DE102012101444A1 - Blank for producing a housing and method for producing a housing from such a blank - Google Patents
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- B29L2031/7146—Battery-cases
Abstract
Die Erfindung betrifft einen Zuschnitt (10) zum Herstellen eines Gehäuses (24), wobei der Zuschnitt (10) aus einem plattenförmigen Material (11) besteht, wobei der Zuschnitt (10) einen Boden (12) und ein erstes und ein zweites Paar (14, 16) von Wänden (18) aufweist, wobei jede Wand (18) um jeweils eine Falzlinie (20) biegbar und hochstellbar ist, wobei die Wände (18) jeweils eines Paars (14, 16) sich im hochgestellten Zustand gegenüberliegen, wobei jede Falzlinie (20) in Form einer Eindrückung (38) in das plattenförmige Material (11) ausgebildet ist, wobei jede Wand zwei gegenüberliegende sich geradlinig erstreckende Randflächen (22, 49, 50)) aufweist, wobei jede der Randflächen (22, 49, 50) zum Ausbilden von Gehrungsverbindungen abgewinkelt ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses aus einem derartigen Zuschnitt und eine Verwendung des Zuschnitts zum Herstellen eines Batteriegehäuses.The invention relates to a blank (10) for producing a housing (24), wherein the blank (10) consists of a plate-shaped material (11), wherein the blank (10) has a bottom (12) and a first and a second pair (10). 14, 16) of walls (18), each wall (18) being bendable and elevatable about each fold line (20), the walls (18) of each pair (14, 16) facing each other in the raised position, each fold line (20) in the form of a depression (38) is formed in the plate-shaped material (11), each wall having two opposite rectilinearly extending edge surfaces (22, 49, 50)), each of the edge surfaces (22, 49, 50) is angled to form miter joints. The invention further relates to a method for producing a housing from such a blank and a use of the blank for producing a battery housing.
Description
Hintergrund der Erfindung Background of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zuschnitt zum Herstellen eines Gehäuses und ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses aus einem derartigen Zuschnitt. The present invention relates to a blank for producing a housing and to a method for producing a housing from such a blank.
Kastenförmige Strukturen, insbesondere Gehäuse werden in der Regel aus mehreren Platten hergestellt, deren Ecken oder Kanten aus zusätzlich vorgesehenen Profilelementen bzw. Bauteilen bestehen. Bei den Profilelementen bzw. Bauteilen kann es sich im einzelnen insbesondere um Kantenprofile, Eckknoten, Verbindungselemente, Befestigungselemente, Dichtelemente und/oder Dichtmassen handeln. Der Arbeitsaufwand zum Herstellen eines derartigen Gehäuses, welcher neben dem Zuschneiden der Platten, den Verbau der Bauteile bzw. Profilelemente samt Montage umfasst, ist insbesondere infolge der zu verbauenden Vielzahl der Bauteile bzw. Profilelemente sehr hoch. Box-shaped structures, in particular housings are generally produced from a plurality of plates whose corners or edges consist of additionally provided profile elements or components. In particular, the profile elements or components may be edge profiles, corner nodes, connecting elements, fastening elements, sealing elements and / or sealing compounds. The work required to produce such a housing, which in addition to the cutting of the plates, the shoring of the components or profile elements including assembly is very high, in particular due to the large number of components or profile elements to be installed.
Zugrundeliegende Aufgabe Underlying task
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Zuschnitt zum Herstellen eines Gehäuses anzugeben, aus dem auf einfache und praktische Weise ein Gehäuse herstellbar ist, und ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses aus einem derartigen Zuschnitt anzugeben. It is an object of the present invention to provide a blank for producing a housing, from which a housing can be produced in a simple and practical manner, and to provide a method for producing a housing from such a blank.
Erfindungsgemäße Lösung Inventive solution
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Zuschnitt zum Herstellen eines Gehäuses mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. This object is achieved with a blank for producing a housing with the features of
Der erfindungsgemäße Zuschnitt zum Herstellen eines Gehäuses besteht aus einem plattenförmigen Material bzw. aus einem zusammenhängenden plattenförmigen Material. Der Zuschnitt ist zum Herstellen des Gehäuses von einem auseinandergeklappten Zustand in einen zusammengeklappten Zustand überführbar. The blank according to the invention for producing a housing consists of a plate-shaped material or of a continuous plate-shaped material. The blank can be converted from an unfolded state into a folded state for producing the housing.
Der aus dem plattenförmigen Material gebildete bzw. bestehende Zuschnitte weist einen Boden und ein erstes und ein zweites Paar von Wänden auf. Jede Wand ist zum Zusammenklappen bzw. zum Überführen von dem auseinandergeklappten Zustand in den zusammengeklappten Zustand um jeweils wenigstens eine Falzlinie schwenkbar bzw. biegbar, also durch Biegen bzw. Schwenken um die wenigstens eine Falzlinie in den zusammengeklappten Zustand überführbar. Die Wände jeweils eines Paars liegen im zusammengeklappten Zustand gegenüber bzw. die Wände jeweils eines Paars sind im zusammengeklappten Zustand einander gegenüberliegend angeordnet. The blanks formed from the plate-shaped material have a bottom and a first and a second pair of walls. Each wall is for folding or for transferring the unfolded state in the folded state by at least one fold line pivotally or bendable, so by bending or pivoting about the at least one fold line in the folded state can be transferred. The walls of each pair are in the folded state opposite to each other or the walls of each pair are arranged opposite one another in the folded state.
Jede Falzlinie ist in Form einer Eindrückung in das plattenförmige Material ausgebildet, wobei die Eindrückung von zwei gegenüberliegenden Seitenflächen bzw. einander zugewandten Seitenflächen begrenzt ist, die sich in Längsrichtung der Falzlinie erstrecken, und wobei die Seitenflächen durch Schwenken um die Falzlinie in flächigen Kontakt zueinander bringbar sind bzw. wobei die Seitenflächen durch das zum Zusammenklappen vorgesehene Schwenken um die Falzlinie in flächigen Kontakt zueinander bringbar sind, so dass die Seitenflächen also in dem zusammengeklappten Zustand einen flächigen Kontakt zueinander aufweisen. Each fold line is formed in the form of an indentation in the plate-shaped material, wherein the indentation of two opposite side surfaces or facing side surfaces is limited, which extend in the longitudinal direction of the fold line, and wherein the side surfaces by pivoting about the fold line in planar contact with each other or wherein the side surfaces can be brought into contact with each other in a planar contact with one another by the pivoting provided for folding around the fold line, so that the side surfaces thus have surface contact with one another in the folded state.
Jede Wand weist zwei gegenüberliegende sich geradlinig erstreckende Randflächen auf. Jede der Randflächen ist abgewinkelt, wobei zum Ausbilden von Gehrungsverbindungen zwischen den Wänden im zusammengeklappten Zustand des Zuschnitts jede abgewinkelte Randfläche der Wände des ersten Paars mit jeweils einer abgewinkelten Randfläche einer Wand des zweiten Paars durch das Zusammenklappen des Zuschnitts bzw. das Überführen in den zusammengeklappten Zustand in flächigen Kontakt bringbar ist. Bei den beiden jeweils miteinander in flächigen Kontakt bringbaren Randflächen handelt es sich um die Randflächen von jeweils zwei Wänden, die im zusammengeklappten bzw. im hochgestellten Zustand durch eine Eckverbindung in Form der Gehrungsverbindung miteinander zu verbinden sind. Each wall has two opposite rectilinearly extending edge surfaces. Each of the edge surfaces is angled, wherein for forming Gehrungsverbindungen between the walls in the folded state of the blank each angled edge surface of the walls of the first pair, each having an angled edge surface of a wall of the second pair by the folding of the blank or the transfer to the folded state can be brought into area contact. The two edge surfaces, which can be brought into contact with each other in surface contact, are the edge surfaces of two walls in each case, which are to be connected to each other in the folded or upright state by a corner joint in the form of the miter joint.
Aus dem erfindungsgemäßen Zuschnitt ist auf einfache und praktische Weise ein Gehäuse, insbesondere ein stabiles Gehäuse herstellbar durch einfach vorzunehmendes Überführen des Zuschnitts von dem auseinandergeklappten Zustand in den zusammengeklappten Zustand und Verbinden der bei dem Überführen in flächigen Kontakt gebrachten Seitenflächen und Randflächen. Von einem aufwendigen Einsatz von zusätzlichen Profilelementen bzw. Bauteilen, insbesondere für die Ecken bzw. Kanten des Gehäuses, wie es bei bekannten Lösungen der Fall ist, kann vorteilhaft abgesehen werden, einhergehend mit einer wesentlichen Reduzierung des Arbeitsaufwands bzw. Montageaufwands zur Herstellung des Gehäuses. From the blank according to the invention is a simple and practical way a housing, in particular a stable housing produced by simply vorzunehmendes transfer of the blank from the unfolded state in the folded state and connecting the brought in the transfer into surface contact side surfaces and edge surfaces. From a complex use of additional profile elements or components, in particular for the corners or edges of the housing, as is the case with known solutions, can be advantageously dispensed with, accompanied by a substantial reduction of the workload or assembly work for the preparation of the housing.
Bei einer praktischen Ausführungsform weist der Zuschnitt einen Deckel auf, der über wenigstens eine Falzlinie bzw. über wenigstens eine weitere Falzlinie mit einer der Wände verbunden ist. Der Deckel bzw. das Verschlusselement ist zum Herstellen eines verschließbaren Gehäuses vorgesehen, wobei das Verschlusselement bzw. der Deckel über die Falzlinie bzw. die weitere Falzlinie mit der Wand zusammenhängt bzw. verbunden ist und um diese biegbar bzw. schwenkbar ist. In a practical embodiment, the blank has a lid which is connected to one of the walls via at least one fold line or via at least one further fold line. The cover or the closure element is provided for producing a closable housing, wherein the closure element or the cover over the fold line or the further fold line with the wall is connected or connected and this is bendable or pivotable.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das plattenförmige Material ein Sandwichplattenmaterial bzw. ein mehrlagiges plattenförmiges Material bzw. ein mehrere Lagen umfassendes plattenförmiges Material, das eine erste und eine zweite Decklage aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial und zwischen den Decklagen angeordnetes Füllmaterial aufweist, wobei jede Falzlinie in Form einer Eindrückung in die erste Decklage ausgebildet ist, und wobei jede abgewinkelte Randfläche eine Randfläche der ersten Decklage ist. In a particularly preferred embodiment, the plate-shaped material is a sandwich plate material or a multi-layer plate-like material having a first and a second cover layer of a thermoplastic material and between the cover layers arranged filling material, each fold line in shape a depression in the first cover layer is formed, and wherein each angled edge surface is an edge surface of the first cover layer.
Das thermoplastische Kunststoffmaterial kann bevorzugt Polypropylen (PP) oder Polyphenylensulfid (PPS) sein. Insbesondere Polypropylen zeichnet sich durch eine gute Verarbeitbarkeit aus. Das thermoplastische Kunststoffmaterial auch Polyamid (PA), insbesondere Polyamid 6 und Polyamid 6.6, Polyethylen (PE), POM (Polyoxymethylen), Polyethersulfon (PES), Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherimid (PEI), Polyethylenterephthalat (PET), vergleichbare Technische- oder Hochtemperatur-Kunststoffmaterialien oder Kombinationen der vorgenannten Kunststoffmaterialien umfassen. The thermoplastic material may preferably be polypropylene (PP) or polyphenylene sulfide (PPS). In particular, polypropylene is characterized by good processability. The thermoplastic material also polyamide (PA), in particular polyamide 6 and polyamide 6.6, polyethylene (PE), POM (polyoxymethylene), polyethersulfone (PES), polyetheretherketone (PEEK), polyetherimide (PEI), polyethylene terephthalate (PET), comparable technical or High temperature plastic materials or combinations of the aforementioned plastic materials include.
Das thermoplastische Kunststoffmaterial kann eine Faserverstärkung aufweisen. Die Faserverstärkung des plattenförmigen Materials kann bereichsweise oder vollständig aus Endlosfasern bestehen, welche unidirektional ausgerichtet oder als Gewebe ausgebildet sein können. Die Faserverstärkung kann durch Glasfasern, Karbonfasern, Aramidfasern, Basaltfasern, Mineralfasern, Fasern aus nachwachsenden Rohstoffen, Metallfasern und/oder durch Polymerfasern gebildet sein. The thermoplastic plastic material may have a fiber reinforcement. The fiber reinforcement of the plate-shaped material may consist partially or completely of continuous fibers, which may be unidirectionally oriented or formed as a fabric. The fiber reinforcement can be formed by glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, basalt fibers, mineral fibers, fibers from renewable resources, metal fibers and / or by polymer fibers.
Aus dem Zuschnitt gemäß der obigen besonders bevorzugten Ausführungsform ist auf einfache und praktische Weise ein Gehäuse, insbesondere ein stabiles und dichtes Gehäuse herstellbar durch einfach vorzunehmendes Überführen des Zuschnitts von dem auseinandergeklappten Zustand in den zusammengeklappten Zustand stoffschlüssiges Verbinden der durch das Zusammenklappen in flächigen Kontakt bringbaren Seitenflächen und Randflächen, und zwar durch Anschmelzen des thermoplastischen Kunststoffmaterials der Seitenflächen und Randflächen und in Kontakt bringen der Seitenflächen miteinander bzw. der Randflächen miteinander durch das Zusammenklappen bzw. Überführen in den zusammengeklappten Zustand. Insofern handelt es sich bei dem Füllmaterial besonders bevorzugt um ein duroplastisches Schaummaterial, wie z.B. Polyurethan. Ein duroplastisches Schaummaterial kollabiert vorteilhaft nur sehr schwer, insbesondere auch wenn das thermoplastische Kunststoffmaterial der ersten und/oder zweiten Decklage zum Anschmelzen auf eine Temperatur erwärmt wird, bei welcher das thermoplastische Kunststoffmaterial plastisch verformbar ist. Das duroplastische Schaummaterial ist vorteilhaft auch bei dieser Temperatur formbeständig und kollabiert nicht. From the blank according to the above particularly preferred embodiment, a housing, in particular a stable and sealed housing can be produced by simply vorzunehmendes transfer of the blank from the unfolded state in the collapsed state cohesively connecting the foldable by the folding in planar contact side surfaces in a simple and practical manner and edge surfaces, by fusing the thermoplastic resin material of the side surfaces and edge surfaces and bringing the side surfaces together and the edge surfaces into contact with each other by folding them into the folded state. In this respect, the filling material is more preferably a thermosetting foam material, such as e.g. Polyurethane. A thermoset foam material advantageously collapses only with great difficulty, in particular if the thermoplastic plastic material of the first and / or second cover layer is heated to melt to a temperature at which the thermoplastic plastic material is plastically deformable. The thermoset foam material is advantageous even at this temperature dimensionally stable and does not collapse.
Zur Erzielung einer einfach vorzunehmenden Biegbarkeit bzw. Verschwenkbarkeit weist bei der Eindrückung bzw. bei jeder Eindrückung der eingedrückte Bereich der ersten Decklage einen Kontakt zu der zweiten Decklage auf. To achieve a bendability or pivotability that is simple to perform, the pressed-in region of the first cover ply has a contact with the second cover ply during the indentation or during each indentation.
Bei einer weiteren praktischen Ausführungsform weist der Zuschnitt einen Deckel auf, der zwischen den Wänden des zweiten Paars angeordnet ist, wobei eine Wand des zweiten Paars über eine erste Falzlinie mit dem Deckel verbunden ist, wobei die andere Wand des zweiten Paars über eine zweite Falzlinie, die parallel zu der ersten Falzlinie verläuft, mit dem Boden verbunden ist und über eine dritte Falzlinie, die parallel zu der ersten und zweiten Falzlinie verläuft und zwischen der ersten und zweiten Falzlinie angeordnet ist, mit dem Deckel verbunden ist, und wobei eine Wand des ersten Paars über eine vierte Falzlinie mit dem Boden verbunden ist, und wobei die andere Wand des ersten Paars über eine fünfte Falzlinie, die parallel zu der vierten Falzlinie verläuft, mit dem Boden verbunden ist. Mit dieser weiteren praktischen Ausführungsform ist auf einfache und praktische Weise ein durch einen Deckel bzw. ein Verschlusselement verschließbares Gehäuse herstellbar. In a further practical embodiment, the blank has a lid arranged between the walls of the second pair, one wall of the second pair being connected to the lid via a first fold line, the other wall of the second pair being connected via a second fold line, which is parallel to the first fold line, connected to the bottom and connected to the lid via a third fold line parallel to the first and second fold line and located between the first and second fold line, and wherein a wall of the first Pair is connected to the ground via a fourth fold line, and wherein the other wall of the first pair is connected to the floor via a fifth fold line parallel to the fourth fold line. With this further practical embodiment, a housing which can be closed by a cover or a closure element can be produced in a simple and practical manner.
Bevorzugt ist bei dieser weiteren praktischen Ausführungsform an einem der zweiten Falzlinie gegenüberliegenden Randbereich des Bodens ein Befestigungselement zum Befestigen des Bodens an einer Auflagefläche angeformt. Über das Befestigungselement ist das Gehäuse bzw. der Boden des Gehäuses auf einfache und praktische Weise an der Auflagefläche befestigbar. Bei der Auflagefläche kann es sich z.B. um eine Auflagefläche eines Elektrofahrzeugs handeln, an welche das Gehäuse, das z.B. in Form eines Gehäuses für die Traktionsbatterie des Elektrofahrzeugs ausgebildet ist, über das Befestigungselement befestigbar ist. Preferably, in this further practical embodiment, a fastening element for fastening the base to a bearing surface is integrally formed on an edge region of the bottom opposite the second fold line. About the fastener, the housing or the bottom of the housing in a simple and practical manner can be fastened to the support surface. The support surface may be e.g. to act as a support surface of an electric vehicle to which the housing, e.g. is formed in the form of a housing for the traction battery of the electric vehicle, can be fastened via the fastening element.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses aus einem erfindungsgemäßen Zuschnitt umfasst die folgenden Schritte:
- (A) Überführen des Zuschnitts von dem auseinandergeklappten Zustand in den zusammengeklappten Zustand
- (B) Herstellung einer Verbindung zwischen den durch das Überführen des Zuschnitts in den zusammengeklappten Zustand in flächigen Kontakt zueinander gebrachten Seitenflächen bei jeder Eindrückung, und
- (C) Ausbilden von Gehrungsverbindungen zwischen den Wänden durch Verbinden der durch das Überführen des Zuschnitts in den zusammengeklappten Zustand in Kontakt gebrachten Randflächen.
- (A) Transferring the blank from the unfolded state to the folded state
- (B) establishing a connection between the side surfaces brought into flat contact with each other by the transfer of the blank in the folded state at each indentation, and
- (C) forming miter joints between the walls by joining the edge surfaces brought into contact by the transfer of the blank into the folded state.
Die erfindungsgemäßen Schritte A, B und C sind auf einfache und praktische Weise durchführbar und ermöglichen daher auf einfache und praktische Weise die Herstellung eines Gehäuses, das insbesondere in Form eines Batteriegehäuses oder in Form eines Batteriegehäuses für eine Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs ausgebildet sein kann. Von einem aufwendigen Einsatz von zusätzlichen Profilelementen bzw. Bauteilen insbesondere für die Ecken bzw. Kanten des Gehäuses, wie es bei bekannten Lösungen der Fall ist, kann vorteilhaft abgesehen werden, einhergehend mit einer wesentlichen Reduzierung des Arbeitsaufwands bzw. Montageaufwands zur Herstellung des Gehäuses. The steps A, B and C according to the invention can be carried out in a simple and practical manner and therefore make it possible to produce a housing in a simple and practical manner, which can be designed in particular in the form of a battery housing or in the form of a battery housing for a traction battery of an electric vehicle. From a complex use of additional profile elements or components in particular for the corners or edges of the housing, as is the case with known solutions, can be advantageously dispensed with, along with a significant reduction of the workload or assembly work for the preparation of the housing.
Durch die Benennung der Schritte mit den Buchstaben A, B und C wird keine Bindung bzw. keine ausschließliche Bindung an eine zeitliche Reihenfolge verfolgt. Die Buchstaben dienen lediglich der Benennung bzw. Kennzeichnung der Schritte und erleichtern daher insbesondere die Bezugnahme. Erfindungsgemäß können Schritt B und C nach Schritt A erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, dass bereits durch das in Kontakt bringen der Seitenflächen bzw. Randflächen beim Überführen des Zuschnitts von dem auseinandergeklappten Zustand in den zusammengeklappten Zustand eine Verbindung hergestellt oder die Ausbildung einer Verbindung in Gang gesetzt bzw. eingeleitet wird, wie es z.B. bei einer Klebeverbindung der Fall sein kann, wobei der Klebstoff vor dem Überführen auf die Seitenflächen bzw. Randflächen aufgetragen wurde. Insofern können die Schritte B und C z.B. auch zeitgleich bzw. im wesentlich zeitgleich mit Schritt A erfolgen. By naming the steps with the letters A, B and C, no binding or exclusive binding to a chronological order is pursued. The letters merely serve to designate or identify the steps and therefore in particular facilitate the reference. According to the invention, steps B and C may take place after step A. However, it is also possible that already by the bringing into contact of the side surfaces or edge surfaces during the transfer of the blank from the unfolded state in the folded state, a connection is made or the formation of a compound is initiated or initiated, as e.g. may be the case with an adhesive bond, wherein the adhesive was applied to the side surfaces or edge surfaces prior to transfer. As such, steps B and C may be e.g. also occur at the same time or substantially simultaneously with step A.
Schritt C kann nach Schritt B vorgenommen werden oder es kann Schritt B nach Schritt C vorgenommen werden. Ferner kann Schritt B während des Schritts C bzw. zeitgleich bzw. im Wesentlichen zeitgleich mit Schritt C vorgenommen werden bzw. erfolgen. Step C may be performed after step B, or step B may be performed after step C. Furthermore, step B may be performed during step C or at the same time or substantially simultaneously with step C.
Bei einer praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Seitenflächen in Schritt B zum Herstellen der Verbindung aneinander geschweißt oder geklebt. Sofern die Seitenflächen aneinander geklebt werden, kann wenigstens eine der beiden Seitenflächen jeder Falzlinie bzw. Eindrückung bevorzugt vor dem Überführen gemäß Schritt A wenigstens bereichsweise mit einem Klebstoff versehen werden, wobei hierbei die Herstellung der Verbindung durch das in Kontakt bringen der Seitenflächen beim Zusammenklappen bzw. Überführen in den zusammengeklappten Zustand erfolgt bzw. wobei das Ausbilden der Verbindung unmittelbar im Anschluss an die Herstellung des flächigen Kontakts der Seitenflächen erfolgt. In a practical embodiment of the method according to the invention, the side surfaces are welded or glued together in step B to make the connection. If the side surfaces are glued to each other, at least one of the two side surfaces of each fold line or indentation may preferably be provided with an adhesive at least partially before the transfer according to step A, wherein in this case the production of the connection by bringing the side surfaces in the collapse or Conversion takes place in the folded state or wherein the formation of the connection takes place immediately after the production of the planar contact of the side surfaces.
Bevorzugt können auch die Randflächen in Schritt C zum Verbinden aneinander geschweißt oder geklebt werden. Sofern die Randflächen aneinander geklebt werden, kann jeweils wenigstens eine Randfläche wenigstens bereichsweise mit einem Klebstoff versehen werden, wobei hierbei die Herstellung der Verbindung durch das in Kontakt bringen der Randflächen beim Zusammenklappen bzw. Überführen in den zusammengeklappten Zustand erfolgt bzw. wobei das Ausbilden der Verbindung unmittelbar im Anschluss an die Herstellung des flächigen Kontakts der Randflächen erfolgt. Preferably, the edge surfaces can also be welded or glued together in step C for bonding. If the edge surfaces are glued to each other, at least one edge surface can be provided at least in regions with an adhesive, in which case the connection is made by bringing the edge surfaces into contact when folding or transferring into the folded state or forming the connection takes place immediately after the production of the surface contact of the edge surfaces.
Durch eine Verschweißung oder eine Verklebung kann ein sehr feste bzw. stabile Verbindung bereitgestellt werden, einhergehend mit der Schaffung eines sehr stabilen bzw. festen Gehäuses. By a weld or a bond, a very strong or stable connection can be provided, along with the creation of a very stable or solid housing.
Eine weitere praktische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens betrifft das Herstellen eines Gehäuses aus einem Zuschnitt, bei dem das plattenförmige Material ein Sandwichplattenmaterial ist, das eine erste und eine zweite Decklage aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial und zwischen den Decklagen angeordnetes Füllmaterial aufweist, wobei jede Falzlinie in Form einer Eindrückung in die erste Decklage ausgebildet ist, und wobei jede abgewinkelte Randfläche eine Randfläche der ersten Decklage ist. Another practical embodiment of the method according to the invention relates to producing a housing from a blank in which the plate-shaped material is a sandwich panel material having a first and a second cover layer of a thermoplastic material and between the cover layers arranged filling material, wherein each fold line in the form of a Indentation is formed in the first cover layer, and wherein each angled edge surface is an edge surface of the first cover layer.
Das Füllmaterial des Sandwichplattenmaterials ist bevorzugt ein polymeres Schaummaterial. Insbesondere kann das polymere Schaummaterial ein duroplastisches Schaummaterial oder ein Schaummaterial aus einem Hochtemperatur-Thermoplast sein. The filler material of the sandwich panel material is preferably a polymeric foam material. In particular, the polymeric foam material may be a thermoset foam material or a high temperature thermoplastic foam material.
Ein duroplastisches Schaummaterial zeichnet sich durch eine sehr hohe Temperaturbeständigkeit aus, was insbesondere beim Fahrbetrieb eines Elektrofahrzeugs im oberen Leistungsbereich des Elektrofahrzeugs von Vorteil ist, wo hohe Betriebstemperaturen der Traktionsbatterie vorliegen bzw. entstehen, wenn sich die Traktionsbatterie innerhalb eines Gehäuses aus einem erfindungsgemäßen Zuschnitt befindet. Auch ein Schaummaterial aus einem Hochtemperatur-Thermoplast weist vorteilhaft eine hohe Temperaturbeständigkeit auf. Das polymere Schaummaterial kann ergänzend zumindest bereichsweise eine Metallisierung aufweisen. Als Werkstoff für die Metallisierung eignen sich im Besonderen Kupfer, Nickel, Zinn, Silber, Gold, Kobalt oder Kombinationen der vorgenannten Werkstoffe. Neben einer thermischen Isolierung wird vorteilhafterweise auch eine effektive Abschirmung gegenüber elektromagnetischer Strahlung erreicht. A thermoset foam material is characterized by a very high temperature resistance, which is particularly advantageous when driving an electric vehicle in the upper power range of the electric vehicle, where high operating temperatures of the traction battery are present or arise when the traction battery is within a housing of a blank according to the invention. Also, a foam material made of a high-temperature thermoplastic advantageously has a high temperature resistance. The polymeric foam material may additionally have at least partially a metallization. In particular, copper, nickel, tin, silver, gold, cobalt or combinations of the abovementioned materials are suitable as the material for the metallization. In addition to a thermal insulation, an effective shielding against electromagnetic radiation is advantageously achieved.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Füllmaterial ein Vlies und/oder Gewebe, vorzugsweise aus leitfähigem oder leitfähig beschichtetem Material sein. Das Vlies und/oder Gewebe kann insbesondere ein Polyester-Gewebe und/oder Polyester-Vlies, vorzugsweise mit einer zumindest bereichsweisen Metallisierung sein. Als Werkstoff für die Metallisierung eignen sich im Besonderen Kupfer, Nickel, Zinn, Silber, Gold, Kobalt oder Kombinationen der vorgenannten Werkstoffe. Das Vlies und/oder Gewebe kann in verschiedene (Metall-)Bäder und/oder Galvanobäder getaucht werden um die Metallisierung zu erreichen. Neben einer thermischen Isolierung wird vorteilhafterweise auch eine Abschirmung gegenüber elektromagnetischer Strahlung des Gehäuses bzw des Batteriegehäuses erzielt. Das Vlies und/oder Gewebe kann zur Anpassung der Flexibilität und/oder Abschirmwirkung gegenüber elektromagnetischer Strahlung unterschiedliche Dichten und/oder Webarten aufweisen. Auch ist denkbar einen Lagenaufbau aus rein thermischem isolierendem Vlies und/oder Gewebe und metallisiertem Vlies und/oder Gewebe für das Füllmaterial vorzusehen. In a further preferred embodiment, the filling material may be a fleece and / or woven fabric, preferably of conductive or conductive coated material. The nonwoven and / or woven fabric may in particular be a polyester fabric and / or polyester nonwoven, preferably with an at least partial metallization. In particular, copper, nickel, tin, silver, gold, cobalt or combinations of the abovementioned materials are suitable as the material for the metallization. The fabric and / or fabric may be dipped in various (metal) baths and / or galvanic baths to achieve metallization. In addition to a thermal insulation, a shield against electromagnetic radiation of the housing or the battery housing is advantageously achieved. The fleece and / or fabric may have different densities and / or weaves to adjust the flexibility and / or shielding effect against electromagnetic radiation. It is also conceivable to provide a layer structure of purely thermal insulating fleece and / or fabric and metallized fleece and / or fabric for the filling material.
Bevorzugt kann das Füllmaterial auch in Form eines metallischen Schaums ausgebildet sein, der sich durch eine besonders hohe Temperaturbeständigkeit auszeichnet. Besonders bevorzugt besteht der metallische Schaum hierbei wenigstens teilweise oder zur Gänze aus einem Titanbasis-Werkstoff oder einem anderen hochlegierten Metall-Werkstoff (z.B. hochlegierter Chrom-Nickel-Stahl) mit einer dann vorteilhaften geringen Wärmeleitfähigkeit. Ein metallischer Schaum ermöglicht vorteilhafterweise, dass neben einer thermischen Isolation gleichzeitig eine verbesserte elektromagnetische Abschirmung (elektromagnetische Verträglichkeit – kurz EMV) des Gehäuses bzw. des Batteriegehäuses erzielt wird. Preferably, the filler material may also be formed in the form of a metallic foam, which is characterized by a particularly high temperature resistance. In this case, the metallic foam particularly preferably consists at least partially or entirely of a titanium-based material or another high-alloyed metal material (for example high-alloyed chromium-nickel steel) with a then advantageous low thermal conductivity. A metallic foam advantageously makes it possible, in addition to a thermal insulation, to simultaneously achieve an improved electromagnetic shielding (electromagnetic compatibility - in short EMC) of the housing or of the battery housing.
Das Füllmaterial kann zur wesentlichen Erhöhung der Stabilität bzw. Festigkeit auch eine Wabenstruktur bzw. eine wabenförmige Struktur aufweisen. The filling material can also have a honeycomb structure or a honeycomb-shaped structure for substantially increasing the stability or strength.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das plattenförmige Material ein flächiges Element aufweisen, das eine Metallfolie sein kann, die eine wirksame Abschirmung vor elektromagnetischer Strahlung ermöglicht. Die Metallfolie kann hierbei bevorzugt eine Kupferfolie oder eine Aluminiumfolie oder eine Nickelfolie oder eine Silberfolie oder eine Goldfolie oder eine Folie aus einem Eisenbasiswerkstoff (z.B. eine rostfreie Stahllegierung) sein. In a preferred embodiment, the plate-shaped material may comprise a sheet-like element, which may be a metal foil, which allows effective shielding against electromagnetic radiation. Here, the metal foil may preferably be a copper foil or an aluminum foil or a nickel foil or a silver foil or a gold foil or a foil of an iron base material (for example, a stainless steel alloy).
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das flächige Element ein metallisches Netz bzw. in Form eines metallische Netzes ausgebildet. Ein metallisches Netz kann mit einem sehr geringen Gewicht ausgeführt werden und gleichzeitig eine wirksame Abschirmung elektromagnetischer Strahlung ermöglichen. Besonders bevorzugt weist das metallische Netz eine Vielzahl von Maschen auf, wobei die Maschen von metallischen Netzfäden begrenzt werden, wobei jede Masche eine Maschenfläche mit einer Flächengröße aufweist, die innerhalb eines Bereichs von 0,0025 mm2 bis 4 mm2 liegt, und wobei die Dicke der Netzfäden innerhalb eines Bereichs von 0,05 mm bis 0,5 mm liegt. Ein derart ausgebildetes metallisches Netz ermöglicht vorteilhaft eine sehr wirksame Abschirmung vor elektromagnetischer Strahlung in einem Frequenzbereich bis ca. 3 GHz, so dass bei einem vorteilhaften sehr geringen Gewicht des metallischen Netzes zugleich eine sehr wirksame Abschirmung bis in hohe Frequenzbereiche möglich ist. Das metallische Netz, welches insbesondere in Form eines Gewebes ausgebildet sein kann, kann bevorzugt aus Kupfer, Aluminium, Nickel, Silber, Gold oder einem Eisenbasiswerkstoff (z.B. einer rostfreien Stahllegierung) bestehen. In a further preferred embodiment, the planar element is a metallic net or in the form of a metallic net. A metallic net can be made with a very low weight while allowing effective shielding of electromagnetic radiation. More preferably, the metallic mesh comprises a plurality of meshes, wherein the meshes are bounded by metallic mesh yarns, each mesh having a mesh area with an areal size falling within a range of 0.0025 mm 2 to 4 mm 2 , and wherein the Thickness of the net threads is within a range of 0.05 mm to 0.5 mm. Such a trained metallic network advantageously allows a very effective shielding against electromagnetic radiation in a frequency range up to about 3 GHz, so that at an advantageous very low weight of the metallic network at the same time a very effective shielding is possible up to high frequency ranges. The metallic mesh, which may be formed in particular in the form of a fabric, may preferably consist of copper, aluminum, nickel, silver, gold or an iron-based material (eg a stainless steel alloy).
Bei einer praktischen Ausführungsform liegt das flächige Element wenigstens bereichsweise auf dem plattenförmigen Material flächig auf, wobei besonders bevorzugt, das flächige Element in Form einer Schicht ausgebildet ist, die auf dem plattenförmigen Material flächig aufliegt und stoffschlüssig mit dem plattenförmigen Material verbunden ist. In a practical embodiment, the planar element is at least partially flat on the plate-shaped material, wherein particularly preferably, the planar element is in the form of a layer which rests flat on the plate-shaped material and is materially connected to the plate-shaped material.
Die Schicht ist bevorzugt mittels eines Sputterverfahrens, Lackierverfahrens und/oder Bedampfungsverfahrens aufgebracht. Diese Verfahren ermöglichen ein insbesondere für die Serienfertigung geeignetes praktisches Aufbringen einer Schicht, die sehr gleichmäßig ausgebildet ist bzw. eine im Wesentlichen gleichbleibende Schichtdicke aufweist. Insbesondere kann die Schicht auch eine mittels eines galvanischen Verfahrens aufgebrachte Schicht sein. Insbesondere mit einem galvanischen Verfahren kann eine sehr gleichmäßig ausgebildete Schicht mit im Wesentlichen gleichbleibender Schichtdicke aufgebracht werden. Sofern ein Lackierverfahren zum Einsatz kommt, kann die Schicht z.B. aus einem Kupferlack oder anderen elektrisch leitfähigen Lacken mit metallischen Beimengungen (z.B. Partikel, Flakes, Pulver) bestehen. Die Schicht kann auch durch ein Flammspritzverfahren aufgebracht sein. The layer is preferably applied by means of a sputtering method, painting method and / or sputtering method. These methods make it possible to practically apply a layer that is particularly suitable for mass production and has a very uniform or substantially uniform layer thickness. In particular, the layer may also be a layer applied by means of a galvanic process. In particular, with a galvanic process, a very uniformly formed layer can be applied with a substantially constant layer thickness. If a painting process is used, the layer may be e.g. consist of a copper enamel or other electrically conductive lacquers with metallic admixtures (e.g., particles, flakes, powders). The layer can also be applied by a flame spraying process.
Sämtliche vorstehend genannten flächigen Elemente können elektrisch leitend mit dem Massepotential eines Elektrofahrzeuges (z.B. mit der Karosserie bzw. dem Fahrzeugrahmen) verbunden sein. Die elektrisch leitende Verbindung ist vorzugsweise direkt über das flächige Element oder über ein metallisches Leiterband realisiert. Unter einem Elektrofahrzeug ist jedes Fahrzeug zu verstehen, welches mittels eines Elektromotors zumindest unterstützend betrieben ist. All of the aforementioned planar elements may be electrically connected to the ground potential of an electric vehicle (e.g., to the body or vehicle frame). The electrically conductive connection is preferably realized directly via the planar element or via a metallic conductor strip. An electric vehicle is to be understood as any vehicle which is operated at least in an assistive manner by means of an electric motor.
Zum Herstellen des Gehäuses aus diesem Zuschnitt wird bei dieser weiteren praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer stoffschlüssigen Verbindung der Seitenflächen in Schritt B vor Schritt A wenigstens eine Seitenfläche jeder Eindrückung zum Anschmelzen von thermoplastischen Kunststoffmaterial der Seitenfläche wenigstens bereichsweise erwärmt, wobei die stoffschlüssige Verbindung durch das in Kontakt bringen der Seitenflächen beim Zusammenklappen des Zuschnitts bzw. beim Überführen des Zuschnitts in den zusammengeklappten Zustand hergestellt wird, bzw. wobei sich die stoffschlüssige Verbindung durch das In Kontakt bringen bzw. unmittelbar nach dem in Kontakt bringen der Seitenflächen ausbildet bzw. die Bildung der stoffschlüssigen Verbindung in Gang gesetzt bzw. eingeleitet wird, wobei vor Schritt A wenigstens eine der durch das Zusammenklappen bzw. Überführen in den zusammengeklappten Zustand miteinander in Kontakt bringbaren Randflächen zum Anschmelzen von thermoplastischen Kunststoffmaterial der Randfläche wenigstens bereichsweise erwärmt wird, wobei zum Ausbilden der Gehrungsverbindungen gemäß Schritt C die Randflächen durch das in Kontakt bringen der Randflächen beim Zusammenklappen bzw. Überführen in den zusammengeklappten Zustand Wände stoffschlüssig verbunden werden. For producing the housing from this blank, in this further practical embodiment of the method according to the invention for producing a material connection of the side surfaces in step B before step A at least one side surface of each indentation for melting thermoplastic material of the side surface is at least partially heated, wherein the cohesive connection by the contacting of the side surfaces during folding of the blank or during the transfer of the blank is made in the folded state, or wherein the cohesive connection by contacting or immediately after contacting the side surfaces forms or the formation the cohesive connection is initiated or initiated, wherein prior to step A, at least one of the Ra, which can be brought into contact with one another by the folding or transferring into the folded state, is initiated ndflächen for melting thermoplastic material of the edge surface is at least partially heated, wherein for forming the miter joints according to step C, the edge surfaces are connected by the contact of the edge surfaces when folding or transferring in the folded state walls cohesively.
Durch Anwenden dieser weiteren praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auf einfache und praktische Weise ein sehr stabiles bzw. steifes und auch dichtes Gehäuse geschaffen bzw. hergestellt werden, und zwar insbesondere durch das Ausbilden der stoffschlüssigen Verbindungen zwischen den Seitenflächen und das Ausbilden der stoffschlüssigen Verbindungen zwischen den Randflächen. By applying this further practical embodiment of the method according to the invention, a very stable or rigid and also dense housing can be created or produced in a simple and practical manner, in particular by forming the integral connections between the side surfaces and forming the integral connections between the edge surfaces.
Bevorzugt kann zum Erwärmen des thermoplastischen Kunststoffmaterials ein stabförmiges Heizelement oder ein plattenförmiges Heizelement oder eine hochenergetische Strahlung verwendet werden. Bei der hochenergetischen Strahlung kann es sich insbesondere um Laserstrahlung oder Plasmastrahlung oder um wenigstens einen Elektronenstrahl handeln. Durch ein stabförmigen Heizelement oder ein plattenförmiges Heizelement oder eine hochenergetische Strahlung ist auf praktische Weise ein Erwärmen bzw. Anschmelzen des thermoplastischen Kunststoffmaterials möglich. Preferably, a rod-shaped heating element or a plate-shaped heating element or a high-energy radiation can be used to heat the thermoplastic material. The high-energy radiation may in particular be laser radiation or plasma radiation or at least one electron beam. By a rod-shaped heating element or a plate-shaped heating element or a high-energy radiation heating or melting of the thermoplastic material is possible in a practical manner.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung eines erfindungsgemäßen Zuschnitts zum Herstellen eines Batteriegehäuses, vorzugsweise eines Batteriegehäuses für eine Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs. Zur Herstellung eines Batteriegehäuses, welches vorzugsweise ein Batteriegehäuse für eine Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs sein kann, bietet die Verwendung eines erfindungsgemäßen Zuschnitts den Vorteil einer auf praktische und einfache Weise vorzunehmenden Herstellung. Insbesondere kann zur Herstellung des Batteriegehäuses ein Zuschnitt verwendet werden, bei dem das plattenförmige Material ein Sandwichplattenmaterial ist, das eine erste und eine zweite Decklage aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial und zwischen den Decklagen angeordnetes Füllmaterial aufweist, wobei jede Falzlinie in Form einer Eindrückung in die erste Decklage ausgebildet ist, und wobei jede abgewinkelte Randfläche eine Randfläche der ersten Decklage ist. Durch Verwendung bzw. Verwenden dieses Zuschnitts kann auf einfache und praktische Weise ein sehr stabiles bzw. steifes und auch dichtes Gehäuse geschaffen bzw. hergestellt werden, und zwar insbesondere durch mögliches Ausbilden von stoffschlüssigen Verbindungen zwischen den Seitenflächen und mögliches Ausbilden von stoffschlüssigen Verbindungen zwischen den Randflächen durch Anschmelzen des thermoplastischen Kunststoffmaterials der Seitenflächen und Randflächen und miteinander in Kontakt bringen der angeschmolzenen Randflächen und miteinander in Kontakt bringen der angeschmolzenen Seitenflächen. The invention further relates to the use of a blank according to the invention for producing a battery housing, preferably a battery housing for a traction battery of an electric vehicle. To produce a battery housing, which may preferably be a battery housing for a traction battery of an electric vehicle, the use of a blank according to the invention offers the advantage of a practical and simple manner to make production. In particular, a blank may be used to make the battery case, in which the plate-shaped material is a sandwich panel material having first and second topsheets of a thermoplastic plastic material and filler material disposed between the topsheets, each fold line being in the form of an indentation into the first topsheet is formed, and wherein each angled edge surface is an edge surface of the first cover layer. By using or using this blank can be created or produced in a simple and practical way, a very stable or rigid and dense housing, in particular by the possible formation of cohesive connections between the side surfaces and possible formation of cohesive connections between the edge surfaces by fusing the thermoplastic plastic material of the side surfaces and edge surfaces and bringing the fused edge surfaces into contact with each other and bringing the fused side surfaces into contact with each other.
Vorteilhaft kann bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Zuschnitts zum Herstellen eines Batteriegehäuses – vorzugsweise eines Batteriegehäuses für eine Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs – von zusätzlichen Dichtungsmaßnahmen abgesehen werden. Besonders vorteilhaft ist es, dass beim Transport des Zuschnitts ein nur sehr geringer Platzbedarf erforderlich ist. Der Zuschnitt kann daher mit geringen Aufwand bzw. unter Aufwendung geringer Transportkosten an einen Abnehmer geliefert werden, der auf praktische und einfache Weise aus dem Zuschnitt das Gehäuse bzw. Batteriegehäuse herstellen kann. Advantageously, when using the blank according to the invention for producing a battery housing - preferably a battery housing for a traction battery of an electric vehicle - be apart from additional sealing measures. It is particularly advantageous that only a very small space requirement is required when transporting the blank. The blank can therefore be delivered to a customer with little effort or at the expense of low transport costs, which can produce the housing or battery case in a practical and simple way from the blank.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:
Das in
Der dargestellte Zuschnitt
Jede Wand
Die
Bei allen in den
Die
Die
Die
Die
Mit dem stabförmigen Heizelement
Die
Die
Die
Die
Bei dem in den
Die
Die
Die
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