DE102008008004A1

DE102008008004A1 - Füllkörper zum Verfüllen von Hohlräumen

Info

Publication number: DE102008008004A1
Application number: DE102008008004A
Authority: DE
Inventors: Matthias Dipl.-Ing. Gregor; Jens Dr.-Ing. Meintschel; Dirk Dipl.-Ing. Dr. Schröter
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2008-02-07
Filing date: 2008-02-07
Publication date: 2009-01-29

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Füllkörper (6) zum Verfüllen von Hohlräumen (5, 5'), insbesondere zum Verfüllen von stark zerklüfteten Hohlräumen (5, 5') in Batteriegehäusen (2, 3), wobei der Füllkörper (6) eine flexible Hülle (7) aufweist, welche in der Lage ist, sich an eine Innenkontur des zu verfüllenden Hohlraumes (5, 5') anzupassen, und die Hülle (7) ein Füllmedium, insbesondere ein Gas oder eine Flüssigkeit dicht einschließt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Füllkörper zum Verfüllen von Hohlräumen, insbesondere zum Verfüllen von stark zerklüfteten Hohlräumen in Batteriegehäusen.
Bei Kraftfahrzeugen werden Hohlräume üblicherweise durch den Einsatz von sogenannten „Vergussmassen" verfüllt, um ein Eindringen von Feuchte beziehungsweise Schmutz vermeiden zu können. Derartige Vergussmassen besitzen jedoch eine nicht unerhebliche Dichte, so dass je nach Größe der zu Verfüllenden Hohlräume ein nicht unerheblicher Gewichtseintrag in das Kraftfahrzeug erfolgt. Herkömmliche Vergussmassen besitzen darüber hinaus den Nachteil, dass sie aufgrund der in dem Kraftfahrzeug auftretenden hohen Temperaturschwankungen deutlichen Volumenänderungen unterliegen, wodurch es zu einem ungünstigen Eintrag von Spannungen in das die Vergussmasse umgebende Bauteil kommen kann. Neben diesen Vergussmassen kommen auch Füllkörper mit festem beziehungsweise veränderlichem Volumen, zum Beispiel Schäume, zum Einsatz, wobei diese im ungünstigen Falle Flüssigkeiten, insbesondere Feuchtigkeit, aufsaugen können und dadurch der ursprünglich gewünschten Schutzwirkung entgegen stehen. Darüber hinaus ist eine Belegung verschachtelter beziehungsweise stark zerklüfteter Hohlräume mit derartigen Füllkörpern nicht prozesssicher möglich.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, einen Füllkörper zum Verfüllen von Hohlräumen zu schaffen, welcher insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen Füllkörper mit einem weitgehend festen Volumen, jedoch mit einer flexiblen Form zu schaffen, welcher vergleichbar in der Art eines „Luftballons" in die zu verfüllenden Hohlräume beziehungsweise Zwischenräume eingesetzt werden kann. Hierzu weist der Füllkörper eine flexible und sich an eine Innenkontur des zu verfüllenden Hohlraumes anpassende Hülle auf, welche ein Füllmedium, insbesondere eine Flüssigkeit oder ein Gas, dicht einschließt. Durch das Einbringen des Füllkörpers in den Hohlraum passt sich dessen Außenkontur dem vorgegebenen Hohlraum an. Durch den erfindungsgemäßen Füllkörper lässt sich somit in einem zu verfüllenden Hohlraum ein kostengünstiges und Bauraum optimales Leervolumen darstellen, welches – im Vergleich zum vollständigen verfüllen mit einer Vergussmasse – erheblich zur Gewichtsreduzierung beiträgt. Durch die flexible Hülle des Füllkörpers ist dieser in der Lage, auch in verschachtelte, insbesondere hinterschnittartig ausgebildete Hohlräume, eingesetzt zu werden und diese prozesssicher zu verfüllen. Hierbei ist denkbar, dass der zwischen dem Füllkörper und dem zu verfüllende Hohlraum noch verbleibende Spaltraum zusätzlich mit einer Vergussmasse vergossen wird, wobei die relativ schwere Vergussmasse dann nur noch in dem volumenmäßig sehr kleinen Spaltraum eingebracht werden muss, während der Füllkörper selbst das relativ große zu verfüllende Hohlraumvolumen gewichtsminimierend ausfüllt.
Zweckmäßig weist die Hülle eine schließbare Füllöffnung auf, über welche sie mit dem Füllmedium befüllbar ist. Dies ermöglicht ein Einbringen der zunächst leeren Hülle des Füllkörpers in den zu verfüllenden Hohlraum, wobei diese nach dem Erreichen ihrer Einbaulage mit dem Füllmedium, insbesondere einem Gas, befüllt, insbesondere aufgeblasen wird und sich dadurch vorzugsweise exakt an eine Innenkontur des zu verfüllenden Hohlraumes anlegt. Im zunächst leeren Zustand lässt sich dabei die Hülle des Füllkörpers deutlich einfacher in den zu verfüllenden Hohlraum einbringen, was zu einem verbesserten Füllergebnis führt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sind das Füllmedium und/oder die Hülle des Füllkörpers isolierend bezüglich Temperatur und/oder Elektrizität ausgebildet. Hierbei können beispielsweise spezielle Gase beziehungsweise Kunststoffe eingesetzt werden, welche den Füllkörper insgesamt elektrisch nicht leitend machen. Durch eine thermische Isolierung ist es zudem möglich die aus dem Stand der Technik auftretenden Materialspannungen zu reduzieren, was zu einer deutlichen Reduzierung der Bauteilbelastung führt.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombi nationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
1a, b unterschiedliche Schnittdarstellungen durch eine Energiespeichereinrichtung, in welcher erfindungsgemäße Füllkörper zum Verfüllen von Hohlräumen eingebracht sind,
2a bis c unterschiedliche Formen von Füllkörpern,
3a, b unterschiedliche Anwendungsbeispiele für die erfindungsgemäßen Füllkörper.
Entsprechend 1 weist eine Energiespeichereinrichtung 1, welche beispielsweise als Fahrzeugbatterie ausgebildet ist, ein Innengehäuse 2 sowie ein Außengehäuse 3 auf. Innerhalb des Innengehäuses 2 sind Speicherzellen 4, welche hier in der Art von zylindrisch langgestreckten Stäben ausgebildet sind, angeordnet und übernehmen die eigentlich Energiespeicherung. Zwischen dem Innengehäuse 2 und dem Außengehäuse 3 ist üblicherweise ein isolierender Hohlraum 5 vorgesehen, welcher die auftretenden Temperaturschwankungen zwischen dem Inneren der Energiespeichereinrichtung 1 und einer Umgebung derselben zumindest dämpft. Zwischen den einzelnen Speicherzellen 4 ist dabei innerhalb des Innengehäuses 2 ein durch die Außenkonturen der Speicherzellen 4 vorgegebener, stark zerklüfteter Hohlraum 5' gegeben. Diesen Hohlraum gilt es zu verfüllen, um einerseits die Speicherzellen 4 abstützen zu können und andererseits einen Feuchte- und Schmutzeintrag zumindest reduzieren zu können.
Zum Verfüllen des Hohlraums 5' beziehungsweise auch des Hohlraumes 5 kann nun ein erfindungsgemäßer Füllkörper 6, der in jeweils einer Ausführungsform in den 2a bis 2c gezeigt ist, verwendet werden. Der Füllkörper 6 weist dabei eine flexible Hülle 7 auf, die in der Lage ist, sich an eine Innenkontur des zu verfüllenden Hohlraumes 5', 5 anzupassen und die gleichzeitig ein Füllmedium, beispielsweise ein Gas oder eine Leichtflüssigkeit, dicht einschließt. Dabei kann der Füllkörper 6 eine allseits geschlossene Hülle 7 aufweisen, so dass er in diesem Zustand in den Hohlraum 5, 5' eingebracht, insbesondere eingestopft, werden muss oder aber die Hülle 7 kann eine schließbare Füllöffnung 8 (vgl. 2c) aufweisen, über welche die Hülle 7, insbesondere nach einem Einbringen in den zu verfüllenden Hohlraum 5, 5' mit dem Füllmedium befüllbar ist.
Das Füllmedium selbst kann dabei ebenso wie die Hülle 7 isolierend bezüglich Temperatur und/oder Elektrizität ausgebildet sein, wobei als Material für die Hülle 7 beispielsweise Kunststoff oder Metallfolie in Frage kommt.
Wie die 2a bis 2c zeigen, kann der Füllkörper 6 beispielsweise in der Art von Kissen (2a), von Schläuchen (2b) oder von Ballonen ausgebildet sein, wobei eine ballonartige Ausbildung, wie sie in 2c dargestellt ist, insbesondere dann zum Einsatz kommt, wenn der Füllkörper 6 erst nach einem Einbringen in den zu verfüllenden Hohlraum 5, 5' mit dem Füllmedium befüllt werden soll.
Alternativ ist auch denkbar, dass der Füllkörper 6 eine schaumartige Struktur mit geschlossenen Poren aufweist und beispielsweise im zu verfüllenden Hohlraum 5, 5' durch Aufschäumen hergestellt wird.
Durch den erfindungsgemäßen Füllkörper 6 ist es möglich, auch stark zerklüftete Hohlräume 5, 5' zu verfüllen, wobei sich der Füllkörper 6 mit seiner Außenkontur dem vorgegebenen zu verfüllenden Hohlraum 5, 5' anpasst. Bedingt durch den Druck des Füllmediums ist der Füllkörper 6 durch Außenkräfte nur gering verformbar, so dass ein zwischen dem Füllkörper 6 und dem zu verfüllenden Hohlraum 5, 5' verbleibender Spaltraum, welcher nicht gänzlich vom Füllkörper 6 ausgefüllt werden kann, beispielsweise mit einer zusätzlichen Vergussmasse verfüllt werden kann, ohne dass sich hierbei der Füllkörper 6 wesentlich verformt. Je nach Druck des Füllmediums sowie nach Wahl des Füllmediums, beispielsweise ob hier eine Flüssigkeit oder ein Gas eingesetzt wird, kann zusätzlich Einfluss auf die Verformbarkeit genommen werden.
Generell ist dabei vorgesehen, dass das Material des Füllkörpers 6, insbesondere das Material der flexiblen Hülle 7 thermisch belastbar und wenig saugfähig ist, so dass eine Agglomeration von Feuchtigkeit im zu verfüllenden und zu versiegelnden Hohlraum 5, 5' vermieden werden kann.
Durch den erfindungsgemäßen Füllkörper 6 ist eine kostengünstige und bauraumoptimale Darstellung eines Leervolumens in einem zu verfüllenden Hohlraum 5, 5' zur Gewichtsreduzierung erreichbar, wobei durch die Auswahl eines gasförmigen Füllmediums zusätzlich eine gute thermische Isolation erreichbar ist. Durch eine entsprechende Wahl des Materials der flexiblen Hülle 7 ist auch eine hohe thermische Belastbarkeit gegeben, wobei bei einem nachträglichen Verfüllen des zwischen einer Innenwandung des Innengehäuses 2 und dem Füllkörper 6 verbleibenden Spaltraumes durch eine Vergussmasse dieser auch bei einer Zerstörung der Hülle 7 erhalten bleibt. Insbesondere ist aber durch den erfindungsgemäßen Füllkörper 6 ein prozesssicheres Verfüllen von stark zerklüfteten Hohlräumen 5, 5' möglich.

Claims

Füllkörper (6) zum Verfüllen von Hohlräumen (5, 5'), insbesondere zum Verfüllen von stark zerklüfteten Hohlräumen (5, 5') in Batteriegehäusen (2, 3), – wobei der Füllkörper (6) eine flexible Hülle (7) aufweist, welche in der Lage ist, sich an eine Innenkontur des zu verfüllenden Hohlraumes (5, 5') anzupassen, – wobei die Hülle (7) ein Füllmedium, insbesondere ein Gas oder eine Flüssigkeit dicht einschließt.
Füllkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass der Füllkörper (6) eine allseits geschlossene Hülle (7) aufweist, welche das Füllmedium dicht einschließt, oder – dass die Hülle (7) eine schließbare Füllöffnung (8) aufweist, über welche die Hülle (7) mit dem Füllmedium befüllbar ist.
Füllkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmedium und/oder die Hülle (7) isolierend bezüglich Temperatur und/oder Elektrizität ausgebildet sind.
Füllkörper (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkörper in der Art eines Kissens, eines Schlauches oder eines Ballons ausgebildet ist.