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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Gehäuses gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.
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Ein derartiges Gehäuse beziehungsweise ein Verfahren zu dessen Herstellung ist aus der
DE 10 2008 059 956 A1 bekannt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung für ein Kraftfahrzeug beschrieben, dies ist nicht als Einschränkung zu verstehen. Elektrochemische Energiespeichereinrichtungen weisen in der Regel reaktive Bestandteile auf und es ist daher notwendig diese Inhaltsstoffe vor Wechselwirkungen, insbesondere vor dem unkontrollierte Austreten dieser in die Umgebung und vor dem Eintreten von Fremdstoffen in die elektrochemische Energiespeichereinrichtung zu schützen. Weiter ist es wünschenswert derartige Einrichtungen elektromagnetisch abzuschirmen um Störeinflüsse zu reduzieren, der artige Maßnahmen sind unter dem Stichwort der elektromagnetischen Verträglichkeit bekannt (EMV). Elektrochemische Energiespeichereinrichtungen weisen dazu Gehäuse auf, welche zudem die Aufgabe erfüllen diese Einrichtung vor mechanischen Einflüssen zu schützen.
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Aus der
DE 10 2008 059 956 A1 ist eine Einrichtung bekannt, bei welcher eine Vielzahl von elektrochemischen Energiespeicherzellen von einem Gehäuse umgeben wird. Durch dieses Gehäuse ist der unkontrollierte und unplanmäßige Austritt von Inhaltsstoffen der elektrochemischen Speicherzellen verhindert.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Gehäuse für eine elektrochemische Energiespeichereinrichtung mit einer erhöhten Betriebssicherheit und ein Herstellungsverfahren für ein derartiges Gehäuse anzugeben.
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Im Sinne der Erfindung ist unter einer Gehäuseeinrichtung eine Einrichtung zu verstehen, welche eine elektrochemische Energiespeichereinrichtung, vorzugsweise eine Vielzahl von elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen vollständig, wenigstens aber teilweise, umgibt. Dabei ist eine derartige Gehäuseeinrichtung insbesondere dazu eingerichtet, mechanische Einflüsse, wie etwa Druck- oder Stoßbeanspruchungen, Vibrationen und dgl. von der elektrochemischen Energiespeichereinrichtung fern zu halten oder wenigstens deren Einfluss zu verringern. Weiter ist die Gehäuseeinrichtung auch dazu eingerichtet, das unplanmäßige Austreten von Inhaltsstoffen aus dem Gehäuseinneren in die die Gehäuseeinrichtung umgebende Umwelt bzw. das Eintreten von Fremdstoffen aus dieser Umwelt in die Gehäuseeinrichtung hinein zu verringern bzw. zu verhindern.
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Elektrochemische Energiespeichereinrichtungen weisen in der Regel hochreaktive Inhaltsstoffe auf, so dass dieses Verhindern eines unplanmäßigen Austretens bzw. Eintretens von Stoffen sicherheitsrelevant für den Betrieb der elektrochemischen Energiespeichereinrichtung ist. Insbesondere um eine gute Montierbarkeit der elektrochemischen Energiespeichereinrichtung zu erreichen weist eine Gehäuseeinrichtung häufig wenigstens zwei Gehäusebauteile auf, diese beiden Gehäusebauteile können aber auch abschnittsweise mittels einer Scharniereinrichtung einstückig miteinander verbunden sein.
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Unter einem Gehäusebauteil ist im Sinne der Erfindung ein Abschnitt dieser Gehäuseeinrichtung zu verstehen, insbesondere ein dünnwandiges dreidimensionales Bauteil. Insbesondere weist die Gehäuseeinrichtung wenigstens zwei Gehäusebauteile auf, dabei hegen diese Gehäusebauteile in einem ersten, sog. unmontierten, Zustand vor und können durch ein Montageverfahren in einen zweiten, sog. montierten Zustand, überführt werden. Insbesondere im montierten Zustand umgeben die Gehäusebauteile den elektrochemisch aktiven Abschnitt, vorzugsweise wenigstens eines oder eine Vielzahl von Lithium Ionen Speicherzellen, bereichsweise oder vorzugsweise vollständig.
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Im Sinne der Erfindung ist unter einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung eine Einrichtung zu verstehen, in welcher Energie in chemisch gebundener Form abspeicherbar ist. Weiter kann diese chemisch gebundene Energie von der elektrochemischen Energiespeichereinrichtung in elektrische Energie (Spannung, Strom) umgewandelt und abgegeben werden. Insbesondere ist unter einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung ein Lithium-Ionen-Akkumulator zu verstehen und weist mehrere, insbesondere miteinander verschaltete, Speicherzellen auf. Vorzugsweise ist unter einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung ein sog. Hochvoltspeicher, insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug zu verstehen. Im Sinne der Erfindung ist unter einem Hochvoltspeicher eine elektrochemische Energiespeichereinrichtung zu verstehen, welche an ihren Anschlussklemmen eine Spannung von wenigstens 48 Volt, bevorzugt von wenigstens 100 Volt und besonders bevorzugt von wenigstens mehreren 100 Volt zur Verfügung stellt. Weiter vorzugsweise wird dieser Hochvoltspeicher zur Energieversorgung eines elektrischen Antriebsmotors für einen Fahrantrieb eines Kraftfahrzeugs verwendet. Im Sinne der Erfindung ist unter einem Kraftfahrzeug vorzugsweise ein straßengebundenes Fahrzeug, besonders bevorzugt ein Personenkraftwagen zu verstehen.
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Das erste und das zweite Gehäusebauteil weisen einen Kontaktierungsbereich und einen Gegenkontaktbereich aus. Im Sinne der Erfindung sind derartige Bereiche als Bereiche der Gehäusebauteile zu verstehen, welche dazu eingerichtet sind, sich insbesondere im montierten Zustand dieser zu berühren, bzw. sich zu kontaktieren. Vorzugsweise berühren sich der Kontaktierungs- und der Gegenkontaktbereich wenigstens entlang einer Kontaktlinie, weiter vorzugsweise berühren sich diese Bereiche in einer Kontaktfläche. Weiter vorzugsweise ist die Kontaktlinie als eine geschlossen um die Gehäuseeinrichtung umlaufende Linie zu verstehen, besonders bevorzugt ist die Kontaktfläche als ein geschlossen um die Gehäuseeinrichtung umlaufendes Band bzw. ein um die Gehäuseeinrichtung umlaufender Streifen zu verstehen.
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Vorzugsweise sind der Kontaktierungs- und der Gegenkontaktbereich als ein dreidimensionaler Abschnitt des jeweiligen Gehäusebauteils zu verstehen, und diese Bereiche weisen eine Querschnittsfläche auf, welche orthogonal zur Kontaktlinie angeordnet ist. Vorzugsweise entstehen der Kontaktierungs- und der Gegenkontaktbereich als Extrusion, wenn die Querschnittsfläche entlang der Kontaktlinie verschoben wird. Vorzugsweise weist der Kontaktierungsbereich und zusätzlich oder alternativ der Gegenkontaktbereich entlang der Kontaktlinie eine veränderliche Querschnittsfläche auf.
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Erfindungsgemäß berühren der Kontaktierungsbereich und der Gegenkontaktbereich sich entlang wenigstens der Kontaktlinie. Ordnet man im Bereich der Kontaktlinie eine Berührebene an, welche einerseits tangential zur Oberfläche des Kontaktierungsbereichs und andererseits tangential zur Oberfläche des Gegenkontaktbereichs ist, so weisen der Kontaktierungsbereich und der Gegenkontaktbereich in Richtung normal zu dieser Oberfläche einen Steifigkeitsunterschied auf. Insbesondere durch diesen Steifigkeitsunterschied wird, wenigstens im Wesentlichen, nur einer der beiden Bereiche beim Zusammenfügen der beiden Gehäusebauteile, also beim Überführen vom unmontierten in den montierten Zustand, deformiert. Dagegen wird der andere der beiden Bereiche wenigstens weniger stark oder im Wesentlichen nicht, deformiert.
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Durch diesen Steifigkeitsunterschied ist es insbesondere erreichbar, dass sich der leichter verformbare Bereich an den steiferen Bereich anpasst und somit ein besonders sicheres Anliegen der beiden Bereiche aneinander gewährleitet ist. Erfindungsgemäß weist dieser Steifigkeitsunterschied wenigstens 10% auf.
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Dabei ist im Sinne der Erfindung unter einem Steifigkeitsunterschied von wenigstens 10% zu verstehen, dass sich einer der beiden Bereiche unter einer an der Kontaktlinie wirkenden Kontaktkraft, also einer Kraft, welche an der Kontaktlinie normal zu den Oberflächen des Kontaktierungsbereichs und des Gegenkontaktbereichs wirkt, in Richtung der Kraftwirkung um 10% mehr verformt, als der jeweils steifere der beiden Kontaktierungsbereiche. Weiter vorzugsweise ist der Steifigkeitsunterschied wenigstens 15%, bevorzugt wenigstens 20%, und besonders bevorzugt wenigstens 25%.
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Insbesondere durch einen derartigen Steifigkeitsunterschied ist es einerseits ermöglicht, dass sich der eine der beiden Bereiche (Kontaktierungsbereich, Gegenkontaktbereich) an den jeweils anderen, also an den steiferen der beiden, anpasst und weiter führt die Wahl des Steifigkeitsunterschiedes, wie vorgeschlagen, dazu, dass eine ausreichend große Kontaktierungskraft vorhanden ist und die Gehäuseeinrichtung damit besonders sicher verschließbar ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Innenseite und weiter vorzugsweise der Kontaktierungs- und Gegenkontaktbereich wenigstens eines der beiden Gehäusebauteile, vorzugsweise beider Gehäusebauteile, eine elektrisch leitende Oberfläche auf. Vorzugsweise sind die beiden Gehäusebauteile, wenigstens im Wesentlichen, vollständig mit einer elektrisch leitenden Beschichtung beschichtet. In einer bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens eines der Gehäusebauteile, vorzugsweise beide, an der Innenseite und weiter vorzugsweise im Kontaktierungs- und Gegenkontaktbereich, eine metallische Beschichtung mit einer Metallfolie auf. Weiter vorzugsweise ist wenigstens ein Gehäusebauteil, vorzugsweise beide Gehäusebauteile, in den genannten Bereichen mit einem Metalldampf bedampft, und weisen daher eine metallisch leitende Innenfläche auf. Insbesondere durch diese elektrisch leitende Oberfläche an den Gehäusebauteile ist einerseits eine Verbesserung der Dichtwirkung der Gehäuseeinrichtung erreichbar und weiter ist eine verbesserte elektromagnetische Abschirmung der Gehäuseeinrichtung, Erhöhung der EMV, darstellbar. Dabei wird diese elektromagnetische Abschirmung insbesondere durch den erfindungsgemäßen Kontaktierungsbereich weiter verbessert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist das erste Gehäusebauteil einen Dichtungsbereich und das zweite Gehäusebauteil einen Gegendichtungsbereich auf und diese Bereiche sind vorzugsweise, wenigstens abschnittsweise, nach dem Nut- und Federprinzip gestaltet. Vorzugsweise ist am ersten Gehäusebauteil der Federbereich angeordnet und am zweiten Gehäusebauteil ist der Nutbereich angeordnet. Um eine Dichtwirkung zwischen dem ersten Gehäusebauteil und dem zweiten Gehäusebauteil zu verbessern, greift vorzugsweise der Federbereich in den Nutbereich ein. Vorzugsweise sind der Dichtungsbereich und der Gegendichtungsbereich auf der von der Innenseite der Gehäusebauteile abgewandten Seite angeordnet. Weiter vorzugsweise erstrecken sich der Dichtungsbereich und der Gegendichtungsbereich in die gleiche Richtung wie der Kontaktierungsbereich und der Gegenkontaktbereich. Weiter vorzugsweise sind der Dichtungs und der Gegendichtungsbereich als um die Gehäuseeinrichtung umlaufende Bereich gestaltet. Das Nut- und Federprinzip ist ein häufig eingesetztes Prinzip bei der Verbindung von Bauteilen und es kann insbesondere dadurch eine besonders gute Dichtwirkung mit diesem Verbindungsprinzip erreicht und dadurch ist eine verbesserte Gehäuseeinrichtung bereitgestellt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform, ist im Gegendichtungsbereich ein Dichtungselement angeordnet. Vorzugsweise ist der Gegendichtungsbereich am zweiten Gehäusebauteil angeordnet. Weiter vorzugsweise ist der Gegendichtungsbereich nach dem Nutprinzip ausgestaltet. Vorzugsweise ist ein Dichtungselement als ein Gummi- oder Kautschuk-Dichtungselement zu verstehen. Weiter vorzugsweise weist ein derartiges Dichtungselement als wenigstens einen Bestandteil einen Elastomer auf. Weiter vorzugsweise ist das Dichtungselement im flüssigen oder viskosen Zustand in den Gegendichtungsbereich einbringbar. Weiter vorzugsweise ist das Dichtungselement als, insbesondere zunächst flüssiger, Dichtungsschaum ausgestaltet. Weiter vorzugsweise härtet ein flüssiges oder viskoses Dichtungselement unter Einfluss von Luftsauerstoff, UV-Licht, Wärme oder aufgrund einer chemischen Reaktion aus. Insbesondere durch die Anordnung eines Dichtungselements wenigstens im Gegendichtungsbereich kann eine weitere Erhöhung der Dichtwirkung der Gehäuseeinrichtung erreicht werden und so ist eine verbesserte Gehäuseeinrichtung darstellbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist das erste Gehäusebauteil ein erstes Verbindungselement und das zweite Gehäusebauteil ein zweites Verbindungselement auf. Vorzugsweise sind die beiden Gehäusebauteile mittels dieser Verbindungselemente miteinander verbindbar. Weiter vorzugsweise weist die Gehäuseeinrichtung wenigstens ein drittes Verbindungselement auf. Im Sinne der Erfindung ist unter einem dritten Verbindungselement vorzugsweise eine Schraube, bevorzugt ein Niet oder besonders bevorzugt ein Stift zu verstehen. Weiter vorzugsweise ist das erste Verbindungselement als ein erstes Rastelement und das zweite Verbindungselement als ein zweites Rastelement ausgeführt. Weiter vorzugsweise ist das erste Verbindungselement als ein Rasthaken und das zweite Verbindungselement als eine Ausnehmung welche dazu eingerichtet ist das erste Verbindungselement aufzunehmen, ausgeführt. Insbesondere durch das Verbinden der beiden Gehäusebauteile mittels eines Rast- und Gegenrastelements (Rasstverbindung) ist eine besonders sichere Verbindung der beiden Gehäusebauteile miteinander erreichbar und damit ist eine verbesserte Gehäuseeinrichtung darstellbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist das erste Gehäusebauteil ein erstes Verbindungselement und das zweite Gehäusebauteil ein zweites Verbindungselement auf. Vorzugsweise sind diese Verbindungselemente als eine Ausnehmung, bevorzugt als eine wenigstens abschnittsweise nutförmige Ausnehmung ausgeführt. Weiter vorzugsweise ist ein drittes Verbindungselement zur Kontaktierung des ersten und zweiten Verbindungselements eingerichtet. Das dritte Verbindungselement ist bevorzugt als ein elastisch verformbares Verbindungselement, vorzugsweist als eine Verbindungselement mit einer abschnittsweise oder vollständig C-förmigen Gestalt. Vorzugsweise ist dieses dritte Verbindungselement dazu eingerichtet mit den Enden des C-förmigen Abschnitts das erste und zweite Verbindungselement zu kontaktieren. Insbesondere Kontaktiert das dritte Verbindungselement das erste und zweite Gehäusebauteil der Art, dass durch dieses eine Normalkraft, insbesondere orthogonal zu einer Trennebene zwischen dem ersten und zweiten Gehäusebauteil, übertragbar ist. Das dritte Verbindungselement weist als einen Bestandteil vorzugsweise abschnittsweise oder bevorzugt vollständig vorzugsweise einen metallischen Werkstoff, bevorzugt einen Stahlwerkstoff und besonders bevorzugt einen Federstahl auf, oder besteht vorzugsweise aus diesem. Insbesondere durch ein drittes Verbindungselement ist ein besonders sicheres Halten des ersten und zweiten Gehäusebauteils aneinander darstellbar und damit ist eine verbesserte Gehäuseeinrichtung erreichbar.
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Vorzugsweise wird das erste und das zweite Gehäusebauteil durch die Rastverbindung oder durch das dritte Verbindungselement mit die Normalkraft aufeinander gepresst, wobei diese Normalkraft vorzugsweise orthogonal zu einer Trennebene zwischen dem ersten und zweiten Gehäusebauteil ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäusebauteil eine Normalkraft übertragbar um diese Bauteile im montierten Zustand sicher aneinander zu fixieren. Vorzugsweise ist diese Normalkraft durch ein oder mehrere der genannten Verbindungselemente aufbringbar. Vorzugsweise wird anteilig einer kleinerer Teil dieser Normalkraft über das Dichtungselement übertragen und ein größerer Teil ist durch weitere Gehäuseabschnitte übertragbar. Vorzugsweise sind unter einem weiteren Gehäuseabschnitt ein Absatz, eine Stufe, ein Vorsprung, ein Fortsatz oder ähnliches zu verstehen. Vorzugsweise beträgt der über das Dichtungselement übertragbare Anteil der Normalkraft weniger als 50%, bevorzugt weniger als 35%, besonders bevorzugt weniger als 25% und ganz besonders bevorzugt weniger als 10%. Insbesondere durch diesen kleineren, durch das Dichtungselement übertragbaren Anteil an der Normalkraft wird die Neigung zum Setzen dieser und ein Lockern der Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Gehäusebauteil verringert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist das erste Gehäusebauteil im Bereich wenigstens der Kontaktlinien eine höhere Steifigkeit auf, als das zweite Gehäusebauteil. Dabei weist das erste Gehäusebauteil im Bereich dieser Kontaktlinie wenigstens eine, vorzugsweise aber eine Vielzahl von, Versteifungsrippen auf. Diese Versteifungsrippen erstrecken sich wenigstens auf der Außenfläche der ersten Gehäuseeinrichtung und wenigstens bis auf Höhe der Kontaktlinie bzw. der Kontaktfläche. Insbesondere Versteifungsrippen führen zu einer Erhöhung der Steifigkeit bei gleichzeitig geringem Materialeinsatz und so ist ein besonders steifes und leichtes Gehäusebauteil darstellbar und damit eine verbesserte Gehäuseeinrichtung erreichbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist eine Tangentialebene an die Oberfläche des zweiten Gehäusebauteils am Ort der Kontaktlinie im unmontierten Zustand eine erste Neigung α, gegenüber einer gedachten Senkrechten Ebene auf. Weiter weist diese Tangentialebene im montierten Zustand der beiden Gehäusebauteile eine zweite Neigung β auf. Die Neigungsdifferenz Δ dieser beiden Neigungen α und β ist erfindungsgemäß aus einem bestimmten Winkelbereich ausgewählt. Für diesen Winkelbereich gilt, Δ > 0,5°, vorzugsweise > 1°, bevorzugt > 2° und besonders bevorzugt > 5° und weiter ist Δ < 45°, vorzugsweise < 15°, bevorzugt < 10° und besonders bevorzugt < 7,5°. Untersuchungen haben gezeigt, dass insbesondere eine derartige Neigungsdifferenz eine sichere Kontaktierung des Kontaktierungs- und Gegenkontaktbereichs einerseits ermöglicht und andererseits eine einfache Montierbarkeit der beiden Gehäusebauteile gewährleistet. Insbesondere durch die Wahl der Winkeldifferenz Δ ist damit eine verbesserte Gehäuseeinrichtung darstellbar.
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Ein Fertigungsverfahren für eine erfindungsgemäße Gehäuseeinrichtung weist wenigstens die Schritte auf,
- – Bereitstellen des ersten und des zweiten Gehäusebauteils,
- – Zusammenfügen des ersten und zweiten Gehäusebauteils, so dass sich zwischen diesen wenigstens eine Kontaktlinie ausbildet.
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Vorzugsweise werden das erste und zweite Gehäusebauteil derart zusammengefügt, dass das zweite Gehäusebauteil wenigstens abschnittsweise, vorzugsweise im Bereich des Gegenkontaktbereichs innerhalb des ersten Gehäusebauteils angeordnet ist. Vorzugsweise umschließt die Kontaktlinie bzw. die Kontaktfläche eine Trennebene zwischen dem ersten und zweiten Gehäusebauteil.
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Beim Zusammenfügen der Gehäusebauteile werden dieses erste und dieses zweite Gehäusebauteil relativ zueinander in einer Richtung, die orthogonal zu der Trennebene ausgerichtet ist, bewegt. Insbesondere durch diese Art des Zusammenfügens des ersten und zweiten Gehäusebauteils ist eine besonders einfache und damit insbesondere fehlerunanfällige Montageart erreichbar und damit ist eine verbesserte Gehäuseeinrichtung darstellbar.
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In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens zur Herstellung wird in einem der Gehäusebauteile das Dichtungselement eingebracht. Vorzugsweise wird dieses Dichtungselement vor dem Zusammenfügen des ersten und des zweiten Gehäusebauteils eingebracht. Weiter vorzugsweise ist dieses Dichtungselement im zweiten Gehäusebauteil aufgenommen, besonders bevorzugt im Gegendichtungsbereich, insbesondere in einer Nut im Gegendichtungsbereich. Weiter vorzugsweise wird das Dichtungselement als eine flüssige oder viskose Dichtmasse in dieses Gehäusebauteil eingebracht. Bevorzugt wird das Dichtungselement als Dichtring oder Dichtschnur in das zweite Gehäusebauteil eingelegt. Insbesondere durch das Einbringen des Dichtungselements ist eine besonders hohe Qualität der Verbindung zwischen erstem und zweitem Gehäusebauteil und damit eine verbesserte Gehäuseeinrichtung erreichbar.
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Im Folgenden wird die Figur mit den zum Teil schematisierten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Schnittdarstellung Des verbindungsbereichs zwischen erstem und zweitem Gehäusebauteil,
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2 einen Teilschnitt dieses Verbindungsbereichs mit Oberflächenbeschichtung,
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3 perspektivische Teilschnitte des Verbindungsbereichs,
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4 Teilschnitte der Gehäusebauteile im unmontierten und montierten Zustand.
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1 zeigt einen dreidimensionalen Ausschnitt der Gehäuseeinrichtung G. Dabei weist die Gehäuseeinrichtung G ein erstes Gehäusebauteil 1 und ein zweites Gehäusebauteil 2 auf. Die beiden Gehäusebauteile 1 und 2 berühren sich in einem Kontaktierungsbereich 10. Dabei weist das erste Gehäusebauteil 1 einen Kontaktierungsbereich 1.3 und das zweite Gehäusebauteil 2 einen Gegenkontaktbereich 2.3 auf. Weiter weist das erste Gehäusebauteil 1 einen Dichtungsberiech 1.4 und das zweite Gehäusebauteil 2 einen Gegendichtungsbereich 2.4 auf. In dem Gegendichtungsbereich 2.4 ist ein Dichtungselement, vorliegend eine dauerelastische Dichtschnur 3 eingelegt. Das erste Gehäusebauteil 1 weist im Bereich, bzw. auf Höhe des Kontaktierungsbereichs, eine Versteifungsrippe 1.2 auf. Die beiden Gehäusebauteile 1, 2 sind mit Rastverbindungen 20 miteinander verbunden. Dabei weist das Gehäusebauteil 1 Rasthaken 1.1 und das Gehäusebauteil 2 Gegenrastelemente 2.1 auf. Die Rastverbindung ist derart ausgestaltet, dass auf das Dichtungselement 3 durch das Gehäusebauteil 1, insbesondere mit dessen Dichtungsbereich 1.4 ein dauerhafter Druck ausgeübt wird. Im Kontaktierungsbereich zwischen dem Gehäusebauteil 1 und 2 ist auch eine Kontaktlinie nicht dargestellt angeordnet. Die Querschnittsflächen Q.1 und Q.2 des ersten und zweiten Gehäusebauteils 1, 2 beschreiben den Querschnitt der Gehäusebauteile wenigstens im Bereich des Kontaktierungsbereiches 10. Auch das zweite Gehäusebauteil 2 weist eine Versteifungsrippe 2.5, ähnlich der Versteifungsrippe 1.2 auf. Dabei ist die Versteifungsrippe 2.5 nicht im Bereich der Kontaktierung 10 angeordnet, sondern dient der Abstützung des Gegendichtungsbereichs 2.4 Der mit D gekennzeichnete Bereich der beiden Gehäusebauteile 1, 2 ist in 2 weiter dargestellt.
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2 zeigt die Querschnittsfläche Q1 und Q2 der beiden Gehäuseteile 1, 2. Weiter ist das Dichtungselement 3 dargestellt. Der Kontaktierungsbereich 1.3 des Gehäusebauteils 1 übt eine Kontaktkraft FK auf den Gegenkontaktbereich 2.3 des Gehäusebauteils 2 aus und verursacht dabei eine gleichgroße Reaktionskraft FK. Der Gegenkontaktbereich 2.3 weist in Kraftrichtung FK eine geringere Steifigkeit auf als der Kontaktierungsbereich 1.3 des ersten Gehäusebauteils 1. Diese geringere Steifigkeit, bzw. dieser Steifigkeitsunterschied, führt zu einer Deformation D.2 des zweiten Gehäusebauteils 2. Die Kontaktlinie KL kann als eine beliebige Linie innerhalb des Berührungsbereiches zwischen dem ersten Gehäusebauteil 1 und dem zweiten Gehäusebauteil 2 verstanden werden. Die mit I und A gekennzeichneten Pfeile zeigen einmal nach innen (I) und einmal nach außen (A) in Bezug auf die Gehäuseeinrichtung. Die elektrochemische Energiespeichereinrichtung (nicht dargestellt) befindet sich dabei im Gehäuse, also in Richtung I. Der Dichtungsbereich 1.4 des ersten Gehäusebauteils 1 kontaktiert zur Abdichtung des Gehäuses das Dichtungselement 3. Das erste Gehäusebauteil weist eine Beschichtung L.1 auf und das zweite Gehäusebauteil weist eine Beschichtung L.2 auf. Dabei sind die Beschichtungen L.1 und L.2 als elektrisch leitende Beschichtungen ausgeführt, insbesondere als Metallbedampfung des ersten und zweiten Gehäusebauteils. Die Beschichtungen L.1 und L.2 erstrecken sich auf den Gehäusebauteilen 1, 2 wenigstens bis in den Kontaktierungsbereich zwischen diesen beiden Bauteilen. Insbesondere durch den Steifigkeitsunterschied der beiden Gehäusebauteile 1, 2 im Kontaktierungsbereich zwischen den Bereichen 1.3 und 2.3 führt zu einer besonders guten EMV-Abschirmung.
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In 3a ist eine perspektivische Darstellung des Ausschnitts mit dem Kontaktierungsbereich 1.3 und dem Gegenkontaktbereich 2.3 des ersten und zweiten Gehäusebauteils 1, 2 dargestellt. Dabei weist das erste Gehäusebauteil 1 einen Dichtungsbereich 1.4 auf und das zweite Gehäusebauteil 2 einen Gegendichtungsbereich 2.4. Der Gegendichtungsbereich 2.4 ist nutförmig ausgestaltet, und zur Aufnahme des Dichtungselements 3 eingerichtet. Das Dichtungselement 3 ist als flüssige Schaumdichtung in die Nut 2.4 eingebracht. Durch das Kontaktieren des Dichtungselements 3 mittels des Dichtungsbereichs 1.4 wird dieses in die Nut 2.4 hineingedrückt und eine besonders gute Abdichtungswirkung erreicht. Das zweite Gehäusebauteil weist an seiner Oberfläche wenigstens abschnittsweise die Beschichtung L.2 auf. Auch das erste Gehäusebauteil weist eine Beschichtung auf, diese ist in der dargestellten Ansicht nicht dargestellt.
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3 zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung der Gehäusebauteile 1, 2, wobei diese Gehäusebauteile mittels einer Schraubverbindung V.1 miteinander verbunden sind. Das erste Gehäusebauteil 1 weist einen Dichtungsbereich 1.4 auf, dieser ragt in die Nut 2.4 des zweiten Gehäusebauteils 2 hinein und kontaktiert dabei das Dichtungselement 3. Die Innenseiten des ersten und zweiten Gehäusebauteils 1, 2 weisen jeweils eine Beschichtung L.1 und eine Beschichtung L.2 auf. Dabei erstrecken sich die Beschichtungen L.1 und L.2 jeweils bis in den Kontaktierungsbereich zwischen den Bauteilen 1, 2 und erreichen somit eine besonders gute EMV-Abschirmung.
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3c zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung der Gehäusebauteile 1, 2, wobei diese Gehäusebauteile 1, 2 mittels einer Klemmverbindung mit eine dritten Verbindungselement V.2 miteinander verbunden sind. Die Gehäusebauteile 1, 2 sind dabei so ausgeführt, dass im montierten Zustand die zur Verbindung des ersten und zweiten Gehäusebauteils 1, 2 aufgebrachte Normalkraft in unterschiedlichen Bereichen übertragen wird. Ein ersten Teil der Normalkraft wird über das Dichtungselement 3 und die dieses kontaktierenden Gehäuseabschnitte 1.4, 2.4 übertragen und ein weiterer Teil, wobei dieser weitere Teil der Normalkraft mehr als 50% der Normalkraft beträgt, welche in diesem weiteren Abschnitt 30 der Gehäusebauteile 1, 2 übertragen wird (Hauptkraftfluss). Dabei geschieht der Hauptkraftfluss HF über die weiteren Gehäuseabschnitte 30. Durch diese geringe Belastung des Dichtungselements 3 ist die Neigung des Setzens des Dichtungselements 3 verringert und es wird dadurch eine nahezu konstant sicherer Verbindung der Gehäusebauteile 1, 2 erreicht.
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Insbesondere wird dadurch vermieden, dass sich über Lebensdauer die Dichtung setzt und die Klemmverbindung gelockert wird. Das erste Gehäusebauteil 1 weist einen Dichtungsbereich 1.4 auf, dieser ragt in die Nut 2.4 des zweiten Gehäusebauteils 2 hinein und kontaktiert dabei das Dichtungselement 3. Die Innenseiten des ersten und zweiten Gehäusebauteils 1, 2 weisen jeweils eine Beschichtung L.1 und eine Beschichtung L2 auf. Dabei erstrecken sich die Beschichtungen L.1 und L.2 jeweils bis in den Kontaktierungsbereich zwischen den Bauteilen 1, 2 und erreichen somit eine besonders gute EMV-Abschirmung.
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In 3d ist eine perspektivische Darstellung der in 3c dargestellten Verbindung gezeigt. Es ist erkennbar wie der C-förmige Bügel V.2 die Gehäusebauteile 1, 2 kontaktiert und wie dadurch einerseits das Dichtungselement 3 zusammengedrückt und die weiteren Gehäuseabschnitte 30 aufeinander gedrückt werden.
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4a) zeigt einen Teilschnitt des ersten und zweiten Gehäusebauteils (1, 2) im unmontierten Zustand und 4b) im montierten Zustand. Dabei zeigt 4 Gehäusebauteile wie diese in den 1–3 dargestellt sind und es wird nachfolgend im Wesentlichen auf Unterschiede und insbesondere auf die Winkel α und β eingegangen.
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Durch die Versteifungsrippe 1.2 weist das erste Gehäusebauteil 1 eine höhere Steifigkeit auf als das zweite Gehäusebauteil 2 an der gleichen Stelle im montierten Zustand. Das zweite Gehäusebauteil 2, insbesondere aber dessen Abschnitt 2.3, weist im unmontierten Zustand eine Neigung α auf. Im montierten Zustand (4b) vergrößert sich diese Neigung auf den Winkel β, dies ist durch den Steifigkeitsunterschied der beiden Gehäusebauteile 1, 2 in diesem Bereich begründet. Die Elastizität des zweiten Gehäusebauteils 2 im Bereich 2.3 ruft eine Anpresskraft im Bereich 10 hervor, hierdurch bildet sich eine Kontaktlinie oder -fläche aus. Durch die leitende Beschichtung der Gehäusebauteile in diesem Bereich und das beschriebene sichere Andrücken wird so eine besonders gute EMV-Abschirmung erreicht.
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In 5 ist ein Vollschnitt der Gehäuseeinrichtung mit erstem und zweiten Gehäusebauteil 1, 2 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Dabei ist einerseits die grundsätzliche Wirkungsrichtung RHV der übertragenen Normalkraft zwischen dem ersten und zweiten Gehäusebauteil dargestellt. Und es ist die Lage VB der in 1 bis 4 dargestellten Verbindungsbereiche zwischen den Gehäusebauteilen 1, 2 gezeigt. Weiter ist die Lage des Dichtungselements 3 sowie der Verbindungselements V.2 und der weiteren Gehäuseabschnitte 30 erkennbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008059956 A1 [0002, 0004]
