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Die Erfindung betrifft ein Gehäuseteil, insbesondere für ein Gehäuse einer Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, mit einer aus Kunststoff gefertigten Wandung, wobei in der Wandung wenigstens eine insbesondere geschlossene Kammer zur Aufnahme eines oder mehrerer Einsetzteile ausgebildet ist.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Gehäuseteils.
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Durch die zunehmende Elektrifizierung von Kraftfahrzeugen nehmen auch die Anforderungen an elektrische Energiespeicher zu. Bei Kraftfahrzeugen, die elektrisch angetrieben werden können, wie beispielsweise Kraftfahrzeuge, die eine Hybridantriebsvorrichtung mit einem Verbrennungsmotor und einer Elektromaschine aufweisen, oder bei Elektrofahrzeugen, die nur elektromotorisch antreibbar sind, wird die Antriebsenergie aus einem elektrischen Energiespeicher entnommen, der im Kraftfahrzeug unterzubringen ist. Häufig werden derartige Energiespeicher unterhalb einer hinteren Sitzreihe im Kraftfahrzeug in die Fahrzeugunterbodenstruktur integriert. Durch die integrale Baureihe wird die Masse des Bauteils insgesamt reduziert, was sich positiv auf die erreichbare Reichweite des Kraftfahrzeugs auswirkt.
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Ein derartiges Gehäuseteil ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2011 052 515 A1 bekannt. Das Gehäuseteil ist dabei zumindest teilweise aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffmaterial gefertigt, was beispielsweise im Vergleich zu herkömmlich hergestellten Gehäuseteilen aus Aluminium Kostenvorteile mit sich bringt. Nachteilig bei der Verwendung von Gehäuseteilen aus Kunststoff ist, dass diese eine verringerte Schutzwirkung gegenüber elektromagnetischer Strahlung bieten im Vergleich zu herkömmlichen Batteriegehäusen. Dabei ist es insbesondere von Interesse, die elektromagnetische Strahlung, die in den Fahrzeuginnenraum gelangen kann, zu minimieren und auch zu verhindern, dass der Betrieb des Energiespeichers durch von außen kommende elektromagnetische Strahlung beeinträchtigt wird. Daher ist in der genannten Offenlegungsschrift vorgesehen, zusätzlich ein flächiges Element für die Abschirmung der Traktionsbatterie vor elektromagnetischer Strahlung an dem Gehäuseteil vorzusehen. Bei dem flächigen Element kann es sich beispielsweise um eine Metallfolie oder ein metallisches Netz handeln. Zur Integration in die Wandung ist es wenigstens teilweise in die Wandung aufgenommen.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2011 077 187 A1 ist eine Abschirmung für eine Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs bekannt, die aus zwei Halbzeugen, die jeweils eine Folie aus einem elektrisch isolierenden Material aufweisen und miteinander verbunden sind.
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Des Weiteren ist aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2011 052 513 A1 ein Gehäuseteil mit einer aus Kunststoff gefertigten Wandung, die wenigstens einen Hohlraum aufweist, bekannt. In diesem Hohlraum, der eine Kammer bildet, ist ein thermisches Isolationsmaterial als Einsetzteil eingebracht. Zur Herstellung des Gehäuseteils werden faserverstärkte Matten mit einer thermoplastischen Matrix bereitgestellt, wobei auf eine erste Matte das Isolationsmaterial aufgelegt und anschließend eine zweite Matte auf die erste Matte und das Isolationsmaterial aufgelegt wird. Anschließend werden die beiden Matten erhitzt, miteinander verschmolzen und plastisch verformt, um die Form des Gehäuseteils zu erhalten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Gehäuseteil zu schaffen, welches eine vorteilhafte elektromagnetische Abschirmwirkung gewährleistet und kostengünstig und konstruktiv einfach herstellbar ist, auch wenn das Gehäuseteil selbst eine komplexe dreidimensionale Form aufweisen soll.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein Gehäuseteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Das erfindungsgemäße Gehäuseteil und das erfindungsgemäße Verfahren haben den Vorteil, dass die Wandung auf einfache Art und Weise hergestellt wird, wobei die Wandung nicht auf eine spezielle Form beschränkt ist, sondern auch in der Massenfertigung unterschiedliche Wandungsformen mit dem gleichen Gerät/Werkzeug nacheinander hergestellt werden können, ohne dass hierfür ein Werkzeugaustausch notwendig ist. Darüber hinaus bietet das Gehäuseteil eine verbesserte elektromagnetische Abschirmung und die Möglichkeit einer einfachen und kostengünstigen Integration von einem oder mehreren Sensoren in das Gehäuseteil selbst.
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Die Erfindung sieht dazu vor, dass die Wandung durch ein Schmelzschichtungsverfahren hergestellt ist, und dass in die jeweilige Kammer als Einsetzteil eine vor elektromagnetischer Strahlung schützende Folie und/oder zumindest ein Sensor eingelegt sind. Unter einem Schmelzschichtungsverfahren wird ein additives Fertigungsverfahren verstanden, das auch als Fused Deposition Modeling Verfahren beziehungsweise FDM-Verfahren bezeichnet wird. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass ein Bauteil durch Aufschmelzen, Austragen und schichtweises Ablegen von Kunststoff mittels einer beheizten und beweglich gelagerten Düse gefertigt wird. Insoweit entspricht das Schmelzschichtungsverfahren einem 3D-Druckverfahren, bei welchem aufgeschmolzener Kunststoff als Druckmittel verwendet wird. Die das Material austragende Düse wird bei dem Verfahren mit einem Antrieb, insbesondere Linearantrieb, derart ausgestattet, dass sich die Düse im dreidimensionalen Raum bewegen kann, um dem Bauteil eine beliebige Form zu verleihen. Nach dem Ablegen einer Materialschicht wird die Düse nach oben oder ein das Material tragender Drucktisch nach unten gefahren, und die nächste Schicht wird durch die Düse abgelegt. Dieses schichtweise Ablegen des Kunststoffs ermöglicht fast uneingeschränkte Designfreiheiten, da die Formgebung bei diesem Fertigungsprozess nicht durch die ansonsten erforderliche Entformung aus einem Werkzeug, beispielsweise Druckgießwerkzeug, limitiert ist. Darüber hinaus ist das Vorsehen von einer oder mehrerer Kammern durch das Schmelzschichtungsverfahren ohne weiteres möglich, wobei die Kammern an beliebiger Stelle positioniert werden können. Während des Schmelzschichtungsverfahrens beziehungsweise während des Druckprozesses des Schmelzschichtungsverfahrens wird in die noch nicht fertiggestellte Kammer die Folie und/oder der Sensor eingelegt und anschließend das Druckverfahren weiter fortgesetzt, um die Kammer zu verschließen oder zumindest teilweise zu verschließen, sodass die Folie und/oder der Sensor in der Kammer eingehaust werden. Hierdurch ist eine einfache Integration der Folie und/oder Sensors in einer jeweiligen Kammer kostengünstig in vorteilhafter Weise gewährleistet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Folie als EMV-Schutzfolie ausgebildet (EMV = elektromagnetische Verträglichkeit). EMV-Schutzfolien sind speziell zur Abschirmung elektromagnetischer Felder hergestellte Folien, die im Handel erwerbbar sind. Dadurch ist die Herstellung der elektromagnetischen Abschirmung des Gehäuseteils kostengünstig realisierbar, indem bereits vorhandene Folien verwendet werden.
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Bevorzugt sind in der Wandung des Gehäuseteils mehrere Kammern ausgebildet, in denen jeweils eine EMV-Folie und/oder ein Sensor angeordnet sind. Dadurch sind beispielsweise in dem Gehäuseteil eine EMV-Folie zur elektromagnetischen Abschirmung einerseits sowie einer oder mehrere Sensoren zum Überwachen der Traktionsbatterie andererseits integriert.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die EMV-Folie und/oder der Sensor durch in die Wandung integrierte elektrische Leiter von außen elektrisch kontaktierbar sind. Durch das Schmelzschichtungsverfahren ist es ermöglicht, dass elektrische Leiter in einfacher Art und Weise in die Wandung während ihrer Herstellung integriert werden können. Durch die integrierte Ausbildung der Leiter sind diese vor äußeren Einflüssen sicher geschützt und bieten eine sichere elektrische Kontaktierung der in der Kammer befindlichen Sensoren und/oder Folien und können durch das vorteilhafte Druckverfahren in beliebiger Art und Weise durch die Wandung geführt werden, um beispielsweise den Anschluss-Anforderungen unterschiedlicher Kunden gerecht zu werden.
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Besonders bevorzugt ist zumindest einer der elektrischen Leiter als ein aus der elektrisch leitfähiger Paste gedruckter Leiter ausgebildet. In diesem Fall ist nicht nur die Kunststoff-Wandung durch ein 3D-Druckverfahren hergestellt, sondern auch der Leiter wird durch ein Druckverfahren, insbesondere durch ein Dispersionsverfahren, mit einer die Druckpaste austragenden Düse, hergestellt. Hierdurch ist ohne eine Umrüstung der das Bauteil herstellenden Druckmaschine das Herstellen unterschiedlicher Wandungen und/oder elektrischer Leiter in einfacher Art und Weise ermöglicht.
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Vorzugsweise sind in zumindest einer der Kammern beabstandet zu einem Kammerseitenrand eine oder mehrere Haltevorsprünge ausgebildet. Damit befindet sich in zumindest einer der Kammern zumindest ein Haltevorsprung, welcher beispielsweise die Kammer unterteilt oder bereichsweise durchstößt, und dadurch als formschlüssiges Haltemittel für eine in der Kammer positionierte Folie und/oder einen in der Kammer positionierten Sensor wirkt. Mittels des einen oder der mehreren Haltevorsprünge ist es beispielsweise auch ermöglicht, dass in ein und derselben Kammer eine Folie einerseits und ein Sensor andererseits sicher positioniert werden.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der jeweilige Haltevorsprung als Halterrippe oder als Haltebolzen ausgebildet ist. Wenn der Haltebolzen vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, zeichnet sich die Halterippe durch eine Längserstreckung aus, die größer ist als ihre Breite, wodurch die Halterippe im Unterschied zum Haltebolzen beispielsweise auch den Vorteil einer Verdrehsicherung bietet.
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Die Folie weist bevorzugt eine oder mehrere mit den Haltevorsprüngen korrespondierende Aussparungen auf. Ist beispielsweise in der Kammer ein Haltevorsprung ausgebildet, so weist die dieser Kammer zugeordnete Folie zweckmäßigerweise eine Aussparung auf, die mit dem Haltevorsprung derart korrespondiert, dass die Folie in die Kammer derart einlegbar ist, dass der Haltevorsprung die Aussparung durchdringt oder zumindest in die Halteaussparung eindringt. Dadurch ist eine sichere Positionierung und Ausrichtung der Folie in der Kammer mittels des Haltevorsprungs auch dann gewährleistet, wenn die Folie beispielsweise kleinere Abmaße aufweist als der Innenraum der Kammer. Entsprechendes gilt für einen in der Kammer positionierten Sensor, der bevorzugt an einem Gehäuseteil einen oder mehrere mit den Haltevorsprüngen korrespondierende Aussparungen aufweist, um eine sichere Positionierung des Sensors in der Kammer zu ermöglichen.
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Weiterhin ist vorzugsweise zumindest ein Stützelement zur Steigerung der mechanischen Festigkeit der Wandung und/oder zum Beschweren der Folie in der Kammer in die Wandung integriert. Das Stützelement ist beispielsweise ein aus einem Metall gefertigtes Element, das während des Schmelzschichtungsverfahrens zwischen zwei Schichten positioniert wird, beziehungsweise auf einer Schicht positioniert wird, bevor eine darauf aufgelegte zweite Schicht hergestellt wird. Durch das Stützelement wird die mechanische Festigkeit der Wandung in einfacher Art und Weise gesteigert. Bei dem Stützelement kann es sich beispielsweise um einen Stützstab, einen Stützstreifen und/oder eine Stützwanne handeln, die in die Wandung integriert ist.
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Bevorzugt ist das Gehäuseteil als Batteriegehäusedeckel ausgebildet. Dazu weist das Gehäuseteil Anschlussmittel zur Befestigung des Batteriegehäusedeckels an einen Aufnahmekörper für die Traktionsbatterie befestigbar ist, um den Aufnahmekörper zu verschließen und die Traktionsbatterie darin einzuschließen beziehungsweise zu schützen. Dazu weist der Batteriegehäusedeckel beispielsweise eine Außenkontur auf, die der Außenkontur des Aufnahmekörpers, der insbesondere als Gehäusewanne ausgebildet ist, entspricht. Außerdem weist der Batteriegehäusedeckel bevorzugt eine oder mehrere Vorsprünge auf, die in damit korrespondierende Aussparungen des Aufnahmekörpers einführbar sind, um eine Ausrichtung und Positionierung des Batteriegehäusedeckels an dem Aufnahmekörper zu erleichtern und dauerhaft zu gewährleisten. Optional weist der Batteriegehäusedeckel außerdem wenigstens eine umlaufende angespritzte oder angebrachte Dichtlippe auf, die mit dem Aufnahmekörper zusammenwirkt, um eine mediendichte Verbindung von Batteriegehäusedeckel und Aufnahmekörper sicherzustellen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 sieht vor, dass durch ein Schmelzschichtungsverfahren mittels einer bewegbaren Düse in einem ersten Schritt a) wenigstens eine flächige Grundschicht der Wandung gedruckt wird, in einem darauffolgenden Schritt b) zumindest eine Kammerschicht auf die Grundschicht gedruckt wird, die eine oder mehrere Aussparungen zur Bildung jeweils einer Kammer aufweist, wobei anschließend in einem Schritt c) ein Sensor und/oder eine vor elektromagnetischer Strahlung schützende Folie in zumindest eine der Aussparungen eingelegt wird, und dass anschließend in einem Schritt d) eine die eine oder mehreren Aussparungen überdeckende Deckschicht der Wandung auf die Kammerschicht aufgedruckt beziehungsweise aufgetragen wird. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile. Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich außerdem aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass unmittelbar vor oder unmittelbar nach dem Schritt c) wenigstens eine elektrisch leitfähige Leiterbahn auf die Kammerschicht zur elektrischen Kontaktierung des Sensors und/oder der Folie gedruckt wird. Insbesondere wird zum Drucken der Leiterbahn eine elektrisch leitfähige Leiterpaste, vorzugsweise mittels einer Dispersionseinrichtung auf die Kammerschicht und/oder die Grundschicht aufgetragen beziehungsweise aufgedruckt. Hierdurch ergibt sich, wie zuvor bereits erwähnt, eine vorteilhafte und einfache elektrische Kontaktierung, die in die Wandung integriert ist. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass zumindest einer der Sensoren mit einem Schutzgehäuse in die Aussparung eingelegt wird, welche eine mechanische Kontaktfläche des Sensors freilässt, elektrische Kontaktflächen jedoch schützt, sodass anschließend bei einem darauffolgenden Kunststoff-Druckvorgang zunächst nur die mechanische Kontaktfläche bedruckt wird. Anschließend wird das Schutzgehäuse des Sensors entfernt und die elektrische Kontaktierung mittels des zuvor beschriebenen Dispersionsvorgangs durch Aufdrucken einer elektrisch leitfähigen Paste hergestellt.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
- 1 eine vereinfachte Schnittdarstellung der Anordnung einer Traktionsbatterie in einem Kraftfahrzeug,
- 2 eine Vorrichtung zur Herstellung eines Gehäuseteils,
- 3 die schrittweise Herstellung des Gehäuseteils mittels der Vorrichtung aus 2,
- 4A und 4B ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des Gehäuseteils in unterschiedlichen Ansichten und
- 5A und 5B ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des Gehäuseteils in unterschiedlichen Ansichten.
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1 zeigt in einer vereinfachten Seitenansicht den Innenraum eines Kraftfahrzeugs 1 im Bereich einer hinteren Sitzreihe 2. Die Sitzreihe 2 weist zumindest einen entlang einer Längsführung 3 verschiebbaren Sitz, wie durch einen Doppelpfeil 4 angezeigt, wobei unterhalb der Längsführung ein Hohlraum 5 geschaffen ist, zur Aufnahme einer Traktionsbatterie 6, die mit einem Elektroantrieb des Kraftfahrzeugs verbunden beziehungsweise verbindbar ist, sodass ein elektromotorischer Betrieb des Kraftfahrzeugs ermöglicht wird. Die Traktionsbatterie 6 ist in einem Schutzgehäuse 7 angeordnet, das einen wannenförmigen Aufnahmekörper 8 und einen den Aufnahmekörper 8 nach oben verschließenden Batteriegehäusedeckel 9 aufweist. Der Batteriegehäusedeckel 9 stellt somit ein Gehäuseteil 10 für die Traktionsbatterie 6 beziehungsweise das Schutzgehäuse 7 dar.
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Das Gehäuseteil 10 weist einen Grundkörper 11 aus Kunststoff auf, in welchem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mehrere Folien 12 angeordnet sind, die vor elektromagnetischer Strahlung schützen, sowie ein Sensor 13, der dazu ausgebildet ist, die Traktionsbatterie 6 zu überwachen. Dazu ist der Sensor 13 beispielsweise als Temperatursensor ausgebildet, der die Betriebstemperatur der Traktionsbatterie 6 überwacht.
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Mit Bezug auf 2 und 3 soll im Folgenden grundsätzlich der Aufbau des Gehäuseteils 10 sowie dessen Herstellung erläutert werden.
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2 zeigt dazu vereinfacht eine Vorrichtung 11 zur Herstellung des Gehäuseteils 10. Die Vorrichtung 11 weist eine Düse 14 auf, die eine ansteuerbare Heizung aufweist, wobei der Düse ein Kunststoffmaterial 15 in Form eines Kunststofffilaments zugeführt wird. Die Düse 14 ist durch eine Lagereinrichtung 16 in einer Ebene parallel zu einem unterhalb der Düse 14 befindlichen Drucktisch 17 verfahrbar, wie durch einen Doppelpfeil gezeigt, und auch in der Höhe, also senkrecht zum Drucktisch 17 verstellbar, wie durch einen weiteren Doppelpfeil 18 gezeigt. Alternativ oder zusätzlich ist der Drucktisch 17 selbst in der Höhe verfahrbar.
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Durch Beheizen der Düse 14 wird das Kunststoffmaterial aufgeschmolzen und durch die Düse 14 gezielt streifenförmig auf den Drucktisch 17 aufgetragen. Dadurch werden durch das Auftragen mehrerer benachbarter Streifen eine Schicht, und durch das Auftragen mehrerer Schichten komplex gestaltete beziehungsweise geformte Bauteile im Schmelzschichtungsverfahren beziehungsweise FDM-Verfahren hergestellt. In 2 ist dazu beispielhaft ein solches Bauteil 19 mit einer ebenfalls gedruckten Stützstruktur 20 beispielhaft gezeigt. Bei dem Bauteil 19 kann es sich beispielsweise um das Gehäuseteil 10 handeln. Sobald eine Schicht fertig gedruckt ist, wird die Düse 14 nach oben und/oder der Drucktisch 17 nach unten verfahren, sodass die nächste Schicht aufgetragen werden kann.
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3 zeigt in mehreren Schritten a) bis e) die Herstellung des Gehäuseteils 10 mittels der Vorrichtung 11 in vereinfachter Weise.
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In dem ersten Schritt a) werden zunächst zwei Grundschichten 21 auf den Drucktisch 17 mittels der Düse 14 aufgetragen.
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In einem darauffolgenden Schritt b) werden zwei Kammerschichten 22 aufgetragen, die sich von den Grundschichten 21 dadurch unterscheiden, dass sie mehrere Aussparungen 23, 24 aufweisen. Dabei müssen die Aussparungen 23, 24 nicht unbedingt in beiden Kammerschichten 22 vorliegen, sondern können, wie in 3 mit Bezug auf die Aussparung 24 gezeigt, beispielsweise auch nur in einer Kammerschicht vorliegen. So kann beispielsweise eine Aussparung sich über nur eine Kammerschicht und eine andere Aussparung über mehrere Kammerschichten erstrecken, wie in 3 gezeigt. Natürlich kann sich eine Aussparung 23, 24 auch über mehr als zwei Kammerschichten erstrecken.
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Im darauffolgenden Schritt c) wird beispielhaft in die Aussparung 23, die sich über mehrere Kammerschichten 22 erstreckt, der Sensor 13 eingesetzt, und in die andere Aussparung 24 eine der Folien 12.
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Im darauffolgenden Schritt werden elektrische Leiterbahnen ausgebildet. Dazu weist die Vorrichtung 11 eine Dispersionseinrichtung 25 auf, die beispielsweise durch die Lagerung 16 mitbewegbar ist oder durch eine eigene Lagereinrichtung oberhalb des Drucktischs 17 im dreidimensionalen Raum verfahrbar ist. Die Dispersionseinrichtung 20 weist eine Dispersionsdüse 26 auf, mittels welcher elektrisch leitfähige Paste auf den Drucktisch 17 und/oder den bereits dort aufgetragenen Kunststoff aufgetragen werden kann.
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Dadurch, dass die Dispersionsdüse 26 ebenfalls frei bewegbar ist, ist es möglich, gezielt die Leiterbahnen auf die vorhandenen Kunststoffschichten und/oder Sensoren oder Folien, auch dreidimensional aufzutragen. 3 zeigt hierzu im Schritt d), zwei Leiterbahnen 27 und 28, die auf die oberste Kammerschicht derart aufgetragen sind, dass sie elektrisch den Sensor 13 und die Folie 12 kontaktiert. Zweckmäßigerweise enden die Leiterbahn von außen zugängig an dem Gehäuseteil 10, sodass eine einfache elektrische Kontaktierung der Sensoren 14 und/oder Folien 12 gewährleistet ist.
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Anschließend wird mittels der Düse 14 zumindest eine, vorteilhafterweise werden mehrere Deckschichten 29 auf der Kammerschicht 22 und die in die Aussparungen 23, 24 eingesetzten Sensoren beziehungsweise Folien aufgetragen, sodass die Aussparungen 23 und 24 geschlossen und zu geschlossenen Kammern 30, 31 geformt werden, in welchen ein Sensor und/oder eine Folie 12 angeordnet sind.
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Durch die vorteilhafte Integration des Dispersionsprozesses in das Schmelzschichtungsverfahren ist die elektrische Kontaktierung der elektrischen Bauteile in dem Gehäuseteil 11 einfach möglich. Die aufgetragenen Schichten 21, 22 und 23, sowie die darin integrierten Bauteile, wie Sensor 13 und Folie 12 und Leiterbahnen 27, 28 bilden zusammen eine vorteilhafte Wandung 32 des Gehäuseteils 10, welche insbesondere den Batteriegehäusedeckel 9 vollständig ausbildet. Durch das vorteilhafte Herstellungsverfahren und die Gestaltung des Gehäuseteils 10 lassen sich auch komplexe dreidimensionale Formen des Batteriegehäusedeckels 9 kostengünstig realisieren. So ist auch eine einfache Anpassung an unterschiedliche Kundenwünsche möglich.
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Der Batteriegehäusedeckel 9 ist zweckmäßigerweise derart geformt, dass er anschließend auf den Aufnahmekörper 8 angeordnet und damit verklebt und/oder verschraubt wird. Auch Warmfügen und/oder das Vorsehen einer Dichtung sind möglich. Als Kunststoff wird bevorzugt ein möglichst fester und steifer Kunststoff verwendet, um die mechanischen Kräfte auch bei einem Unfall aufnehmen zu können, ohne dass das Schutzgehäuse 7 beschädigt wird. Als Kunststofffilament werden bevorzugt ABS, Nylon6, Nylon6.6, Nylon12 oder Nylon12CF für das FDM-Verfahren verwendet, und bevorzugt mit Brandschutzadditiven ausgestattet.
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Während vorliegend der Sensor 13 insbesondere als Temperatursensor beschrieben wurde, ist es auch denkbar, einen Drucksensor, Feuchtigkeitssensor, AFID-Chip zur Strukturüberwachung oder dergleichen als Einlegeteil in einer der Kammern der Wandung 32 vorzusehen. Auch ist es denkbar, Glas-, Kohlenstoff- und/oder Aramid-Fasern, insbesondere in Form eines Organoblechs oder als flächiges Halbzeug, wie beispielsweise Gewebe, Gelege, Gestrick, Vlies oder dergleichen, als Einlegeteil zur lokalen Steigung der mechanischen Eigenschaften insbesondere entlang der Lastphase des Batteriegehäusedeckels 9 vorzusehen und insbesondere in eine der Kammern anzuordnen. Die Einlegeteile werden bevorzugt automatisiert durch eine Bestückungsvorrichtung in die entsprechende Aussparung während des Herstellungsprozesses der Wandung 32 eingelegt, sodass eine insgesamt automatisierte Herstellung des Gehäuseteils geboten ist.
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Bevorzugt weist die jeweilige Folie 12 eine angeraute Oberfläche auf, um die Haftung am Kunststoff auf Dauer zu gewährleisten. Zu sicheren Positionierung der Folie 12 während des Herstellungsprozesses kann die Folie neben einer formschlüssigen Lage in der jeweiligen Kammer 24 auch durch zusätzlich eingebrachte Haltevorsprünge gegen ein Verrutschen und/oder Verdrehen fixiert werden.
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4A und 4B zeigen hierzu in einem vereinfachten Ausführungsbeispiel eine vorteilhafte Weiterbildung des Gehäuseteil 10. 4A zeigt dazu die Herstellung des Gehäuseteil 10, bei welcher in einer der Kammern 24 mehrere Haltevorsprünge 33 durch Ausbringen von Kunststoff mittels der Düse 14 hergestellt werden. Die Haltevorsprünge 33 werden somit mit der Kammerschicht 22 beziehungsweise mit den Kammerschichten 22 mitgebildet.
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4B zeigt die Herstellung in einer Draufsicht auf das Gehäuseteil 10. Dabei ist zu erkennen, dass die Haltevorsprünge 33 in der Kammer 24 beabstandet zu Seitenrändern 34 der Kammer 24 angeordnet sind. Vorliegend sind vier Haltevorsprünge 33 vorhanden. Außerdem ist in dieser Ansicht auch erkennbar, dass aufgrund des vorteilhaften Herstellungsverfahrens sich eine streifenförmige Struktur von Kunststoff ergibt, weil die Streifen nach und nach aufgetragen werden.
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Die in die Kammer 24 einzulegende Folie weist zweckmäßigerweise mit den Haltevorsprüngen 33 korrespondierende Aussparungen 35 auf. Vorliegend sind die Haltevorsprünge 33 als Halterippen ausgebildet. Alternativ könnten auch Haltebolzen mit einem kreisförmigen Querschnitt vorgesehen sein. Durch das vorteilhafte Zusammenwirken der Folie 12 mit den Haltevorsprüngen 33 ist bei der Herstellung ein Verrutschen der Folie innerhalb der Kammer 24 sicher verhindert.
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5A und 5B zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel, das sich von dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, dass auf die Haltevorsprünge 33 verzichtet wird, und stattdessen auf die Folie 12 in der Kammer 24 ein Stützelement 36 aufgelegt ist. Das Stützelement 36 wirkt dabei als Beschwerungselement für die Folie 12, die durch das Stützelement 36 in der Kammer 24 gehalten wird. Außerdem dient das Stützelement zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit der Wandung 33. Alternativ wird das Stützelement 36 in eine eigene Kammer in der Wandung 32 angeordnet, insbesondere durch zumindest eine Deck- oder Grundschicht beabstandet zu der Folie 12 und/oder dem Sensor 13.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Sensor 13 vor dem Einsetzen in ein Schutzgehäuse 7 eingelegt wird, sodass nur eine Kontaktfläche mit Kunststoff überdruckt wird und das Schutzgehäuse 7 anschließend wieder entfernt werden kann und die vorteilhafte Ausbildung des Gehäuseteils 10 können unterschiedlichste Sensoren flexibel in das Gehäuseteil 10 beziehungsweise den Batteriegehäusedeckel 9 eingebracht werden. Dadurch können insbesondere in der Entwicklungsphase dieses Bauteils Zeit und Kosten eingespart werden. Jedoch ist das Verfahren auch für hohe Stückzahlen bei der Massenfertigung anwendbar. Durch das Aufschmelzen des Kunststoffs werden die einzelnen Einlegeteile schonend und geringem Druck an dem Gehäuseteil 10 befestigt beziehungsweise in dieses integriert. Die Folie 12 ist auch direkt über eine geschlossene Klemme oder einen Steg elektrisch kontaktierbar, die beispielsweise durch eine Schraubverbindung kontaktiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Sitzreihe
- 3
- Längsführung
- 4
- Doppelpfeil
- 5
- Hohlraum
- 6
- Traktionsbatterie
- 7
- Schutzgehäuse
- 8
- Aufnahmekörper
- 9
- Batteriegehäusedeckel
- 10
- Gehäuseteil
- 11
- Grundkörper / Vorrichtung
- 12
- Folie
- 13
- Sensor
- 14
- Düse
- 15
- Kunststoffmaterial
- 16
- Lagereinrichtung
- 17
- Drucktisch
- 18
- Doppelpfeil
- 19
- Bauteil
- 20
- Stützstruktur
- 21
- Grundschicht
- 22
- Kammerschicht
- 23
- Aussparung
- 24
- Aussparung
- 25
- Dispersionseinrichtung
- 26
- Dispersionsdüse
- 27
- Leiterbahn
- 28
- Leiterbahn
- 29
- Deckschicht
- 30
- Kammer
- 31
- Kammer
- 32
- Wandung
- 33
- Haltevorsprung
- 34
- Seitenrand
- 35
- Aussparung
- 36
- Stützelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011052515 A1 [0004]
- DE 102011077187 A1 [0005]
- DE 102011052513 A1 [0006]
