CN112993454A - 用于机动车蓄电池的密封组件和制造这种密封组件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的蓄电池(10)的密封组件，其中，密封组件具有蓄电池(10)的壳体的壳体部件(12)和与壳体部件(12)连接的另外的元件。在该另外的元件与壳体部件(12)之间布置有密封件(18)，用于水密性和/或气密性地封闭蓄电池(10)的壳体内部，其中，在壳体部件(12)与该另外的元件之间构造有朝向蓄电池(10)的周围与密封件(18)邻接的间隙(22)。将填充剂(30)引入到间隙(22)中以保护免受侵入的湿气，其中，填充剂(30)具有持久膏状的稠度。

Description

用于机动车蓄电池的密封组件和制造这种密封组件的方法
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的蓄电池的密封组件以及一种用于制造这种密封组件的方法。
背景技术
电运行的机动车具有蓄电池。这些蓄电池用于供给机动车的电驱动器以电能。出于安全原因，蓄电池布置在比较结实的壳体中。在此通常存在如下要求：必须将该壳体水密性地和/或气密性地实施。因此当蓄电池的另外的元件、尤其蓄电池的壳体与蓄电池的壳体部件连接时，则必须在壳体部件和蓄电池的与壳体部件连接的另外元件之间设置合适的密封件，利用该密封件使蓄电池的壳体水密性和/或气密性地封闭。
WO 2016/096236 A1公开了一种用于蓄电池的这种壳体。在此，在盖件和壳体之间设置有液体密封件。为了使这种液体密封件能够确保电池壳体的水密性和/或气密性的隔绝，在其间布置有液体密封件的密封面必须比较精确地彼此贴靠。密封表面之间的间隙只能是最小的，从而布置在其间的液体薄膜能够确保水密性地和/或气密性的隔绝。此外，蓄电池盖件必须比较刚性地实施和/或用相应多个固定元件压紧到液体密封件处，从而在密封件的整个长度上确保相应窄的间隙并且由此确保液体密封件的足够的密封效果。这要求电池壳体的精确的并且因此比较昂贵的制造。
因此，作为备选方案，在壳体部件和蓄电池的另外元件之间设置其他密封件、尤其是由弹性材料构成的密封件。当壳体部件和蓄电池的另外的元件相互压紧时，这种密封件可能经历弹性变形。由此可以补偿公差，这实现了蓄电池的壳体的总体上成本更有利的制造。
然而在此，这种蓄电池的结构经常要求，在壳体部件和与壳体部件连接的另外的元件之间构造与密封件邻接的间隙。这导致，在蓄电池的这种壳体中，壳体的内部空间通过密封件虽然被充分地保护以免受外部影响、例如侵入的水。然而有可能的是，水侵入到间隙中并且向前侵到直至密封件。在此，水的侵入由于毛细作用如有可能还要被加强，该毛细作用可通过这种间隙的几何结构引起。尤其是当含盐的水进入到这种间隙中时-这种场景对于例如在冬季行驶在撒了盐的道路上使用的机动车完全可以预期到-这可能导致由于腐蚀引起的损坏。
其它可考虑的解决方案是，例如将密封件实施成如此宽，使得不产生这种间隙。备选地和/或补充地，可以在壳体部件与蓄电池的另外的元件之间进行相应的全面的粘合，这同样会防止在构件之间产生这样的间隙。然而，第一种解决方案在结构和制造技术上比较麻烦，而后一种解决方案会显著妨碍这种蓄电池的维护友好性，因为难以将所述另外的元件从所述壳体部件上再松开。例如当该另外的元件是蓄电池的壳体的盖件时，这种解决方案将被删除。
发明内容
因此，本发明的目的在于，说明一种用于机动车的蓄电池的密封组件以及一种用于制造用于机动车的蓄电池的密封组件的方法，所述密封组件在腐蚀保护的同时确保蓄电池的成本有利且维护友好的结构方式。
该目的通过一种用于机动车的蓄电池的密封组件以及一种用于制造用于机动车的蓄电池的密封组件的方法来实现。
根据本发明，该目的由此实现，即，将填充剂引入到间隙中用于保护免受侵入的湿气，其中，填充剂具有持久膏状的稠度。
在此，膏状的填充剂尤其填满间隙。然而无论如何，所述填充剂在间隙中形成阻止湿气侵入到间隙中的屏障。以这种方式，填充剂在一定程度上形成“前置于”密封件的湿气保护。通过防止间隙内的腐蚀，在这种情况下尤其防止密封件由于湿气的瓦解。
已经表明，通过这种持久膏状的填充剂也可以封闭或填满比较宽的间隙，并且因此可以防止侵入到该间隙中。因此，例如已经出人意料地表明，利用Drei Bond GmbH(伊斯马宁)的密封剂Drei Bond 1108可以填满所谈到的蓄电池中出现的间隙。这是出人意料的，因为密封剂Drei Bond 1108在根据制造商说明书在按照规定地用作液体密封件时允许0.1mm的最大间隙宽度。然而，在根据本发明的用作“前置于”密封件的填充剂的情况下，对于密封件之前的取决于结构的间隙，可以观察到多达0.5 mm间隙宽度的间隙可靠填充。
相应地，与密封件邻接的间隙优选地具有至少0.15 mm、尤其至少0.3 mm的最大间隙宽度。
壳体的另外的元件可以是壳体的盖件。用于机动车的蓄电池可以具有壳体，其中壳体的盆状设计的部件利用盖件来封闭。在此，盖件尤其在典型的(至少大致)方形的壳体的两个最大的延伸方向上延伸。在此，鉴于密封件产生特别的挑战，因为所述密封件典型地沿着盖件的外部边缘区域伸延一段比较长的距离。与盖件连接的壳体部件则典型地设计成盆状或者是壳体的设计成盆状的区域的组成部分。壳体部件和/或盖件尤其可以是由金属材料、尤其由铝合金构成的部件。这种金属材料具有良好的机械性质，尤其在机械上耐抗，然而通常需要足够的腐蚀保护。因此，本发明尤其在与金属材料相联系的情况下是有利的。
备选地和/或补充地，所述另外的元件可以是蓄电池的其它元件。所述另外的元件尤其可以是电联接元件、尤其是插头和/或插座。
填充剂可以具有聚酯作为成分。聚酯是塑料，其作为持久膏状的填充剂的成分已证实是合适的，所述填充剂在本发明的意义上可被使用。
同样地，填充剂可具有氧化硅作为成分。已证实，氧化硅可以是持久膏状的填充剂的合适成分，所述填充剂可以与本发明相联系地使用。
填充剂尤其能够具有腈作为溶剂。已表明，腈适合作为溶剂，以便制备适用于本发明目的的持久膏状的填充剂。
填充剂尤其可具有至少100,000 mPa·s的粘度。尤其地，填充剂可具有至少1,000,000 mPa·s的粘度。具有这种粘度的填充剂足够粘稠，从而即使间隙例如在经受运动时也可靠地并且持久地保持在间隙中，所述运动如在机动车的运行中典型地出现的那样。
填充剂优选具有至少150℃、尤其至少200℃的闪点。尤其当出现蓄电池的温度升高时，这有助于运行安全性。
填充剂优选是耐盐水的。在运行中，机动车经常遭受盐水，尤其由于使用了融雪盐。因此，耐盐水的填充剂在密封组件的耐久性方面是有利的。
填充剂尤其是触变填充剂。触变填充剂提供如下优点：粘度由于外部剪切应力而降低，并且在应力结束之后再次升高，优选升高直至其起始值。换言之，触变填充剂在针对性地变形时变得更稀液状。这种触变的填充剂提供如下优点：例如在将另外的元件安装到壳体部件处期间，在这种情况下受机械应力的填充剂能够流动到所形成的间隙中并且填满所述间隙。在安装结束之后-并且因此剪切应力结束-填充剂的粘度再次升高，从而填充剂可靠地保持在间隙中。
密封件尤其可以是泡沫密封件。在此尤其是硅树脂泡沫密封件和/或聚氨酯泡沫密封件。这种泡沫密封件尤其可以以液态的并且优选尚未完全(尤其尚未)发泡的形式涂覆到壳体部件和/或经扩展的元件上。通过发泡，这种密封件还可以补偿比较大的公差并且仍然提供紧密的(尤其水密性的和/或气密性的)密封。在此关联下，如果所述另外的元件是蓄电池的壳体的盖件，则这种泡沫密封件的使用尤其是有利的。已经表明，能够找到由泡沫密封件和填充剂构成的组合，它们彼此化学相容。因此，例如硅树脂泡沫密封件和/或聚氨酯泡沫密封件能够与填充剂Drei Bond 1108组合，而泡沫密封件不被填充剂侵蚀。
备选地和/或补充地，所述密封件可以是插入式密封件。插入式密封件基于其定义的形状尤其也适用于复杂成形的构件的密封，因此当所述另外的元件是电联接元件(尤其如插头和/或插座)时，则这种插入式密封件尤其可被有利地使用。
该另外的元件尤其可以在间隙的区域中与壳体部件螺栓连接。螺栓连接是将两个部件连接的持久且可靠的可行方案，同时该连接是比较成本有利的，尤其当螺栓是螺纹成形的螺栓时。然而，在螺栓连接的区域中，存在对腐蚀的特别易感性，因此本发明恰好在具有螺栓连接的间隙的区域中是特别有利的。在此尤其也已经表明，所述螺栓连接在其耐久性方面不受适合的填充剂的影响。尤其已经表明，适合的填充材料不会蠕行到螺栓连接中。
用于制造用于机动车的蓄电池的密封组件的方法设置成，所述蓄电池具有壳体部件和另外的元件。所述另外的元件与蓄电池连接成使得在壳体部件和所述另外的元件之间构造有间隙。
根据本发明，在将所述另外的元件与壳体部件连接之前，将持久膏状的填充剂绞股状和/或履带状地涂覆到壳体部件和/或所述另外的元件上。
在另外的元件与壳体部件连接时，则尤其使所涂覆的填充剂的绞股体和/或履带体变形，由此以填充剂填满间隙。
该方法的优点在于，填充剂的涂覆能够非常简单地自动化。用于将填充剂涂覆到壳体部件和/或另外的元件上的相应的涂覆装置例如可以通过机器人相对于壳体部件和/或另外的元件运动。
该方法尤其设置成，在将所述另外的元件与所述壳体部件连接之前将用于水密性和/或气密性地封闭蓄电池的壳体的密封件绞股状和/或履带状涂覆到壳体部件和/或另外的元件上。
在此，泡沫密封件尤其以液体的且优选尚未完全地(尤其尚未)发泡的形式涂覆到壳体部件和/或扩展的元件上。
该方法的优点是，密封件的涂覆同样能够非常简单地自动化。用于将密封件涂覆到壳体部件和/或另外的元件上的相应的涂覆装置例如可以通过机器人相对于壳体部件和/或另外的元件运动。
附图说明
下面结合附图描述本发明的另外的实际的实施形式。其中：
图1示出了根据现有技术的用于机动车的蓄电池的示意图，
图2示出了穿过在图1中示出的壳体的剖视图，
图3示出了根据现有技术的图1的蓄电池的盖件和壳体之间的连接的细节剖视图，
图4示出了在蓄电池的盖件和壳体之间的连接的细节剖视图，其中膏状的填充剂引入到盖件和壳体之间的间隙中，
图5示出了在盖件和壳体之间的间隙周围的区域的细节剖视图，其中填充剂被引入间隙中。
具体实施方式
在图1中示出了蓄电池10。该蓄电池具有壳体，该壳体由盆状设计的壳体部件12和壳体盖件14形成。所示类型的蓄电池10能够如所示出的那样具有电联接元件16。这种电联接元件16将蓄电池10的布置在壳体内部的电池单元与能量供给部和/或能量消耗部、例如电动车辆连接。相应地，这种电联接元件16设计用于传输比较大的电功率。由此可得出电联接元件16的结构尺寸，其导致壳体部件12的比较大的局部缺口。因此，应引起在电联接元件16和壳体部件12之间的密封的密封件18也具有相应的长度。
密封件18可在图2中清楚地看到。如所示，密封件18可以是插入式密封件。如在所示的实施例中，可使用多个密封件18，以便相对于壳体部件12密封电联接元件16。在此，密封件18可以如在所示出的实施例中那样布置，从而内部密封件18由外部密封件18包围。如果在密封件18之间的区域中布置固定元件20，则这种布置是尤其有意义的。其中，在所示的实施例中，仅示出了盲铆钉螺母(Blindnietmutter)，而在图2中未示出相关的螺栓。
在电联接元件16和壳体部件12之间可以构造间隙22，该间隙可以是对于侵入到间隙中的液体的作用点。这种间隙22因此可能成为对于腐蚀的作用点。因此，本发明提出将合适的填充剂30 (例如Drei Bond1108)引入到这种间隙22中。在此，填充剂30的引入能够通过将膏状的填充剂30绞股状和/或履带状地涂覆到壳体部件12和/或密封件18上来实现。那么两个部件可以以常规的方式彼此接合。已表明，膏状的填充剂30足够好地分布在间隙22中，以便至少大体上、尤其完全地填满所述间隙，使得能够有利地避免(然而无论如何都能够显著降低)液体(尤其盐水)的侵入和由此产生的腐蚀损害。
间隙22可以如在所示出的实施例中那样布置在两个密封件18之间。这种布置在固定元件20相对于插入式密封件放置和由此导致的水密性和/或气密性方面是尤其有利的，所述水密性和/或气密性通过密封件18实现。
同样尤其可在图2中看出，蓄电池10的盖件14与蓄电池10的壳体部件12通过固定元件24相连接。如在所示的实施例中，固定元件24可以是螺纹成形的螺栓。
在盖件14和壳体部件12之间可以布置有密封件26。该密封件尤其用于将壳体的内部水密性地和/或气密性地封闭。密封件26可为泡沫密封件，尤其为聚氨酯泡沫密封件。在组装蓄电池10的壳体时所述泡沫密封件尤其可通过以下方式产生，即，将泡沫密封件的尚能流动的原材料尤其绞股状或履带状地涂覆到壳体部件12和/或盖件14上。随后，将盖件14与壳体部件12连接，而泡沫密封件26构造在盖件14与壳体部件12之间。这种泡沫密封件虽然可比较简单地制造并且提供良好的水密性和/或气密形的隔绝，然而在盖件14与壳体部件12之间可邻接泡沫密封件26地构造间隙28。所述间隙在图3中以放大的图示再次示出。如可在图3中看到的，间隙28、例如尤其壳体的元件(例如盖件14)弯曲的地方可具有比较大的间隙宽度。已经出人意料地表明，利用持久膏状的填充剂30(例如Drei Bond1108)也可充分可靠地填满这种间隙28。在图4中示意性地示出了引入间隙28中的填充剂30的布置。在比较图3和图4时清楚的是，间隙28如何能够利用填充剂30来充填。
在图5中，这再次以具有偏离地定向的剖切平面的剖视图示出。填充剂30分布在形成于盖件14和壳体部件12之间的间隙中并且在此尤其包围固定元件24，所述固定元件典型地在腐蚀方面同样可能是弱点。在制造这种密封组件时尤其有利的是，在将壳体部件12和盖件14接合在一起之前，也可以将膏状的填充剂30绞股状或履带状地涂覆到壳体部件12和/或盖件14上。在随后将部件接合在一起时构造密封件26并且与其邻接地构造填充剂30的填满间隙28的层。
本发明的在本说明书、附图以及权利要求书中所公开的特征可不仅单独地而且以任意组合地对于本发明在其不同实施形式中的实现而言是重要的。本发明可以在权利要求的范围内并且在考虑到本领域技术人员的知识的情况下进行改变。
附图标记列表：
10 蓄电池
12 壳体部件
14 (壳体的)盖件
16 电联接元件
18 密封件
20 固定元件
22 间隙
24 固定元件
26 (泡沫)密封件
28 间隙
30 填充剂。

Claims (10)

1.一种用于机动车的蓄电池(10)的密封组件，
其中，所述密封组件具有所述蓄电池(10)的壳体的壳体部件(12)和与所述壳体部件(12)连接的另外的元件，
其中，在所述另外的元件与所述壳体部件(12)之间布置有密封件(18、26)，用于水密性和/或气密性地封闭所述蓄电池(10)的壳体内部，其中，在所述壳体部件(12)与所述另外的元件之间构造有朝向所述蓄电池(10)的周围与所述密封件(18、26)邻接的间隙(22)，
其特征在于，
将填充剂(30)引入到所述间隙(22)中以保护免受侵入的湿气，其中，所述填充剂(30)具有持久膏状的稠度。
2.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述另外的元件是所述壳体的盖件(14)。
3.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述另外的元件是电联接元件(16)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的密封组件，其特征在于，所述填充剂(30)具有至少1000,000 mPa·s的粘度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的密封组件，其特征在于，所述填充剂(30)是触变的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的密封组件，其特征在于，所述密封件(26)是泡沫密封件。
7.根据前述权利要求中任一项所述的密封组件，其特征在于，所述密封件(18)是插入式密封件。
8.根据前述权利要求中任一项所述的密封组件，其特征在于，所述另外的元件在所述间隙(22)的区域中与所述壳体部件(12)螺栓连接。
9.一种用于制造用于机动车的蓄电池(10)的密封组件、尤其是根据前述权利要求中任一项所述的密封组件的方法，其中，所述蓄电池(10)具有壳体部件(12)和另外的元件，其中，所述另外的元件与所述蓄电池(10)连接成使得在所述壳体部件(12)与所述另外的元件之间构造间隙(22)，
其特征在于，
在将所述另外的元件与所述壳体部件(12)连接之前，将用于水密性和/或气密性地封闭所述蓄电池(10)的壳体的密封件和持久膏状的填充剂(30)绞股状和/或履带状地涂覆到所述壳体部件(12)和/或所述另外的元件上。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在将所述另外的元件与所述壳体部件(12)连接之前，将用于水密性和/或气密性地封闭所述蓄电池(10)的壳体的密封件(26)绞股状和/或履带状地涂覆到所述壳体部件(12)和/或所述另外的元件上。
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