DE102009028291A1

DE102009028291A1 - Kontaktierungseinrichtung für eine Testanlage

Info

Publication number: DE102009028291A1
Application number: DE102009028291A
Authority: DE
Inventors: Frank Dallinger; Bernhard Gossen; Rainer Kern
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-08-06
Filing date: 2009-08-06
Publication date: 2011-02-10
Also published as: WO2011015555A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kontaktierungseinrichtung (10; 40) für eine Testanlage, wobei die Testanlage eine Prüfkammer (11) aufweist, wobei in einer Wand (12) der Prüfkammer (11) eine Durchgangsöffnung (17) ausgebildet ist, durch die wenigstens eine Leitung (47, 48, 49) zumindest mittelbar hindurchgeführt ist, und wobei die Durchgangsöffnung (17) mittels eines die wenigstens eine Leitung (47, 48, 49) und die Durchgangsöffnung (17) abdichtenden Dichtelements verschlossen ist. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das Dichtelement als wenigstens ein Anschlusskörper (18, 27; 41) ausgebildet ist, durch den die wenigstens eine Leitung (47, 48, 49) zumindest mittelbar hindurchgeführt ist und dass der Anschlusskörper (18, 27; 41) einen flanschartigen Befestigungsbereich (19) an der Prüfkammer (11) aufweist, der die Durchgangsöffnung (17) der Prüfkammer (11) überdeckt und der zumindest mittelbar mit einer Außenwand (15) der Prüfkammer (11) verbunden ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Kontaktierungseinrichtung für eine Testanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Kontaktierungseinrichtung ist bereits allgemein bekannt und weist ein aus Gummi bestehendes Dichtelement auf, durch das die Leitungen hindurchgeführt werden. Das Dichtelement wird zur Prüfkammer und zur Leitung hin beispielsweise mittels Silikon zusätzlich abgedichtet. Nachteilig dabei ist, dass die soweit beschriebenen Kontaktierungseinrichtung jedes Mal manuell den individuellen Anordnungen angepasst werden muss und oftmals nicht druckfest ausgebildet ist. Ferner kommt es zum einen zu relativ hohen mechanischen Belastungen an der Durchgangsöffnung. Undichte Durchführungen sind mit einem Energieverlust verbunden, wenn die Testanlage bzw. die Prüfkammer als Temperaturkammer ausgebildet ist.
Offenbarung der Erfindung
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktierungseinrichtung für eine Testanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass eine standardisierte Durchführung von Leitungen durch eine Testanlage ermöglicht wird, wobei die Leitungen sowohl als fluidische Leitungen, als auch als Stromleitungen ausgebildet sein können. Weiterhin soll ein mechanisch stabiler Aufbau erzielt werden, der an der Durchgangsöffnung der Testanlage möglichst geringe mechanische Spannungen erzeugt. Es soll darüber hinaus auch ein druckdichter Aufbau der Kontaktierungseinrichtung erzielt werden, so dass etwaige Druckverluste an der Testanlage minimiert oder ausgeschlossen werden können. Diese Aufgabe wird bei einer Kontaktierungseinrichtung für eine Testanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, wenigstens einen Anschlusskörper vorzusehen, der die wenigstens eine Leitung dichtend aufnimmt und, dass der Anschlusskörper einen Befestigungsbereich aufweist, welcher flanschartig ausgebildet ist und die Durchgangsöffnung an der Prüfkammer überdeckt und zumindest mittelbar mit einer Außenwand der Prüfkammer verbunden ist. Dadurch lässt sich eine mechanisch definierte und dichtende Verbindung zwischen der Kontaktierungseinrichtung bzw. dem Anschlusskörper und der Durchgangsöffnung der Prüfkammer erzielen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kontaktierungseinrichtung für eine Testanlage sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
Um die Verbindung zwischen dem Anschlusskörper und der Außenwand der Prüfkammer zusätzlich zu verstärken, ist es in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Anschlusskörper im Bereich des Befestigungsbereiches unter Zwischenlage eines vorzugsweise aus Metall bestehenden Verstärkungselementes mit der Außenwand der Prüfkammer verbunden ist.
Eine besonders gute und somit stabile Verbindung zwischen dem Verstärkungselement und dem Anschlusskörper wird erzielt, wenn das Verstärkungselement einen Abschnitt aufweist, der den Anschlusskörper umfasst und in die Wand der Prüfkammer hineinragt.
Um eine einfache Herstellung der Bauteile der Kontaktierungseinrichtung zu ermöglichen, und gleichzeitig die Wand der Prüfkammer mechanisch möglichst wenig zu schwächen, ist es in einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, dass der Anschlusskörper als rotationssymmetrisches hülsenartiges Bauteil ausgebildet ist.
Um die Druckdichtheit der Prüfkammer zu verbessern und gleichzeitig den Anschlusskörper zusätzlich zu führen ist es weiterhin vorteilhaft, wenn der Anschlusskörper auf der einer Innenwand der Prüfkammer zugewandten Seite mit einem insbesondere aus Metall bestehenden Versteifungselement verbunden ist, das die Durchgangsöffnung überdeckt und das mit der Innenwand zumindest in Anlagekontakt angeordnet ist.
Um eine sichere Verbindung des Versteifungselements mit dem Anschlusskörper zu erzielen ist es weiterhin vorgesehen, dass das Versteifungselement den Anschlusskörper an seinem Außenumfang umfasst und mit diesem durch Form- oder Klebeschluss verbunden ist.
In einer alternativen Ausführungsform hierzu ist es vorgesehen, dass die Kontaktierungseinrichtung zwei Anschlusskörper aufweist, wobei der einer Innenwand der Prüfkammer zugeordnete innere Anschlusskörper mit einem flanschartigen Rand die Durchgangsöffnung überdeckt und mit der Innenwand zumindest in Anlagekontakt angeordnet ist und, dass die beiden Anschlusskörper miteinander verbunden sind.
Eine zusätzliche Abdichtung zwischen der Innenwand der Prüfkammer und dem Versteifungselement bzw. dem inneren Anschlusskörper wird erzielt, wenn zwischen der Innenwand und dem Versteifungselement bzw. dem inneren Anschlusskörper eine elastische Schicht angeordnet ist.
Um eine einfache Anpassung des Anschlusskörpers an unterschiedliche Leitungen bzw. Durchführungen zu ermöglichen und gleichzeitig den Anschlusskörper möglichst einfach und wirtschaftlich herstellbar zu machen, ist es vorgesehen, dass der Anschlusskörper aus Kunststoff besteht.
Eine einfache Austauschmöglichkeit der Leitungen sowie eine besonders hohe Dichtheit der Leitungen im Anschlusskörper wird erzielt, wenn der wenigstens eine Anschlusskörper eine Durchgangsbohrung aufweist und wenn in der Durchgangsbohrung eine starres Anschlussadapterelement für die wenigstens eine Leitung angeordnet ist, das mit dem Anschlusskörper dichtend verbunden ist.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Prüfkammer als Temperaturkammer mit einer zwischen der Außenwand und der Innenwand angeordneten Isolationsschicht ausgebildet ist und, dass die Innenwand aus gegenüber der Außenwand dünnerem Material besteht. Eine derartige Prüfkammer weist zum einen eine kurze Ansprechzeit bei Temperaturwechseln auf, und ist andererseits durch die Ankopplung der Kontaktierungseinrichtung an der Außenwand der Prüfkammer besonders leicht bzw. einfach herstellbar.
Vorteilhafterweise lässt sich eine einfache Austauschbarkeit des Anschlusskörpers an der Prüfkammer erzielen, wenn der Anschlusskörper mit der Außenwand der Prüfkammer durch eine lösbare Verbindung, insbesondere eine Schraubverbindung verbunden ist.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele und den Zeichnungen.
Diese zeigen in:
1 eine erfindungsgemäße Kontaktierungseinrichtung für eine Testanlage in einem Längsschnitt,
2 eine gegenüber der Kontaktierungseinrichtung der 1 modifizierte Kontaktierungseinrichtung ebenfalls im Längsschnitt und
3 bis 5 perspektivische Ansichten auf erfindungsgemäße Kontaktierungseinrichtungen unter Verwendung verschiedener Leitungsarten.
In der 1 ist eine Kontaktierungseinrichtung 10 für eine Testanlage dargestellt. Die Testanlage, welche insbesondere dem Testen von nicht dargestellten Lithium-Ionen-Batterien dient, weist eine Prüfkammer 11 auf, die als Temperaturkammer ausgebildet ist. Die Prüfkammer 11 wird durch ein geschlossenes Gehäuse gebildet, welches zumindest Seitenwände und eine Decke aufweist. Die Erfindung wird anhand einer Seitenwand erläutert, welche nachfolgend nur als Wand 12 bezeichnet ist.
Die Wand 12 besteht im Wesentlichen aus drei Schichten. Auf der der Innenseite der Prüfkammer 11 zugewandten Seite weist die Wand 12 eine aus dünnem Blech bestehende Innenwand 13 auf. An die Innenwand 13 schließt sich eine Isolationsschicht 14 an. Die Außenseite der Prüfkammer 11 wird mittels einer aus relativ dickem Blech bestehenden Außenwand 15 gebildet.
Um die in der Prüfkammer 11 angeordneten, nicht dargestellten Prüfvorrichtungen mittels elektrischer Energie oder Fluiden (Flüssigkeiten oder Gasen) zu versorgen ist es erforderlich, durch die Wand 12 die erforderlichen Leitungen hindurchzuführen. Hierzu ist in der Wand 12 eine Durchgangsöffnung 17 ausgebildet. Die Durchgangsöffnung 17 ist insbesondere rund und weist im Bereich der Innenwand 13 und der Außenwand 15 denselben Durchmesser auf.
Die mit der Durchgangsöffnung 17 in Wirkverbindung angeordnete Kontaktierungseinrichtung 10 weist einen insbesondere aus Kunststoff bestehenden Anschlusskörper 18 auf, wobei der Kunststoff eine relativ hohe Härte (Formstabilität) und Wärmeunempfindlichkeit (wegen der Ausbildung der Prüfkammer 11 als Temperaturkammer) aufweist. Der Anschlusskörper 18 ist zylindrisch bzw. rohrförmig ausgebildet und weist auf der der Außenwand 15 zugewandten Seite einen flanschartig ausgebildeten Befestigungsbereich 19 auf. Der Befestigungsbereich 19 weist eine derartige Größe bzw. einen derartigen Durchmesser auf, dass er die Durchgangsöffnung 17 vollständig überdeckt. Der Anschlusskörper 18 ist mit seinem Befestigungsbereich 19 mit der Außenwand 15 unter Zwischenlage eines Verstärkungselements 20 mittels Befestigungselementen, insbesondere Schraubverbindungen 21, kraftschlüssig und lösbar verbunden.
Das Verstärkungselement 20 besteht vorzugsweise aus Metall und umfasst den Anschlusskörper 18 mittels eines rohrartigen Abschnitts 22 formschlüssig. An den rohrartigen Abschnitt 22 schließt sich auf der dem Befestigungsbereich 19 zugewandten Seite ein flanschförmig umlaufender Verstärkungsring 23 an. Der Verstärkungsring 23 weist denselben Außendurchmesser auf wie der Befestigungsbereich 19 des Anschlusskörpers 18, wobei im Verstärkungsring 23 im Bereich der Schraubverbindungen 21 entsprechende Durchgangsbohrungen 24 für die Schraubverbindungen 21 ausgebildet sind. Der rohrartige Abschnitt 22 des Verstärkungselements 20 ragt in die Durchgangsöffnung 17 bis in den Bereich der Isolationsschicht 14 hinein.
Der Anschlusskörper 18 ragt mit seiner der Innenwand 13 zugewandten Stirnfläche 25 bis in einen Bereich nahe der Innenwand 13 in der Durchgangsöffnung 17 heran. Der Anschlusskörper 18 wirkt an der Stirnfläche 25 mit einem inneren Anschlusskörper 27 zusammen. Der innere Anschlusskörper 27 ist ringförmig ausgebildet, besteht vorzugsweise aus Metall, und weist einen flanschartig umlaufenden Rand 28 auf, der an der Innenwand 13 anliegt. Hierbei kann zwischen der Innenwand 13 und dem Rand 28 eine elastische, der Abdichtung dienende Schicht 30, beispielsweise aus Zellkautschuk angeordnet sein. Der innere Anschlusskörper 27 weist auf der der Stirnfläche 25 des Anschlusskörpers 18 zugewandten Seite denselben Außendurchmesser auf wie der Anschlusskörper 18 und liegt mit seiner Stirnfläche 29 vollflächig auf der korrespondierenden Stirnfläche 25 des Anschlusskörpers 18 an. Die Verbindung zwischen den beiden Anschlusskörpern 18 und 27 erfolgt bevorzugt durch lösbare Schraubverbindungen 31. Sowohl durch den Anschlusskörper 18, als auch durch den inneren Anschlusskörper 27 führt jeweils wenigstens eine Durchgangsbohrung 32, 33, die fluchtend zueinander angeordnet sind.
In den Durchgangsbohrungen 32, 33 ist beispielhaft ein aus Metall bestehender Anschlussbolzen 35 hindurchgeführt. Hierbei liegt der Anschlussbolzen 35 bevorzugt mit seinem Außendurchmesser an den Durchgangsbohrungen 32, 33 an und ist mittels Bunden 36, 37 zu den Durchgangsbohrungen 32, 33 abgedichtet. Der Anschlussbolzen 35 weist eine Durchgangsbohrung 38 auf, durch die beispielsweise ein Fluid oder ein Gas hindurchgeführt werden kann. Hierzu sind entsprechende Anschlussleitungen mit den jeweiligen Enden des Anschlussbolzens 35, beispielsweise über nicht dargestellte Fluidkupplungen verbindbar.
Bei der in der 2 dargestellten Kontaktierungseinrichtung 40 ist der Anschlusskörper 41 im Gegensatz zum Anschlusskörper 18 bei der Kontaktierungseinrichtung 10 derart ausgebildet, dass er eine Länge aufweist, die größer ist als die Dicke der Wand 12, so dass er mit einem im Bereich 42 in den Innenraum der Prüfkammer 11 hineinragt. Anstelle eines inneren Anschlusskörpers 27 wie bei der Kontaktierungseinrichtung 10 wirkt der Anschlusskörper 41 bei der Kontaktierungseinrichtung 40 mit einem insbesondere aus Metall bestehenden Versteifungselement 44 zusammen. Das Versteifungselement 44 weist einen ringförmigen Bereich 45 auf, der einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als die Durchgangsöffnung 17 an der Innenwand 13, so dass der ringförmige Bereich 45 die Durchgangsöffnung 17 vollständig überdeckt. Weiterhin weist das Versteifungselement 44 einen rohrartigen Abschnitt 46 auf, der auf den Anschlusskörper 41 aufgeschoben und mit diesem durch Form-, Reib- oder Klebeschluss verbunden ist. Weiterhin ist insbesondere vorgesehen, dass zwischen der Innenwand 13 und der zugewandten Seite des ringförmigen Bereichs 45 des Versteifungselements 44 eine elastische Schicht 30 beispielsweise in Form von Zellkautschuk angeordnet ist.
In den 3 bis 5 sind verschiedene Ausführungsformen von Leitungen dargestellt. So erkennt man anhand der 3 mehrere elektrische Leistungsanschlüsse 47, die der elektrischen Energiezuführung und Energieabführung dienen können. In der 4 sind hingegen zwei Fluidleitungen 48 dargestellt, mittels der Fluide zu der Prüfeinrichtung zugeführt bzw. von dieser abgeführt werden können. In der 5 wiederum ist der Fall dargestellt, in der diverse Pneumatikleitungen 49 Verwendung finden.
Die soweit beschriebenen Kontaktierungseinrichtungen 10 und 40 können in vielfältiger Art und Weise modifiziert bzw. abgewandelt werden. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass eine Kombination aus verschiedenen Leitungsarten vorgesehen ist, z. B. eine Fluid- und eine Pneumatikleitung oder aber eine Stromleitung und eine Pneumatikleitung. Auch können anstatt eines durchgehenden Anschlussbolzens 35 zwei Anschlussbolzen vorgesehen sein, die von der Innenseite bzw. der Außenseite der Prüfkammer 11 mit der Kontaktierungseinrichtung 10, 40 verbunden werden. Weiterhin kann auch auf Anschlussbolzen ganz verzichtet werden und die Leitung direkt, ggf. unter Verwendung von Dichtmitteln wie Silikon, durch den bzw. die Anschlusskörper 18, 27, 41 hindurchgeführt werden.

Claims

Kontaktierungseinrichtung (10; 40) für eine Testanlage, wobei die Testanlage eine Prüfkammer (11) aufweist, wobei in einer Wand (12) der Prüfkammer (11) eine Durchgangsöffnung (17) ausgebildet ist, durch die wenigstens eine Leitung (47, 48, 49) zumindest mittelbar hindurchgeführt ist, und wobei die Durchgangsöffnung (17) mittels eines die wenigstens eine Leitung (47, 48, 49) und die Durchgangsöffnung (17) abdichtenden Dichtelements verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet dass das Dichtelement als wenigstens ein Anschlusskörper (18, 27; 41) ausgebildet ist, durch den die wenigstens eine Leitung (47, 48, 49) zumindest mittelbar hindurchgeführt ist und, dass der Anschlusskörper (18, 27; 41) einen flanschartigen Befestigungsbereich (19) an der Prüfkammer (11) aufweist, der die Durchgangsöffnung (17) der Prüfkammer (11) überdeckt und der zumindest mittelbar mit einer Außenwand (15) der Prüfkammer (11) verbunden ist.
Kontaktierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskörper (18, 27; 41) im Bereich des Befestigungsbereiches (19) unter Zwischenlage eines vorzugsweise aus Metall bestehenden Verstärkungselementes (23) mit der Außenwand (15) der Prüfkammer (11) verbunden ist.
Kontaktierungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (23) einen Abschnitt (22) aufweist, der den Anschlusskörper (18; 41) umfasst und der in die Wand (12) hineinragt.
Kontaktierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskörper (18, 27; 41) als rotationssymmetrisches, hülsenartiges Bauteil ausgebildet ist.
Kontaktierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskörper (41) auf der einer Innenwand (13) der Prüfkammer (11) zugewandten Seite mit einem insbesondere aus Metall bestehenden Versteifungselement (44) verbunden ist, das die Durchgangsöffnung (17) überdeckt und das mit der Innenwand (13) zumindest in Anlagekontakt angeordnet ist.
Kontaktierungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (44) den Anschlusskörper (41) an seinem Außenumfang umfasst und mit diesem Form- oder Klebeschluss verbunden ist.
Kontaktierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierungseinrichtung (10) zwei Anschlusskörper (18, 27) aufweist, wobei der einer Innenwand (13) der Prüfkammer (11) zugeordnete innere Anschlusskörper (27) mit einem flanschartigen Rand (28) die Durchgangsöffnung (17) überdeckt und mit der Innenwand (13) zumindest in Anlagekontakt angeordnet ist und, dass die beiden Anschlusskörper (18, 27) miteinander verbunden sind.
Kontaktierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenwand (13) und dem Versteifungselement (44) bzw. dem inneren Anschlusskörper (27) eine elastische Schicht (30) angeordnet ist.
Kontaktierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskörper (18, 27; 41) aus Kunststoff besteht.
Kontaktierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Anschlusskörper (18, 27; 41) eine Durchgangsbohrung (32, 33) aufweist und, dass in der Durchgangsbohrung (32, 33) eine starres Anschlussadapterelement (35) für die wenigstens eine Leitung (47, 48, 49) angeordnet ist, das mit dem Anschlusskörper (18, 27; 41) dichtend verbunden ist.
Kontaktierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfkammer (11) als Temperaturkammer mit einer zwischen der Außenwand (15) und der Innenwand (13) angeordneten Isolationsschicht (14) ausgebildet ist und, dass die Innenwand (13) aus gegenüber der Außenwand (15) dünnerem Material besteht.
Kontaktierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskörper (18; 41) mit der Außenwand (15) der Prüfkammer (11) durch eine lösbare Verbindung, insbesondere eine Schraubverbindung (21) verbunden ist.
Kontaktierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung eine Fluidleitung (48), Pneumatikleitung (49) oder Stromleitung (47) ist.