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Die Erfindung betrifft eine Batterie nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik sind federbeaufschlagte Differenzdruckventile bekannt, die an Batteriegehäusen angeordnet sind. Steigt der Innendruck im Inneren des Batteriegehäuses an, so öffnet sich das Differenzdruckventil, so dass Gas entweichen kann und der Innendruck gesenkt wird. Anschließend wird das Differenzdruckventil aufgrund der Federbelastung selbsttätig wieder verschlossen.
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Aus der
DE 10 2007 063 191 A1 der Anmelderin ist eine Batterie zur Anwendung in einem Fahrzeug bekannt, die eine Vorrichtung zur Verringerung des Innendrucks aufweist, welche als blattfederbelastetes Ventil ausgeführt ist. Nach einer Verringerung des Innendrucks verschließt sich das Ventil selbsttätig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Batterie, insbesondere zur Verwendung in einem Fahrzeug, anzugeben, welche einen verbesserten Schutz gegenüber Beschädigungen aufweist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Batterie mit den charakteristischen Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Batterie, welche insbesondere zu einer Anwendung in einem Fahrzeug geeignet ist, ist in einem Batteriegehäuse angeordnet, an dem eine Vorrichtung zu einer Verringerung eines Innendrucks angeordnet ist. Die Vorrichtung zur Verringerung des Innendrucks ist als blattfederbelastetes Ventil ausgeführt, welches in Abhängigkeit der Druckdifferenz eines Innendrucks zu einem Außendruck selbsttätig öffnet und/oder verschließt. Ein Verschlusselement ist zum Öffnen und Verschließen des Ventils bezüglich des Batteriegehäuses beweglich gelagert. Erfindungsgemäß weist ein Federelement, welches mit dem Verschlusselement verbunden ist, zumindest einen blattfederähnlichen Federarm und zumindest einen flügelähnlichen Begrenzungsarm auf. Der Federarm ist zur Vorspannung des Verschlusselements gegenüber dem Batteriegehäuse abgestützt. Der Begrenzungsarm ist derart angeordnet, dass dieser mit dem Batteriegehäuse einen Anschlag zur Begrenzung eines Öffnungsweges des Verschlusselements gegenüber dem Batteriegehäuse bildet.
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Das Ventil mit dem blattfederähnlichen Federarm und dem flügelartigen Begrenzungsarm beansprucht zur korrekten Funktionsweise nur eine geringe Bauraumtiefe. Daher ist das Ventil besonders dazu geeignet, an einem Batteriegehäuse angeordnet zu sein, bei dem der verfügbare Bauraum limitiert ist. Dies ist insbesondere bei der Verwendung der Batterie im Fahrzeug gegeben.
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Da sich Batterien bei einem hohen Lade- und/oder Entladestrom, insbesondere bei einem Kurzschluss, stark erwärmen, baut sich im Inneren des Batteriegehäuses ein hoher Innendruck auf, der beispielsweise zu einem Bersten des Batteriegehäuses führen kann. Das Ventil ermöglicht in vorteilhafter Weise die Verringerung eines erhöhten Innendrucks, so dass das Risiko der Zerstörung der Batterie insbesondere bei Kurzschlüssen zumindest reduziert ist. Babel ist der Öffnungswegs des Ventils begrenzt, so dass die Wahrscheinlichkeit, dass eine schädigende Flüssigkeit, Insbesondere Spritzwasser bei geöffnetem Ventil, in das Batteriegehäuse eindringt, zumindest reduziert ist.
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Vorzugsweise ist die Batterie als Fahrzeugbatterie ausgeführt und weist eine Vielzahl von Einzelzellen auf, die in einem Zellverbund miteinander verschaltet sind. Besonders bevorzugter Weise ist die Batterie eine Hochvolt-Batterie und weist eine Vielzahl von Einzelzellen mit Lithium-Ionen-Zellchemie auf, so dass die Batterie als Energiespeicher für ein elektrisches Antriebsaggregat des Fahrzeugs dienen kann. Entsprechend handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Elektro- oder Hybridfahrzeug.
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Die verwendeten Begriffe Batterie und Batteriegehäuse sind allgemein auszulegen und beschreiben eine Anordnung mit zumindest einer elektrochemischen Zelle und ein diese Anordnung umgebendes Gehäuse. Insbesondere ist vorgesehen, das Ventil an den Gehäusen der Einzelzellen des Zellverbunds anzuordnen, um einen darin vorherrschenden Innendruck zu verringern und einer Beschädigung der entsprechenden Einzelzelle frühzeitig entgegenzuwirken. Entsprechend ist das Gehäuse einer Einzelzelle oder das eines Zellverbunds, welcher von der Vielzahl von Einzelzellen umfasst, ganz allgemein als Batteriegehäuse bezeichnet.
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Vorzugsweise weist das Federelement zwei gegenüberliegend angeordnete Federarme und zwei gegenüberliegend angeordnete Anschlagsarme auf. Diese Konstruktion ist einfach und kostengünstig realisierbar und weist eine verbesserte Stabilität auf.
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Das Verschlusselement ist vorzugsweise im Wesentlichen tellerförmig ausgebildet. Das Federelement ist mit einer zentralen Haltenase des Verschlusselements verbunden und übt auf das Verschlusselement auch im geschlossenen Zustand des Ventils eine Kraft aus, so dass ein Eindringen von Feuchtigkeit reduziert ist. Damit kann eine Korrosion von metallischen Bauteilen der Batterie vermieden werden.
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Bevorzugter Weise weist das Verschlusselement in einem umlaufenden Randbereich eine Dichtung auf, die im geschlossenen Zustand des Ventils am Batteriegehäuse zur Abdichtung des Batteriegehäuse anliegt. Die Dichtung weist vorzugsweise eine Profilstruktur auf, die dem Batteriegehäuse zugewandt ist, so dass ein Eindringen von Flüssigkeit in das Batteriegehäuse weitgehend vermeidbar ist.
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In bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung weist das Verschlusselement zumindest eine Öffnung auf, welche mittels eines Verschlussmittels verschlossen ist. Dabei ist das Verschlussmittel von einem gasdurchlässigen und flüssigkeitsdichten Material oder Materialverbund gebildet. Dies ermöglicht auch ein Druckausgleich bei einem nur geringfügigen Druckunterschied zwischen Innen- und Außendruck, der zur selbsttätigen Öffnung des Ventils nicht ausreicht. Ein solcher geringer Druckunterschied kann beispielsweise während des Betriebs der Batterie von einem gewöhnlichen Lade- und/oder Entladestrom verursacht sein. Die mittels des Verschlussmittels abgedichteten Öffnungen definieren insbesondere Luftein- und Ausströmwege des Batteriegehäuses zum kontrollierten Druckausgleich. Fehlluftströmungen, welche beispielsweise von durch das Batteriegehäuse hindurch geführte Kabelisolierungen oder Gehäuseabdichtungen verursacht sind, können somit vermieden werden.
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Vorteilhafter Weise kann so vermieden werden, dass sich dünnwandige Batteriegehäuse bei einem geringen Druckunterschied aufblähen oder einfallen. Dadurch ist insbesondere Materialermüdung zumindest reduziert und damit die Lebensdauer der Batterie verlängert.
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Ein im Inneren des Batteriegehäuses sich langsam aufbauender Innendruck ist über das gasdurchlässige Verschlussmittel frühzeitig ausgleichbar. Somit erreicht in solchen Fällen der Innendruck einen Grenzwert, der zum Öffnen des federbelasteten Ventils notwendig ist, nicht. Das Ventil bleibt verschlossen und der Druckausgleich erfolgt über das Verschlussmittel, so dass ein Eindringen von Partikeln oder Flüssigkeiten in das Batteriegehäuse weitgehend ausgeschlossen ist.
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Die Druckausgleichsfunktion bei geringen Druckunterschieden ist vorteilhaft in das Ventil integriert, so dass ein zusätzlicher Bauraumbedarf vermieden ist.
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Vorzugsweise ist das Verschlussmittel mit dem Verschlusselement kraft-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden, so dass eine flüssigkeitsdichte Abdichtung der Öffnungen im Verschlusselement sichergestellt werden kann.
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Bevorzugter Weise dient das Federelement des Ventils zur kraftschlüssigen Verbindung des Verschlussmittels mit dem Verschlusselement, so dass weitere Bauteile und zusätzlicher Bauraumbedarf vermieden sind. Dies reduziert insbesondere die Herstellungskosten der Batterie.
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Besonders bevorzugter Weise ist das Material und/oder der Materialverbund des Verschlussmittels hydrophob und/oder oleophob. Solche wasser- und/oder ölabweisende Materialien bzw. Materialienverbunde reduzieren zusätzlich das Risiko, dass entsprechende polare und/oder unpolare Flüssigkeiten in das Batteriegehäuse eindringen. Dazu kann insbesondere das Material des Verschlussmittels entsprechende Beschichtungen aufweisen.
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Die Durchlässigkeit des Verschlussmittels für Gase und Flüssigkeiten ist vom Material und/oder dem Materialverbund vorgegeben, aus dem das Verschlussmittel gebildet ist. Dazu sind insbesondere Kunststoffmaterialien geeignet. Beispielsweise ist das Verschlussmittel aus einem Polyethylen, einem Polyethersulfon und/oder einem Polytetrafluorethylen und/oder einer Kombination dieser Materialien gefertigt. Die genannten Materialien weisen geeignete Eigenschaften, wie beispielsweise Porengröße oder Eindringfestigkeit gegenüber Wasser auf, welche entsprechend der spezifischen Anwendung gewählt werden können. Darüber hinaus ist die Durchlässigkeit des Verschlusselements auch über dessen Dicke vorgebbar. Dies ermöglicht eine Vielfalt von Anwendungsmöglichkeiten, da die Durchlässigkeit des Verschlusselements und damit der zum Druckausgleich benötigte Differenzdruck zwischen Innen- und Außendruck weitgehend über die Eigenschaften, insbesondere den Materialeigenschaften des Verschlussmittels vorgebbar sind.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Verschlussmittel als Membran ausgeführt, welche auf besonders einfache Weise mit dem Verschlusselement verklebt werden kann. Des Weiteren kann eine solche folienartige Membran beispielsweise als Rollenware besonders preisgünstig hergestellt werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 ein blattfederbelastetes Ventil gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht,
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2 das Ventil des ersten Ausführungsbeispiels im geschlossenen Zustand in einer Schnittdarstellung,
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3 das Ventil des ersten Ausführungsbeispiels im geöffneten Zustand in einer Schnittdarstellung,
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4 ein blattfederbelastetes Ventil gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Explosionsdarstellung,
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5A und 5B Ausführungsbeispiele eines gasdurchlässigen und flüssigkeitsdichten Verschlussmittels für das Ventil des zweiten Ausführungsbeispiels,
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6 das Ventil des zweiten Ausführungsbeispiels in einer perspektivischen Ansicht,
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7 ein blattfederbelastetes Ventil gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in einer Explosionsdarstellung,
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8 das Ventil des dritten Ausführungsbeispiels in einer perspektivischen Ansicht,
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9 ein blattfederbelastetes Ventil gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel in einer Explosionsdarstellung,
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10 das Ventil des vierten Ausführungsbeispiels in einer perspektivischen Ansicht,
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11 ein blattfederbelastetes Ventil gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel in einer Explosionsdarstellung,
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12 das Ventil des fünften Ausführungsbeispiels in einer perspektivischen Ansicht,
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13 das Ventil des sechsten Ausführungsbeispiels in einer perspektivischen Ansicht,
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14 das Ventil des sechsten Ausführungsbeispiels in einer Draufsicht und
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15 das Verschlusselement des Ventils gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein blattfederbelastetes Ventil 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, das zur Anordnung an einem Batteriegehäuse B vorgesehen ist. Das Ventil 1 weist ein Federelement 2 auf, das vorzugsweise als einstückiges Stanzteil aus gehärtetem oder ungehärtetem Federstahl gefertigt ist. Ein im wesentlich tellerförmig ausgebildetes Verschlusselement 3 ist mit dem Federelement 2 verbunden. Dazu weist das Verschlusselement 3 eine zentrale Haltenase 3.1 auf, welche von Schneidkrallen 2.1 des Federelements 2 formschlüssig gehalten sind.
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Das Federerelement 2 weist zwei gegenüberliegend angeordnete und elastisch deformierbare Federarme 2.2 auf, die jeweils ein nach außen gebogenes erstes Ende 2.2.1 aufweisen, dass dazu ausgebildet ist, am Batteriegehäuse B innenseitig anzuliegen und so das Ventil 1 am Batteriegehäuse B abzustützen. Mittels der Federarme 2.2 ist das Verschlusselement 3 bezüglich des Batteriegehäuses B zum Öffnen und/oder Verschließen des Ventils 1 beweglich gelagert.
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Das Federelement 2 weist zwei radial nach außen ragende flügelähnliche Begrenzungsarme 2.3 auf, die dafür ausgebildet sind, innenseitig am Batteriegehäuse B anzuschlagen, wenn das Ventil 1 geöffneten ist. Die Begrenzungsarme 2.3 begrenzen somit einen Öffnungsweg des beweglich gelagerten Verschlusselements 3. Dabei beansprucht das Ventil 1 mit den Federarmen 2.2 und den Begrenzungsarmen 2.3 nur eine geringe Bauraumtiefe, wobei ein definierter Hub bzw. Öffnungsweg des Verschlusselements 3 vorgebbar ist. Zur flüssigkeits- und/oder gasdichten Abdichtung des Verschlusselements 3 gegenüber dem Batteriegehäuse B ist in einem umlaufenden Randbereich 3.2 eine Dichtung 4 angeordnet, die eine dazu geeignete gerippte Profilstruktur aufweist.
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2 zeigt das Ventil 1 des ersten Ausführungsbeispiels in einer Schnittdarstellung. Das Ventil 1 ist am Batteriegehäuse B angeordnet und ist in einem geschlossenen Zustand, in dem die umlaufende Dichtung 4 dicht am Batteriegehäuse B anliegt. Im geschlossenen Zustand befindet sich der Begrenzungsarm 2.3 in einem Abstand A zum Batteriegehäuse B.
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3 zeigt das Ventil 1 des ersten Ausführungsbeispiels im geöffneten Zustand In einer Schnittdarstellung. Der Begrenzungsarm 2.3 liegt innenseitig am Batteriengehäuse B an, so dass entsprechend das Verschlusselement 3 um den Abstand A vom Batteriegehäuse B beabstandet ist.
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Das Entladen oder Beladen der im Batteriegehäuse B angeordneten Batterie kann mit einer starken Wärmeentwicklung einhergehen. Dabei kann sich im inneren der Batterie, insbesondere im Inneren von Einzelzellen der Batterie ein starker Druck aufbauen. Erreicht der Innendruck im Batteriegehäuse B im Verhältnis zum Außendruck einen Grenzwert, so öffnet sich das Ventil 1 selbsttätig, so dass der Innendruck abbaubar ist. Im geöffneten Zustand ist das Federelement 2 gespannt, so dass das Ventil 1 selbstständig wieder schließt, wenn der Innendruck den Grenzwert unterschreitet. Somit ist der Grenzwert, der nötig ist, um das Ventil 1 zu öffnen bzw. zu schließen über die Vorspannung des Federelements 2 vorgebbar.
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Zusätzlich kann am Batteriegehäuse B ein nicht näher dargestellter abragender Flansch ausgebildet sein, der das tellerförmige Verschlusselement 3 im umlaufenden Randbereich 3.2 umgibt, so dass ein Eindringen von Spritzwasser bei geöffnetem Ventil 1 zumindest reduziert ist.
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4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Ventils 1 in einer Explosionsdarstellung. Das Ventil 1 des zweiten Ausführungsbeispiels und der im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele entsprechen weitgehend der Bauform des ersten Ausführungsbeispiels.
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Das in 4 bis 6 dargestellte Verschlusselement 3 des Ventils 1 weist eine Vielzahl von Öffnungen 3.3 auf, die mittels Verschlussmittel 5 verschlossen sind.
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Ausführungsbeispiele der in die Öffnungen 3.3 formschlüssig eingebrachten Verschlussmittel 5 sind im Detail in den 5A und 5B gezeigt. Das Verschlussmittel 5 ist aus einem Material gefertigt, das gasdurchlässig und gleichzeitig flüssigkeitsdicht ist. Beispielsweise ist das Verschlussmittel aus einem Kunststoffmaterial wie Polyethylen, ein Polyethersulfon oder ein Polytetrafluorethylen gebildet. Vorzugsweise ist das Material des Verschlussmittels 5 hydrophob und/oder oleophop, so dass ein Eindringen von polaren und/oder unpolaren Flüssigkeiten in das Batteriegehäuse B durch die Öffnungen 3.3 zumindest reduziert wird.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist das Material des Verschlussmittels 5 eine Eindringfestigkeit gegenüber Wasser von 1 bis 6 Meter Wassersäule, besonders bevorzugter Weise von 1 bis 1,5 Meter Wassersäule. Dabei entspricht 1 Meter Wassersäule unter Normalbedingungen einem Äquivalenzdruck von etwa 9,81 kPa oder 0,981 bar.
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Durch die Öffnungen 3.3 wird erreicht, dass auch kleine Druckdifferenzen zwischen dem im Inneren des Batteriegehäuses B vorherrschenden Innendruck und dem Außendruck ausgleichbar sind. Dabei liegt die die Druckdifferenz unter dem Grenzwert, so dass das Ventil 1 verschlossen bleibt. Entsprechend kleine Druckunterschiede können beispielsweise von Luftdruckschwankungen verursacht. Es versteht sich, dass auch zum Ausgleich solcher kleiner Druckdifferenzen ein entsprechender Schwellwert über- bzw. unterschritten werden muss. Dieser minimal Druckunterschied ist notwendig, um ein Gas, insbesondere Luft durch das Material des Verschlussmittels 5 zu pressen und somit über entsprechende Materialparameter vorgebbar. Insbesondere ist der Schwellwert von der Porengröße des Materials des Verschlussmittels 5 und dessen Dicke D bestimmt.
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Das Verschlussmittel 5 ist in die Öffnung des Verschlusselements 3 formschlüssig verpresst. Zusätzlich kann das Verschlussmittel 5 mit dem Verschlusselement 3 stoffschlüssig, insbesondere mittels einer Verklebung, verbunden sein. Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels ist das Verschlussmittel 5 als Niet in die Öffnung 3.3 verstemmt, insbesondere heißverstemmt eingebaut. Das Verschlusselement 3 ist beispielsweise aus Metall gefertigt, so dass die Öffnungen 3.3 bereits beim formgebenden Tiefziehen des Verschlusselements 3 ausgeformt werden können.
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Gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen weist das Verschlussmittel 5 endseitig zumindest einen Dichtflansch 5.1 auf. Der Dichtflansch 5.1 des in die Öffnung 3.3 eingebrachten Verschlussmittels 5 liegt zur Abdichtung der Öffnung 3.3 formschlüssig innenseitig oder außenseitig am Verschlusselement 3 an. 5B zeigt eine Ausführungsform mit zwei jeweils endseitig angeordneten Dichtflanschen 5.1, die dazu ausgebildet sind entsprechend innen- und außenseitig am Verschlusselement 3 zur Abdichtung der Öffnung 3.3 anzuliegen.
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6 illustriert das Ventil 1 des zweiten Ausführungsbeispiels nochmals in einer perspektivischen Ansicht.
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7 zeigt ein weiteres, drittes Ausführungsbeispiel des Ventils 1 in einer Explosionsdarstellung. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist die Öffnung 3.3 im Bereich der Haltenase 3.1 angeordnet, die insbesondere eine entsprechende zentrale Bohrung aufweisen kann. Es versteht sich, dass die Öffnung 3.3 auch auf eine andere geeignete Weise in das Verschlusselement 3 eingebracht werden kann. Des Weiteren ist insbesondere die geometrische Gestallt der Öffnung 3.3 und dementsprechend des die Öffnung 3.3 verschließenden Verschlussmittels 5 nur beispielhaft dargestellt und können andere geeignete geometrische Formen aufweisen.
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8 illustriert das dritte Ausführungsbeispiel des Ventils 1 in einer perspektivischen Ansicht. Das Verschlusselement 3 weist im Bereich der Haltenase 3.1 eine erhöhte Bauraumtiefe auf, so dass entsprechend das dort eingebrachte Verschlussmittel 5 im Vergleich zum zweiten Ausführungsbeispiel eine erhöhte Dicke D aufweisen kann, was mit einer Erhöhung der Eindringfestigkeit gegenüber einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser einhergeht.
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9 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Explosionsdarstellung. Das gezeigte Ventil 1 weist vier in das Verschlusselement 3 eingebrachte Öffnungen 3.3 auf, die von dem außenseitig angeordneten Verschlussmittel 5 gasdurchlässig und flüssigkeitsdicht verschlossen sind, welches eine kappenähnliche Form aufweist. Das Verschlussmittel 5 weist einen kreisscheibenförmigen Grundkörper 5.2 mit einem abragenden und kragenförmigen Rand 5.3 auf, welcher mittels einer Verklebung am Verschlusselement 3 befestigt ist. Dabei weist der kreisscheibenförmige Grundkörper 5.2 des Verschlussmittels 5 einen entsprechend großen Radius auf, so dass die vier Öffnungen 3.3 des Verschlusselements 3 abgedichtet sind.
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10 zeigt das Ventil 1 des vierten Ausführungsbeispiels zur Illustration nochmals in einer perspektivischen Ansicht.
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11 und 12 zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel des Ventils 1. Die vier in das Verschlusselement 3 eingebrachte Öffnungen 3.3 sind innenseitig vom Verschlussmittel 5 verschlossen, das mit dem Verschlusselement 3 stoffschlüssig verklebt ist. Das Verschlussmittel 5 weist in dem hier dargestellten Beispiel einen ringförmigen Grundkörper 5.2 auf, dem vier abragende Ausbuchtungen 5.4 angeformt sind, die der Anordnung und der geometrischen Form der Öffnungen 3.3 entsprechen. Jede der Ausbuchtungen 5.4 ist formschlüssig in einer der Öffnungen 3.3 angeordnet und dichtet diese flüssigkeitsdicht ab. Zusätzlich ist das Verschlussmittel 5 innenseitig mit dem Verschlusselement 3 verklebt.
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Des Ventil 1 übt auch im geschlossenen Zustand mittels der Federarme 2.2 einen Druck auf das Batteriegehäuse B auf. Da der ringförmige Grundkörper 5.2 des Verschlussmittels 5 direkt am Federelement 2 anliegt, ist das Verschlussmittel 5 zusätzlich kraftschlüssig mit dem Verschlusselement 3 verpresst. Die dazu notwenige Kraft ist von dem Federelement 2 ausübbar. Zur gleichmäßigen Lastenverteilung ist in einem nicht näher dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel zusätzlich zwischen dem Federelement 2 und dem Verschlussmittel 5 ein insbesondere ringförmiges Lastenverteilelement angeordnet, dass zum Kraftschluss einen gleichmäßigen Anpressdruck sicherstellt.
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Die in 9 bis 12 gezeigten Ausführungsbeispiele können besonders schnell und einfach montiert werden, da nur ein einziges und im Wesentlichen ebenes Verschlussmittel 5 zum Verschluss aller Öffnungen 3.3 vorgesehen ist. Dies reduziert den Montageaufwand auch dahingehend, da entsprechende Verklebungen großflächig durchgeführt werden können bzw. die Anordnung und Verklebung einer Vielzahl von kleineren Verschlussmittel 5 vermieden wird.
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13 bis 15 zeigen ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel ist das Verschlussmittel 5 als Membran ausgeführt, welche für Gase durchlässig und für Flüssigkeiten undurchlässig ist. Die Membran ist ringförmig ausgeführt und von einem Materialverbund gebildet, der Kunststoffmaterialien, beispielsweise Polyethylen, Polyethersulfon und/oder Polytetrafluorethylen umfasst. Der Materialverbund kann beispielsweise ein Gewebe sein, welche eine Kombination von Kunststoffmaterialien umfasst.
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Alternativ dazu kann das Verschlussmittel 5 auch von einer Folie gebildet sein, die aus einem geeigneten Material gefertigt ist.
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Das membranähnliche Verschlussmittel 5 überdeckt innenseitig die im Verschlusselement 3 eingebrachten Öffnungen 3.3 und ist mit dem Verschlusselement 3 verklebt. Zusätzlich sind zwei Schutzringe 6 konzentrisch am Verschlusselement 3 angeordnet, die randseitig das ringförmige Verschlussmittel 5 überdecken, um so ein Eindringen von Flüssigkeit zu verringern.
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Alternativ oder zusätzlich kann das membranförmige Verschlussmittel 5 auch kraftschlüssig mit dem Verschlusselement 3 verbunden sein. Dazu ist insbesondere ein nicht näher dargestelltes Lastverteilelement angeordnet, dass vom Federelement 2 federbelastet ist und dem Verschlusselement 3 flächig anliegt. Das Lastverteilelement vermittelt eine Federkraft auf das Verschlussmittel 5, so dass dieses auf das Verschlusselement 3 gleichmäßig anpressbar ist.
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Zur Verringerung des Innendrucks im Batteriegehäuse B weist das Ventil 1 einen definierten Öffnungsweg auf, der durch den Anschlag des Begrenzungsarms 2.3 vom Batteriegehäuse B begrenzt ist. Die Federarme 2.2 des Ventils 1 sind blattfederartige ausgebildet. Bauartbedingt weist das Ventil 1 nur eine geringe Bauraumtiefe auf, so dass dieses besonders dazu geeignet ist, bei einer Batterie Verwendung zu finden.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele ermöglichen zusätzlich einen Druckabbau bei geschlossenem Ventil 1. Dazu sind Öffnungen 3.3 mit Verschlussmitteln 5 abgedichtet, die gasdurchlässig und flüssigkeitsdicht ausgebildet sind. Somit kann ein Eindringen einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser in das Batteriegehäuse B vermieden werden. Diese Funktionalität ist im Ventil 1 integriert, so dass dazu kein zusätzlicher Bauraum benötigt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ventil
- 2
- Federelement
- 2.1
- Schneidkralle
- 2.2
- Federarm
- 2.2.1
- erstes Ende
- 2.3
- Begrenzungsarm
- 3
- Verschlusselement
- 3.1
- Haltenase
- 3.2
- Randbereich
- 3.3
- Öffnung
- 4
- Dichtung
- 5
- Verschlussmittel
- 5.1
- Dichtflansch
- 5.2
- Grundkörper
- 5.3
- Rand
- 5.4
- Ausbuchtung
- 6
- Schutzring
- A
- Abstand
- B
- Batteriegehäuse
- D
- Dicke
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007063191 A1 [0003]
