CN117619657A - 用于供给粘性填充剂材料的注射组件以及用于注射的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种注射组件，所述注射组件用于将源自粘性填充剂材料(4)的供给源组件的所述粘性填充剂材料(4)供给到具有至少一个供给口(12)和至少一个空气排出口的封闭的密封壳体组件(6)中，其中设置有至少一个浇口喷嘴机构(8)和联接机构(10)，其中所述浇口喷嘴机构(8)包括具有纵向轴线LZK的供给通道(16)并且能够经由所述联接机构(10)以流体密封方式可释放地连接到所述壳体组件(6)中的所述供给口(12)，其中流体地连接到所述供给通道(16)的回吸组件(18)设置在所述浇口喷嘴机构(8)上，所述回吸组件包括回吸通道(20)和回吸装置(22)，其中所述回吸组件的纵向轴线LRK与所述纵向轴线LZK以一定角度延伸。本发明还涉及一种用于将粘性填充剂材料(4)注射到壳体组件(6)中的方法。

Description

用于供给粘性填充剂材料的注射组件以及用于注射的方法
技术领域
本发明涉及一种用于将粘性填充剂材料供给到壳体组件(例如电池模块)中的注射组件。本发明还涉及一种用于将粘性填充剂材料注射到壳体组件的方法。
背景技术
在壳体装置中，例如在机动车辆或飞机中使用的电池模块中，在功率消耗或功率输出期间，必须尽可能最佳地加热各个电池单元，以避免损坏电池单元。为此目的，在电池单元与大部分金属壳体内壁之间的电池模块中引入导热性非常好的粘性填充剂材料(也称为间隙填充剂)，以确保从电池单元到实际传热介质的传热。填充剂材料另外所起的作用是补偿壳体组件以及电池单元本身的与制造相关的公差，以便确保散热电池表面与壳体组件的最佳连接。
在代表独立几何形状的所谓整体壳体装置中，粘性填充剂材料通过一个或多个供给口注射到电池表面与壳体内壁之间的现有包封间隙中。应选择供给口，使得注射操作不会受到不同电池单元几何形状或填充过程中其他几何形状影响的公差的阻碍。优选地，从端面进行注射，使得填充剂材料然后理想地经由歧管抵抗重力层状地朝向空气排出口向上推动。期望产生均匀的流动前沿，因为流动前沿的明显领先的区域可能导致气泡被截留，并且因此电池模块由于局部电池单元冷却不充分而被分类为不合格品。前浇口的优点是流动前沿设计更简单，但它也有缺点，即驱动粘性填充剂的注射压力随着流动路径线性增加。因此，供给口处于最高注射压力下，这然后可能导致位于该区的电池单元局部暴露于其可允许的压力负载极限之上。具有仅在传热区中将填充剂材料联接到模块壳体的任务的密封件也受到注射压力的高应力。
另一种选择是填充剂材料的表面(或也可以是中心)注射。有利的是，至少一个供应口定位在待填充容积的突出部的中间，因为与前侧注射相比，在相同几何形状的情况下，流动路径以及因此的注射压力由此减半。在注射操作期间，流入介质中存在压力梯度，该压力梯度在注射点处具有最大值并且在流动前沿处具有最小值。当达到容积填充的状态时，注射压力根据注射策略以不同的速率和强度增加。在这种情况下，基本上区分了压力控制的注射策略与容积流量控制的注射策略，其中也可同时使用两种策略。
在压力控制的情况下，注射压力被指定为目标变量，而测量的注射压力被控制为实际变量。这种策略导致流动前沿速度不是恒定的，而是从注射开始(速度最大)到注射结束(速度最小)减小。这种策略确保注射压力在任何时候都不会超过由电池单元施加的最大压力负载。与容积流量控制相比，这种安全性具有负面影响，表现为更长的注射时间。
在容积流量控制中，每单位时间的注射容积被记录为目标变量，并且由注射单元提供的容积流量被控制为实际变量。这意味着注射压力可在容积填充中急剧增加。这种增加与待填充的几何结构有关，这种几何结构形成单独的并排电池单元。例如，如果由于由电池单元的生产设定的电池单元高度的公差，电池单元仅安装在相对于标称尺度的上公差带处，则电池单元表面与模块壁之间的间隙将相对较小。这导致粘性填充剂材料在恒定流速下需要更高的注射压力以便填充容积，但是间隙也填充得更快(与标称间隙相比)。
因为对注射操作的控制无法在所有情况下都通过光学方式来进行(模块壳体不透明)，并且因为将传感器技术引入到模块壳体中来检测注射操作状态是不经济的，所以外部传感器所生成的实际过程值只能用于过程控制。
容积流量以及压力值必须尽可能接近实际注射点，使得对这些实际变量的系统侧干扰影响可保持尽可能小。然而，由于电池单元和型材壳体的公差范围，每次注射操作没有一致的填充容积，因此注射容积只能用作关于注射操作的质量保证的辅助过程变量。从该事实可看出，在任何情况下，在填充有填充剂材料的容积中产生正压力。在注射已经关闭之后，只要没有容积调节来降低压力，该正压力就不能随先前的容积填充而下降到环境压力。例如，当浇口喷嘴机构与供给口断开时，就会发生这种压力降，并且因此过量的容积可逸出。根据填充剂材料的粘度和流变行为，这可非常快速地或甚至稍微更慢地发生。
另外，正压力导致壳体组件的弹性膨胀，从而使待用填充剂材料填充的空腔过载甚至更多，并且因此在分离时仍有附加的填充剂材料离开供给口。
必须吸收这种泄漏的填充剂材料，然后必须附加地清洁表面。这些附加的工作步骤需要大量的时间并且因此需要大量的成本，特别是在大规模应用中。
从诸如US 4 516 702 A、DE 10 2004 032 273 B4和EP 1 147 820 B1的现有技术中，已知例如用于晶片的密封材料的施加器，施加器中的每个施加器具有昂贵的回吸装置，以便在施加程序完成时抽吸过量的材料。然而，这种施加器装置不适用于将粘性填充剂材料注射到壳体组件中的注射组件中。
发明内容
因此，本发明解决的问题是以简单且廉价的方式避免上述特征。
该问题通过一种注射组件来解决，该注射组件用于将源自供给粘性填充剂材料的供给源组件的粘性填充剂材料供给到具有至少一个供给口和至少一个空气排出口的封闭的密封壳体组件中，其中设置有至少一个浇口喷嘴机构和联接机构，其中浇口喷嘴机构包括具有纵向轴线LZK的供给通道并且能够经由联接机构以流体密封方式可释放地连接到壳体组件中的供给口，其中流体地连接到供给通道的回吸组件设置在浇口喷嘴机构上，该回吸组件包括回吸通道和回吸装置，其中回吸组件的纵向轴线LRK与纵向轴线LZK以一定角度延伸。
根据本发明的注射组件的特征在于，其制造和使用非常简单和便宜，其中可特别容易地收集由于残余压力降低而逸出的流体材料。
在特别有利的实施方案中，回吸装置包括驱动器，该驱动器具有可移动地布置在回吸通道中的回吸活塞。然后，在释放回吸容积时，回吸活塞聚集额外的负压，从而支持流体材料的回流。
在注射组件的一个特别简单的实施方案中，联接机构设置在浇口喷嘴机构上。替代地，联接机构也可被构造为能够插入到供给口中的单个部件。
该问题还通过一种用于借助于这种注射组件来注射粘性填充剂材料的方法来解决，其中在第一步骤中，浇口喷嘴机构流体地联接到供给口；在第二步骤中，开始粘性流体材料的注射操作；在第三步骤中，经由以每单位时间的预定容积作为目标变量的容积流量控制和/或经由以预定注射压力作为目标变量的压力控制来监测注射操作；在第四步骤中，当达到目标变量时停止注射操作；在第五步骤中，驱动回吸装置，使得提供回吸通道；并且在第六步骤中，断开浇口喷嘴机构，其中如果联接机构是整体的，则将联接机构与供给口断开，或者如果联接机构是单个部件，则将浇口喷嘴机构与联接机构分离。
附图说明
将参考附图更详细地解释本发明，在附图中示出了以下内容：
图1是在第一位置连接到壳体组件的注射组件的示意性剖视图，并且
图2是在第二位置连接到壳体组件的注射组件的示意性剖视图。
具体实施方式
如图1和图2所示，根据本发明的用于将粘性填充剂材料4供给到封闭的密封壳体组件6中的注射组件2基本上包括浇口喷嘴机构8和联接机构10。联接机构10以可释放地流体密封方式连接到壳体组件6的侧壁部分14的供给口12。浇口喷嘴机构8经由未进一步示出的注射喷枪流体地连接到供给源组件，以便经由具有纵向轴线LZK的供给通道16将粘性填充剂材料4引导到供给口12。粘性填充剂材料可以是例如1K或2K间隙填充剂。
现在为了防止填充剂材料4在注射过程完成之后的不希望的泄漏，提供了回吸组件18，该回吸组件流体地连接到供给通道16，该组件包括回吸通道20和回吸装置22，其中纵向轴线LRK与纵向轴线LZK以一定角度(在本文中成90°角)延伸。纵向轴线指的是相应的流体通道16、20。在本示例实施方案中，回吸装置22包括驱动器24，该驱动器具有可移动地布置在回吸通道20中的回吸活塞26。
图1现在示出在注射操作期间的注射组件2。回吸活塞26在本文中处于向前位置。填充剂材料4不受干扰地流过回吸组件18进入壳体组件6。
在填充的壳体组件6的情况下，注射压力现在以相同的规格增加。关闭注射压力，但主要维持残余压力累积。为了选择性地降低该残余压力而不将填充剂材料留在壳体组件6的外侧上，注射组件2被转移到图2所示的位置中。
在图2中，回吸组件18的回吸活塞26现在被拉到最后位置。这释放回吸通道20，该回吸通道因此用作针对过量的填充剂材料4的额外的容积。填充剂材料4通过现有的残余压力被引导到回吸通道中。进入回吸通道20的这种回流也由回吸活塞26的缩回从而在回吸通道20中产生负压力来支持。
总之，用于借助于根据本发明的注射组件2来注射粘性填充剂材料4的方法如下进行。在第一步骤中，浇口喷嘴机构8经由联接机构10流体地联接到供给口12。在第二步骤中，然后开始粘性流体材料4的注射操作。在第三步骤中，经由以每单位时间的预定容积作为目标变量的容积流量控制(未进一步示出)和/或经由以预定注射压力作为目标变量的压力控制来监测注射操作，并且在第四步骤中，在达到目标变量时停止注射操作。在第五步骤中，现在驱动回吸装置22(在该示例实施方案中为驱动器24)，使得在回吸通道20中提供回流容积。最后，在第六步骤中，断开浇口喷嘴机构8，其中在集成联接机构10的情况下，将联接机构10与供给口12断开，或者在联接机构10作为单个部件的情况下，将浇口喷嘴机构8与联接机构10分离。
如果由于填充剂材料4的罐装时间而需要冲洗/清洁浇口喷嘴机构8和回吸组件18，则回吸活塞26首先移回到原始位置(根据图1)，并且然后冲洗浇口喷嘴机构8以便此后重新插入。

Claims (5)

1.一种注射组件，所述注射组件用于将源自粘性填充剂材料(4)的供给源组件的所述粘性填充剂材料(4)供给到具有至少一个供给口(12)和至少一个空气排出口的封闭的密封壳体组件(6)中，其中设置有至少一个浇口喷嘴机构(8)和联接机构(10)，其中所述浇口喷嘴机构(8)包括具有纵向轴线LZK的供给通道(16)并且能够经由所述联接机构(10)以流体密封方式可释放地连接到所述壳体组件(6)中的所述供给口(12)，其中流体地连接到所述供给通道(16)的回吸组件(18)设置在所述浇口喷嘴机构(8)上，所述回吸组件包括回吸通道(20)和回吸装置(22)，其中所述回吸组件的纵向轴线LRK与所述纵向轴线LZK以一定角度延伸。
2.根据权利要求1所述的注射组件，其特征在于，所述回吸装置(22)包括驱动器(24)，所述驱动器具有可移动地布置在所述回吸通道(20)中的回吸活塞(26)。
3.根据权利要求1或2所述的注射组件，其特征在于，所述联接机构(10)设置在所述浇口喷嘴机构(8)上。
4.根据权利要求1或2所述的注射组件，其特征在于，所述联接机构(10)被构造为能够插入到所述供给口(12)中的单个部件。
5.一种用于借助于根据前述权利要求中任一项所述的注射组件(2)来注射粘性填充剂材料(4)的方法，其特征在于，在第一步骤中，浇口喷嘴机构(8)经由联接机构(10)流体地联接到供给口(12)；在第二步骤中，开始粘性流体材料(4)的注射操作；在第三步骤中，经由以每单位时间的预定容积作为目标变量的容积流量控制和/或经由以预定注射压力作为目标变量的压力控制来监测所述注射操作；在第四步骤中，当达到所述目标变量时停止所述注射操作；在第五步骤中，驱动回吸装置(22)，使得提供回吸通道(20)；并且在第六步骤中，断开所述浇口喷嘴机构(8)，其中如果所述联接机构(10)是整体的，则将所述联接机构(10)与所述供给口(12)断开，或者如果所述联接机构(10)是单个部件，则将所述浇口喷嘴机构(8)与所述联接机构(10)分离。
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