预先布置在两个金属板的其中一个上的胶条被部分晾干并且在将两个金属板的一个贴于另一个上时发生变形。胶条粘附在下降的金属板上,该密封条的其余部分与该金属板缠绕。
在组装结束时,密封条的质量不能保证。因此,根据经验,认为在两个金属板(尤其是具有U形并且彼此嵌套的金属板,也称作U形在U形中的形式的金属板)之间加固时布置的密封条不能够被证明是密封的。
然而,电池箱并且尤其是该电池箱的上部部分可具有区域组装的三个金属板,以形成具有U形在U形中的形式的金属板组装件。总之,对于例如电池箱的要求高密封等级的零件,加固时布置密封胶条的技术不能够保持其通常的形式。
发明内容
因此,本发明所基于的问题是通过一些简单有效的手段来确保端部部分重叠的两个金属板之间的高密封等级。
为实现该目的,本发明提供了一种用于组装至少两个金属板的方法,其中,第一金属板的端部部分与至少第二金属板的端部部分重叠,所述方法包括以下步骤:
-沿所述金属板的其中一个的端部部分的宽度施加密封胶条,
-将所述端部部分重叠并且将所述胶条压紧在所述端部部分之间,
-将所述端部部分局部地彼此一体连结,
-将胶合剂型的第一密封条施加在所述第一金属板的端部部分的自由端部上以及与所述第二金属板相对的区域上,
-将所述至少两个金属板翻转,并且将胶合剂型的第二密封条施加在所述第二金属板的端部部分的自由端部上以及与所述第一金属板相对的区域上。
有利地且非限制性地对于实施电池箱,本发明的建议旨在在所述至少两个金属板的端部的部分重叠位置处实施三重密封屏障。
对于金属板,并非必须理解为具有平坦表面的元件,金属板可冲压成具有任何变形,尤其是具有U形截面。所述重叠可非限制性地指将U形第一金属板的端部部分引入到同样具有U形截面的第二金属板中,或指将例如形成圆柱体的本身折叠的金属板引入到另一个同样形式的金属板中。
对于两个金属板的端部部分的重叠,理解为端部部分的叠置,一个金属板的端部部分嵌套在另一个金属板的端部部分中,例如一个具有U形截面的金属板嵌套在一个同样具有U形截面的金属板中。其它重叠的可能性也是存在的,例如具有闭合或未闭合圆弧形式的金属板的重叠。
三重密封屏障旨在在组装两个金属板前施加密封胶条,并且借助于通过将两个胶合剂型的密封条在涂覆时布置到两个金属板的每个的自由端部上而实施的两个额外屏障来实施密封。上述两个胶合剂型的密封条经完美平滑以便不造成靠近环境。
这两个措施不仅是已知手段的并置,而且在彼此之间具有交互作用。
在两个金属板之间压紧的胶条的优点在于填充了重叠的或彼此嵌套的两个金属板之间形成的孔。因此所述胶条的应用与两个金属板的一体连结之间产生交互,所述两个金属板压紧所述胶条并且将该胶条至少局部地均匀分布在所述两个金属板的两个端部部分之间。
实际上,根据经验已知,填充于金属板之间的弯曲处的间隙的胶条可大大提高硬度。该增大的硬度能够较少促动两个金属板的端部处的密封条,该位置的密封条对于在这些在金属板之间存在较大相对运动的区域中发生破裂的风险是非常敏感的。密封胶条还能够在由两个金属板的接合处形成的拐角之间对每个金属板的自由端部处的每个密封条形成额外的支撑。实际上,根据组装规则,在一个金属板的自由端部与另一个金属板之间存在一些必须的间隙,所述间隙形成腔或孔。布置在两个金属板之间的胶填充这些腔。
三个密封条具有不同特性和不同应用方式,其中,所述胶条和自由端部第一和第二密封条能够具有互补性,每个条弥补了另一个的缺陷从而形成可靠而持久的密封。
实际上,胶条在自由端部第一和第二密封条的其中一个可能松动时确保了保护。相反地,自由端部第一和第二密封条在胶条可能不太有效的组装直线移动中是有效的,补偿了仅采用胶条带来的缺点。
有利地,通过焊接或通过在至少一组冲头与模具之间冲压所述至少两个金属板来实施所述一体连结。
有利地,所述焊接在所述端部部分的远离所述胶条的部分上执行,所述焊接是点焊或激光焊。
有利地,所述第一密封条和所述第二密封条经平滑以便不朝向所述第一金属板的端部部分或所述第二金属板的端部部分的自由端部的外部突起。该措施可能减小由金属板的自由端部处的密封条确保的密封,但有利于不形成从两个金属板突起的突点(point d’accroche)。
平滑操作旨在留出严格要求的充足的胶合剂以确保在组装件的金属板之间的密封。因此,在本发明的上下文中,外部条(即自由端部密封条)经平滑以便不减小与所述至少两个金属板的组装件的周围(environnante)零件的功能间隙。
有利地,所述第一密封条和所述第二密封条在电泳过程中及随后在所述至少两个金属板通过干燥炉时实施。
因此,本发明的优点在于在不干扰涂覆步骤的同时与电泳以及通过干燥炉的步骤相兼容,特别是这些处理的应用使第一密封条和第二密封条的密封特征最佳化。
本发明还涉及一种由至少两个金属板形成的零件,所述至少两个金属板根据上述方法来组装,其特征在于,所述零件的所述至少两个金属板包括在所述至少两个金属板之间的三重密封联接,所述三重密封联接一方面由所述至少两个金属板的端部部分之间的密封胶条形成,另一方面由所述至少两个金属板的重叠的端部部分的各自自由端部处的第一密封条和第二密封条形成。
在优选实施例中,所述零件是用于至少一个动力电池的电池箱,所述电池箱实施成用于所述至少一个动力电池的密封盒体,并且包括形成盖的上部部分和独立于所述上部部分的下部部分,以及插入在所述上部部分和下部部分的轮廓之间的密封垫,至少所述盖包括彼此相邻且彼此之间一体连结的多个元件,所述至少两个金属板每个形成所述盖的两个相邻元件的其中一个。
所述密封垫沿着与所述至少两个金属板的端部部分之间的密封胶条的平面以及与所述至少两个金属板的重叠的端部部分的各自自由端部处的第一密封条和第二密封条的平面垂直的平面延伸,这些条实施所述三重屏障式密封,能够使这些屏障彼此关联(boucler)并且确保最佳的密封。
有利地,所述盖包括至少三个相邻的元件,每个元件与相邻的元件或分开地与多个相邻的元件中的每个形成所述至少两个金属板的组装件。
有利地,所述盖包括五个相邻的元件,并且所述下部部分包括彼此之间一体连结并且形成所述至少两个金属板的两个元件。
本发明涉及一种至少一个牵引电池和集成有所述牵引电池的电池箱的组件,其特征在于,所述电池箱是上述类型的,所述电池箱容置有除所述至少一个牵引电池之外的辅助构件,所述辅助构件单独地或组合地在一个或多个电子箱、一个或多个继电器箱以及一个或多个功率采集电导体(conducteur électrique de puissance et d’acquisition)之间选择。
附图说明
通过阅读以下作为非限制性示例给出的详细描述和附图,本发明的其它目的、特征和优点显示地更加清楚,在附图中:
-图1的上方透视图示意性示出了电池箱的上部部分的一部分,所述电池箱集成有机动车辆的牵引电池,所述上部部分包括通过根据本发明的组装方法一体连结的金属板元件,
-图2的剖视图示意性示出按照根据本发明的组装方法一体连结的两个金属板部分,
-图3的剖视图示意性示出两个金属板的重叠,并且展示了所述两个金属板之间的中空空间,这些中空空间可在根据本发明的方法的实施期间由胶水填满。
具体实施方式
应当注意到,附图仅作为示例给出且并不限制本发明。这些附图构成旨在促进对本发明的理解的原理示意图,并且不一定符合实际应用的比例。尤其是,不同元件的尺寸不代表实际情况。
在下文中,参考组合使用的全部附图。当参考一个或多个特定附图时,这些附图应与其它附图组合使用以识别所指示的附图标记。
图1示出电池箱7的上部部分7a的一部分,所述电池箱用于机动车辆的牵引电池并且用于与所述电池相关联的一些辅助构件。电池箱7的这种上部部分7a可包括五个元件,其中四个在图1上以附图标记1和2示出,这些元件由弯曲的金属板制成。在该非限制性实施例中,可存在三个一体连结区域Z1至Z3,对于这三个一体连结区域实施根据本发明的组装方法。
参考所有附图并且主要参考图2,本发明涉及一种组装至少两个金属板1、2方法,其中,第一金属板1的端部部分1a与至少第二金属板2的端部部分2a重叠,所述方法包括以下步骤。
第一步骤是沿金属板1、2的其中一个的端部部分的宽度施加密封胶条3。胶条3连续地布置在该组装件的两个金属板1、2的其中一个上。胶条3的特性能够确保密封的性能。
可恰好在组装两个金属板1、2期间在加固时放置该密封条,也可在该组装的上游阶段放置该密封条,例如在两个金属板1、2的其中一个的供应商处放置该密封条。
第二步骤是将端部部分1a、2a重叠,同时将胶条3压紧在端部部分1a、2a之间,该重叠是预先限定的并且可能不仅仅包括将金属板1、2的端部部分1a、2a叠置。
在将所述至少两个金属板1、2应用成彼此在彼此之上的时刻,胶条3被压紧,并且在两个金属板1、2之间的重合区域的绝大部分上分散。
对于具有U形截面的金属板1、2且一个金属板嵌套在另一个金属板中(这不是限制性的),认为在两个金属板1、2之间压紧的胶条更有益于填充形成在两个金属板1、2之间的孔9。这在图3上示出。
再次主要参考图2,第三步骤是将所述至少两个金属板1、2的端部部分1a、2a局部地彼此一体连结。可通过焊接或通过在至少一组冲头与模具之间冲压所述至少两个金属板1、2来实施该一体连结。但该类型的一体连结不是限制性的。
所述焊接可在端部部分1a、2a的远离胶条3的部分6上执行,所述焊接能够是点焊或激光焊。该类型的焊接不是限制性的。实际上,胶条3可远离焊接区域布置以便不产生有害气体排放,该有害气体排放可在焊接期间产生。
第四步骤是将胶合剂型的第一密封条4施加在第一金属板1的端部部分1a的自由端部上以及与第二金属板2相对的区域上。
因此,在经组装且机械联接的所述至少两个金属板1、2的其中一个1的端部部分1a的自由端部上布置胶合剂型的第一密封条4(或自由端部密封条)。该由胶合剂制成的自由端部第一密封条4可在涂覆步骤时布置,也可在该组装的上游阶段布置,例如在还负责该组装的供应商处布置。
该自由端部第一密封条4在所述至少两个金属板1、2的其中一个的自由端部1a处覆盖所述至少两个金属板1、2的外显(apparente)接合部2。
自由端部第一密封条4在其初始形式中通常为4至5mm厚,并且有利地经平滑以便不朝向承载该密封条的金属板的端部部分的自由端部的外部突起。该第四步骤因此能够实施第二密封屏障。
该第四步骤之后为第五步骤,第五步骤旨在将所述至少两个金属板1、2翻转,并且将胶合剂型的第二密封条5施加在第二金属板2的端部部分2a的自由端部上以及与第一金属板1相对的区域上。
第五步骤类似于第四步骤,但自由端部第二密封条5这次布置在该组装件的与承载有自由端部的密封条4的表面相反的表面上,这需要将所该组装件翻转。
自由端部第二密封条5可经平滑以便满足布局限制。这能够不减小与可位于如此实施的所述至少两个金属板1、2的组装件内部的零件的功能间隙。
例如对于电池箱7,在本发明的范围中,非限制性地,这些零件7能够是电动模块、一些高压汇流条电导体或对接触和摩擦敏感的其它已知构件。
因此借助于在所述至少两个金属板1、2之间的胶条3以及在所述至少两个金属板1、2的两个相反表面上的胶合剂型的自由端部第一和第二密封条4、5,获得了三重密封屏障。
自由端部第一和第二密封条4、5可在电泳过程中及随后在所述至少两个金属板1、2通过干燥炉时实施。
实际上,自由端部第一和第二密封条4、5在通过电泳炉后(因此在烘干后)获得更好的最终特性,以到达最佳和最终的交联(réticulation)。
自由端部第一和第二密封条4、5因此与在电泳池中通过以及与在高温炉中通过是兼容的。
密封条在通过炉之后固化的该特性也是有利的,因为该特性能够在该方法的实施期间直接检测该组装件。对于电池箱7的一种非限制性示例,该电池箱作为在组装所述至少两个金属板1、2时获得的零件,上部盖7a的密封可通过加压或降压进行测试,而无需等待胶合剂型的自由端部第一和第二密封条4、5的交联。
实际上,已知有时会通过不通过电泳炉的胶合剂来实施密封,这导致了较长的等待时间,因此建立了流通管理区域以便不中断生产线。如果对于密封测试在加压时未达到交联,密封条会被压力推出,该现象不会发生在使用交联的密封条的情况下。
尤其参照图1和图2,本发明还涉及一种由按照上文描述的方法组装的至少两个金属板1、2形成的零件7。
零件7的所述至少两个金属板1、2包括在所述至少两个金属板之间的三重联接或密封屏障,所述三重联接或密封屏障一方面由所述至少两个金属板1、2的端部部分1a、2a之间的密封胶条3形成,另一方面由所述至少两个金属板1、2的重叠的端部部分1a、2a的各自自由端部处的第一和第二密封条4、5形成。
在优选的但非限制性的应用中,所述零件能够是用于至少一个动力电池的电池箱7,该电池箱7实施成用于密封所述至少一个动力电池的密封盒体。这种电池箱7可由冲压的不锈钢金属板元件1、2形成,例如冲压的铝板或复合材料板1、2。
电池箱7可包括形成盖的上部部分7a和独立于上部部分7a的下部部分(该下部部分在图1上未示出),以及插入在上部部分和下部部分的轮廓之间的可拆卸的密封垫8。该密封垫8通常是具有将在下文更精确地描述的特定特性的密封垫。
电池箱7的至少盖7a或上部部分可包括彼此相邻且彼此之间一体连结的多个元件。至少相邻的两个金属板1、2的组装件可通过如上文描述的方法制成,并且具有三重密封屏障,所述至少两个金属板1、2每个形成盖7a的两个相邻元件的其中一个。
盖7a或下部部分的元件能够具有U形截面并且彼此嵌套。这些元件因此对于每个元件而言具有不同尺寸的平行六面体形状,并且在一个表面上完全打开,盖7a的元件的打开的表面与下部部分的元件的其中一个的打开的表面相对。
盖7a可包括至少三个相邻的元件,每个元件与相邻的元件或分开地与多个相邻的元件中的每个形成所述至少两个金属板1、2的组装件。
在优选的实施例中,盖7a可包括五个相邻的元件,并且所述下部部分可包括彼此之间一体连结并且形成所述至少两个金属板1、2的两个元件。仅四个元件在图1上示出,但上部盖7a的该局部视图不是限制性的。
因此,在该优选实施例中,三重密封屏障可应用于构成上部盖7a的五个元件的U形冲压金属板1、2的重叠区域上,也可应用于所述电池箱的下部部分的两个元件之间的单个重叠区域上。
一个特定的优点是,对于盖7a如此获得的三重密封屏障以及在所述下部部分的两个元件之间获得的三重密封屏障尤其适配于密封垫8,所述密封垫位于电池箱7的形成上部部分的盖7a与下部部分之间。
三重屏障的经平滑的密封条非常有利于密封条的粘合力,密封条的粘合力不能承受由两个金属板1、2的重合产生的台阶形式。符合根据本发明的方法的实施的三重屏障或密封联接的获得能够使由金属板1、2的重合而产生的台阶变得平滑,这保证了密封条的密封性。
三重密封屏障的存在不需要增加金属板1、2之间的重合区域的尺寸,这尤其能够确保电池箱7装配在机动车辆的底座上并且确保同在电池箱外部一样的在所述电池箱内部的良好间隙。
本发明涉及一种至少一个牵引电池和集成有所述牵引电池的电池箱7的组件。电池箱7如前文所述且具有多组三重联接或密封屏障。
电池箱7容置有除所述至少一个牵引电池之外的辅助构件,所述辅助构件单独地或组合地在一个或多个电子箱、一个或多个继电器箱以及一个或多个功率采集电导体之间选择。
所有这些辅助构件与电池容置在盖7a的一个或多个平行六面体中空元件中,所述平行六面体中空元件与所述下部部分的对应元件结合以形成所述密封中空组件。
本发明不限于所描述及所示出的实施方式,这些实施方式仅作为示例给出。
Claims (10)
1.一种用于组装至少两个金属板(1,2)的方法,其中,第一金属板(1)的端部部分(1a)与至少第二金属板(2)的端部部分(2a)重叠,所述方法包括以下步骤:
-沿所述金属板(1,2)的其中一个的端部部分的宽度施加密封胶条(3),
-将所述端部部分重叠(1a,2a)并且将所述胶条(3)压紧在所述端部部分(1a,2a)之间,
-将所述端部部分(1a,2a)局部地彼此一体连结,
-将胶合剂型的第一密封条(4)施加在所述第一金属板(1)的端部部分(1a)的自由端部上以及与所述第二金属板(2)相对的区域上,
-将所述至少两个金属板(1,2)翻转,并且将胶合剂型的第二密封条(5)施加在所述第二金属板(2)的端部部分(2a)的自由端部上以及与所述第一金属板(1)相对的区域上。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,通过焊接或通过在至少一组冲头与模具之间冲压所述至少两个金属板(1,2)来实施所述一体连结。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述焊接在所述端部部分(1a,2a)的远离所述胶条(3)的部分(6)上执行,所述焊接是点焊或激光焊。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中,所述第一密封条(4)和所述第二密封条(5)经平滑以便不朝向所述第一金属板(1)的端部部分(1a)或所述第二金属板(2)的端部部分(2a)的自由端部的外部突起。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中,所述第一密封条(4)和所述第二密封条(5)在电泳过程中及随后在所述至少两个金属板(1,2)通过干燥炉时实施。
6.一种由至少两个金属板(1,2)形成的零件(7),所述至少两个金属板根据权利要求1至5中任一项所述的方法来组装,其特征在于,所述零件(7)的所述至少两个金属板(1,2)包括在所述至少两个金属板之间的三重密封联接,所述三重密封联接一方面由所述至少两个金属板(1,2)的端部部分(1a,2a)之间的密封胶条(3)形成,另一方面由所述至少两个金属板(1,2)的重叠的端部部分(1a,2a)的各自自由端部处的第一密封条(4)和第二密封条(5)形成。
7.根据权利要求6所述的零件(7),所述零件是用于至少一个动力电池的电池箱(7),所述电池箱(7)实施成用于所述至少一个动力电池的密封盒体,并且包括形成盖的上部部分(7a)和独立于所述上部部分(7a)的下部部分,以及插入在所述上部部分(7a)和下部部分的轮廓之间的密封垫(8),至少所述盖(7a)包括彼此相邻且彼此之间一体连结的多个元件,所述至少两个金属板(1,2)每个形成所述盖(7a)的两个相邻元件的其中一个。
8.根据权利要求7所述的零件(7),其中,所述盖(7a)包括至少三个相邻的元件,每个元件与相邻的元件或分开地与多个相邻的元件中的每个形成所述至少两个金属板(1,2)的组装件。
9.根据权利要求8所述的零件(7),其中,所述盖(7a)包括五个相邻的元件,并且所述下部部分包括彼此之间一体连结并且形成所述至少两个金属板(1,2)的两个元件。
10.一种至少一个牵引电池和集成有所述牵引电池的电池箱(7)的组件,其特征在于,所述电池箱(7)是根据权利要求7至9中任一项所述的零件(7),所述电池箱(7)容置有除所述至少一个牵引电池之外的辅助构件,所述辅助构件单独地或组合地在一个或多个电子箱、一个或多个继电器箱以及一个或多个功率采集电导体之间选择。
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