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Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse mit einer Anschlussanordnung für einen Zellverbinder sowie ein Kraftfahrzeug und eine Ladestation mit einem solchen Batteriegehäuse. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Batteriegehäuse mit mindestens einer als Antriebsenergiespeicher für ein Kraftfahrzeug dienenden Batteriezelle.
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Aus
US 8,974,950 B2 ist eine Verbindungsstruktur für ein Batteriemodul bekannt, welche zur Verbindung des Batteriemoduls mit einem Zellverbinder dient. Das Batteriemodul umfasst unter anderem mehrere Batteriezellen, die in einem Zellhalter angeordnet sind, eine Sammelschiene, welche auf den Batteriezellen aufliegt, sowie eine Abdeckung. Die Verbindungsstruktur umfasst ein Befestigungselement in Form einer Schraube. Das Befestigungselement dient dazu, die Sammelschiene gegen einen Pol einer Batteriezelle zu pressen. Innerhalb der Sammelschiene ist dazu eine Öffnung ausgebildet, in welche eine Mutter montiert ist. In diese Mutter wird das Befestigungselement eingeschraubt. Für einen Austausch der Mutter muss das zusammengebaute Batteriemodul zunächst weitestgehend demontiert werden, bevor die Mutter der Sammelschiene entnommen und durch eine andere ersetzt werden kann.
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Neben den oben genannten Batteriemodulen sind aus der Praxis noch weitere Batteriemodule bekannt, bei welchen Muttern zur Verschraubung von Zellverbindern überhaupt nicht existieren, weil ein Gewinde in einem Kunststoffgehäuse selbst ausgebildet ist oder bei welchen Muttern in einem Gehäuse eingespritzt und damit unzugänglich sind. Wenn es dann bei der Verbindung von Zellverbindern mit Kontakten von Batteriemodulen während der Verschraubung zu Montagefehlern kommt und das Gewinde beschädigt wird, können diese Batteriemodule nicht mehr verwendet werden, weil eine zuverlässige Verbindung nicht mehr möglich und eine Reparatur unwirtschaftlich oder unmöglich ist. Solche Batteriemodule werden dementsprechend als Ausschuss betrachtet und müssen fachgerecht entsorgt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Batteriegehäuse mit einer Anschlussanordnung für einen Zellverbinder sowie ein Kraftfahrzeug und eine Ladestation mit mindestens einem solchen Batteriegehäuse zur Verfügung zu stellen, mittels welchen die montagebedingte Ausschussrate reduziert und die Montageeffizienz dementsprechend verbessert werden kann.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Ein erfindungsgemäßes Batteriegehäuse weist eine Anschlussanordnung auf, die zur Verschraubung eines Zellverbinders zur Verbindung von mindestens zwei als Antriebsenergiespeicher für ein Kraftfahrzeug dienenden Batteriemodulen vorgesehen ist. Unter Antriebsenergiespeichern werden in diesem Zusammenhang sowohl in einem Kraftfahrzeug angeordnete Batteriemodule verstanden, welche zumindest teilweise und vorzugsweise als Energiequelle zum Antrieb des Kraftfahrzeuges dienen oder zumindest phasenweise benutzt werden. Darüber hinaus werden als Antriebsenergiespeicher im Sinne der Erfindung auch stationäre Speicher angesehen, die zum Laden anderer, in einem Kraftfahrzeug anzuordnender Batteriemodule vorgesehen sind. Batteriemodule im Sinne der Erfindung stellen insbesondere eine Spannung von mehr als 12 V, insbesondere mehr als 24 V zur Verfügung. Die Spannung liegt vorzugsweise zwischen 30 V und 60 V, sie kann aber auch höher sein. Zur Ausbildung eines Antriebsenergiespeichers werden üblicherweise mehrere Batteriemodule, insbesondere 8 bis 12 Batteriemodule, derart miteinander verschaltet, dass sich aus den miteinander verschalteten Batteriemodulen eine Gesamtspannung von mehr als 100 V, vorzugsweise mehr als 200 V ergibt. Besonders bevorzugt sind Schaltungen, mittels welchen eine Spannung zwischen 200 V und 300 V zur Verfügung gestellt wird, wobei auch höhere Gesamtspannungen möglich als 300 V möglich sind.
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In dem Batteriegehäuse ist mindestens eine Batteriezelle angeordnet. Vorzugsweise sind mehrere Batteriezellen in dem Batteriegehäuse miteinander verschaltet angeordnet. Dabei stellt jede Batteriezelle insbesondere eine Spannung von mindestens 2 V bereit, vorzugsweise mindestens 3 V, insbesondere eine Spannung in einem Bereich von ca. 3V bis 4 V.
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Das Batteriegehäuse weist ferner mindestens eine Kontaktplatte auf, die zur elektrischen Kontaktierung der mindestens einen Batteriezelle dient. Als Kontaktplatte kann insbesondere ein separater elektrischer Kontakt dienen (auch als Terminal bezeichnet), welcher unmittelbar oder mittelbar mit mindestens einem Pol einer in dem Batteriegehäuse angeordneten Batteriezelle verbunden ist, vorzugsweise fest verbunden, beispielsweise verlötet, gesteckt oder verschraubt. Alternativ kann es sich bei der Kontaktplatte selbst um den Pol einer in dem Batteriegehäuse angeordneten Batteriezelle handeln. Die Kontaktplatte ist insbesondere flächig ausgebildet und ist unabhängig davon aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet. Die Kontaktplatte weist insbesondere mindestens eine Durchgangsöffnung zur Durchführung einer Schraube zur Verbindung des Zellverbinders mit der Kontaktplatte auf.
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Auf einer Seite der Kontaktplatte, d.h. bei einer horizontal angeordneten Kontaktplatte oberseitig oder unterseitig der Kontaktplatte - vorzugsweise auf einer dem Zellverbinder gegenüberliegenden Seite - ist mindestens ein separat ausgebildeter Gewindeeinsatz angeordnet, welcher zur Verschraubung des Zellverbinders mit der Kontaktplatte dient. Dabei ist bei einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse eine Öffnung vorgesehen, die es ermöglicht, den mindestens einen Gewindeeinsatz unmittelbar zugänglich in dem Batteriegehäuse anzuordnen. Innerhalb des Gewindeeinsatzes ist ein Innengewinde ausgebildet oder angeordnet.
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Unter unmittelbar zugänglich wird vorliegend verstanden, dass der Gewindeeinsatz ohne aufwändige Demontage weiterer Teile, und insbesondere ohne Demontage der Kontaktplatte, in dem Batteriegehäuse anordenbar ist. Den Zugang zur Öffnung kann sich eine Fachkraft (z.B. ein an einer Fertigungslinie eines Automobilherstellers arbeitender Montagemitarbeiter) entweder mit einfachem Werkzeug oder werkzeugfrei innerhalb weniger Sekunden verschaffen, oder die Öffnung ist unverschlossen und somit unmittelbar zugänglich. Diese einfach zugängliche Anordnung erlaubt ein zeitsparendes Nutzbarmachen von Batteriemodulen, bei welchen defekte Gewindeeinsätze durch vorherige Fertigungs- oder Montagefehler entstanden sind, indem kostengünstig und sicher kurzfristig ein neuer, funktionsfähiger Gewindeeinsatz positioniert und genutzt werden kann.
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Die mindestens eine Öffnung des Gehäuses ist vorzugsweise auf der dem Zellverbinder gegenüberliegenden Seite der Kontaktplatte in dem Batteriegehäuse ausgebildet, so dass ein bereits an dem Batteriegehäuse angeordneter Zellverbinder nicht demontiert werden muss, um den mindestens einen Gewindeeinsatz zu tauschen. Die mindestens eine Öffnung (oder mehrere Öffnungen) erstreckt sich insbesondere derart, dass eine Einführrichtung des mindestens einen Gewindeeinsatzes quer zur Einschraubrichtung einer Schraube zum Verbinden des Zellverbinders verläuft. So können die Montagewege kurz gehalten werden, und die Zugänglichkeit ist unabhängig von der Größe und Anordnung der Kontaktplatte komfortabel.
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In einer weiteren praktischen Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Batteriegehäuse eine Führungsstruktur auf, mittels welcher eine Soll-Position des mindestens einen Gewindeeinsatzes in dem Batteriegehäuse vorgegeben ist. Unter einer solchen Führungsstruktur sind insbesondere in dem Batteriegehäuse ausgebildete oder angerordnete Wände bzw. Wandabschnitte zu verstehen, die dazu dienen, einen einzusetzenden Gewindeeinsatz beim Einsetzen in die Öffnung seitlich zu führen und/oder die Einschubtiefe durch einen rückseitigen Anschlag vorzugeben. Eine solche Führungsstruktur erstreckt sich insbesondere über einen Teil der Höhe des mindestens einen Gewindeeinsatzes, und vorzugsweise mindestens über die halbe Höhe des Gewindeeinsatzes.
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Unabhängig davon oder in Ergänzung dazu erstreckt sich die Führungsstruktur insbesondere mindestens über die Hälfte der Länge des Gewindeeinsatzes (in Einführrichtung des Gewindeeinsatzes in die Öffnung betrachtet) und/oder mindestens über die Hälfte der Breite des Gewindeeinsatzes (quer zur Einführrichtung des Gewindeeinsatzes in die Öffnung betrachtet), besonders bevorzugt jeweils mindestens über die gesamte Länge und/oder Breite. Die Einführung des Gewindeeinsatzes in die Öffnung des Batteriegehäuses kann zusätzlich dadurch erleichtert werden, dass die Führungsstruktur und/oder der Gewindeeinsatz Einführschrägen aufweisen. Solche Einführschrägen können insbesondere als Fasen ausgebildet sein.
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Führungsstrukturen im Sinne der Erfindung ermöglichen eine Anordnung des Gewindeeinsatzes in einer zumindest teilweise vorgegebenen Soll-Position in der Öffnung des Batteriegehäuses, insbesondere quer zu einer Einschubrichtung betrachtet und/oder in Bezug auf die Einschubtiefe. Wenn die Soll-Position mittels einer Führungsstruktur oder mehrerer Führungsstrukturen eindeutig und vollständig in Querrichtung und in Bezug auf die Einschubtiefe vorgegeben ist, kann so einfach sichergestellt werden, dass der Gewindeabschnitt des Gewindeeinsatzes fluchtend mit einer in der Kontaktplatte ausgebildeten Durchgangsöffnung angeordnet ist. In diesem Fall ist das Eindrehen einer Schraube zur Verbindung des Zellverbinders mit der Kontaktplatte besonders leicht und sicher möglich und das Risiko von Fehlverschraubungen reduziert.
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Eine präzise Positionierung von Gewindeeinsätzen in dem Batteriegehäuse kann erreicht werden, wenn die Soll-Position durch formschlüssige Gestaltung vorgegeben ist. Eine solche formschlüssige Anordnung kann insbesondere mittels der vorstehend erwähnten Führungsstrukturen bewirkt werden.
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Alternativ oder in Ergänzung dazu ist der Gewindeeinsatz kraftschlüssig in dem Batteriegehäuse festgelegt, wobei die Führungsstrukturen derart ausgebildet sind, dass sie zumindest teilweise elastisch federnd ausgelegt sind, um den Gewindeeinsatz klemmend zu halten. Der Gewindeeinsatz ist dabei insbesondere klemmend durch zwei elastisch ausgefederte Seitenwände gehalten.
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Der Gewindeeinsatz ist in einer weiteren praktischen Ausführungsform verdrehsicher in dem Batteriegehäuse angeordnet. Eine verdrehsichere Anordnung ist bei einer Verschraubung des Zellverbinders insoweit von Vorteil, als sich der Gewindeeinsatz beim Einschrauben der Schraube nicht mitdrehen kann und somit ein Verschrauben komfortabel erfolgen kann, ohne den Gewindeeinsatz dabei festhalten zu müssen. Eine Verdrehsicherung kann insbesondere dadurch realisiert sein, dass der Gewindeeinsatz eine polygonförmige Außenkontur aufweist, welche komplementär zu den vorstehend beschriebenen Führungsstrukturen ausgebildet ist. Die Außenkontur kann dazu beispielsweise eine dreieckige, viereckige, fünfeckige oder sechseckige Grundform aufweisen, insbesondere eine entsprechend regelmäßige Grundform, z.B. eine quadratische Grundform. Ebenfalls möglich ist eine Ausbildung mit mehr als sechs Ecken oder eine oval ausgebildete Führungsstruktur.
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Um eine besonders sichere und insbesondere über die Lebensdauer ausfallsichere Verbindung herzustellen und insbesondere um sicherzustellen, dass der Zellverbinder möglichst vollflächig auf der Kontaktplatte aufliegt und damit ein guter elektrischer Kontakt zwischen dem Zellverbinder und der Kontaktplatte herrscht, sind insbesondere mindestens zwei Gewindeeinsätze vorgesehen oder es ist ein Gewindeeinsatz mit zwei Öffnungen vorgesehen. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist das Batteriegehäuse so gestaltet, dass ein Zellverbinder über zwei voneinander unabhängige Schraubverbindungen befestigt werden kann.
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Wenn zwei separate Gewindeeinsätze vorgesehen sind, ist für jeden Gewindeeinsatz insbesondere eine korrespondierende Öffnung ausgebildet, in die der jeweilige Gewindeeinsatz in dem Batteriegehäuse einsetzbar ist. Alternativ ist nur eine Öffnung ausgebildet, in welcher die Soll-Position für jeden der Gewindeeinsätze einzeln oder zwei unmittelbar aneinander angrenzende Gewindeeinsätze relativ zueinander vorzugsweise vorgegeben ist.
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In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriegehäuses ist die Anschlussanordnung mit der Kontaktplatte und dem mindestens einen Gewindeeinsatz gegenüber einer Außenkontur des Batteriegehäuses zurückversetzt angeordnet. Mit anderen Worten ragen die Kontaktplatte und der mindestens eine Gewindeeinsatz nicht gegenüber dem äußeren Umfang des Batteriegehäuses hervor. Dazu ist an dem Batteriegehäuse insbesondere ein Absatz vorgesehen, auf welchem die Kontaktplatte und der Zellverbinder mit der Schraube angeordnet sind. Unterhalb des Absatzes ist die Öffnung ausgebildet, in welcher der mindestens eine Gewindeeinsatz in dem Batteriegehäuse anordenbar ist. Bei einer solchen Gestaltung eines Batteriegehäuses ist eine kompakte, unmittelbar angrenzende Anordnung mehrerer Batteriemodule nebeneinander möglich.
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Zum Schutz vor unsachgemäßem Kontakt und einer Verschmutzung oder Beschädigung des Gewindeeinsatzes und einer etwaigen darin eingeschraubten Schraube weist die Öffnung des Batteriegehäuses in einer weiteren praktischen Ausführungsform ein Verschlusselement auf. Bei einem solchen Verschlusselement kann es sich insbesondere um eine die Öffnung vollständig verschließende Kappe oder alternativ um eine gitterartig ausgebildete Struktur handeln. Insbesondere wird durch ein solches Verschlusselement verhindert, dass bei montiertem Verschlusselement ein Gegenstand mit einem Außenmaß von größer als 12,5 mm in die Öffnung eingeführt werden kann. Es ist insoweit bei eingesetztem Verschlusselement nicht möglich, mit einem Finger oder Prüffinger absichtlich oder versehentlich in die Öffnung zu greifen. Das Verschlusselement hat daher auch die Funktion eines Berührschutzes und ist dementsprechend vorzugsweise aus elektrisch nicht leitendem Material hergestellt. Das Verschlusselement ist zur leichten Demontage und Gewährung einer unmittelbaren Zugänglichkeit der Öffnung nur auf die Öffnung aufgesteckt und insbesondere werkzeugfrei oder mit einfachem Werkzeug (z.B. einem Schlitz-Schraubendreher durch Abhebeln) entfernbar.
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Zur Anordnung des Gewindeeinsatzes weist das erfindungsgemäße Batteriegehäuse in einer weiteren praktischen Ausführungsform eine Auszugsvorrichtung auf. Eine solche Auszugsvorrichtung ist insbesondere schubladenartig in die Öffnung in dem Batteriegehäuse aufgenommen und kann zum Austausch eines Gewindeeinsatzes vollständig oder teilweise aus der Öffnung herausgezogen werden. Die Anordnung des Gewindeeinsatzes auf der Auszugsvorrichtung erfolgt vorzugsweise lösbar, d.h. der Gewindeeinsatz kann leicht und schnell auf der Auszugsvorrichtung angeordnet werden bzw. aus dieser entnommen werden.
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Die Auszugsvorrichtung kann optional selbst eine Führungsstruktur aufweisen, um eine Soll-Position für einen darauf oder darin anzuordnenden Gewindeeinsatz festzulegen. Insbesondere kann als Führungsstruktur eine Vertiefung ausgebildet sein, in welche der Gewindeeinsatz - vorzugsweise verdrehsicher - passgenau einsetzbar ist.
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Alternativ ist der Gewindeeinsatz fest mit der Auszugsvorrichtung verbunden und insbesondere umspritzt. Zum Auswechseln eines beschädigten Gewindeeinsatzes wird dann die gesamte Auszugsvorrichtung durch eine neue ausgetauscht.
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Vorzugsweise ist die Auszugsvorrichtung so gestaltet, dass sie im eingesetzten Zustand die Öffnung verschließt und somit gleichzeitig die Funktion eines Verschlusselements für die Öffnung und eines Berührschutzes aufweist.
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Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit mindestens zwei Batteriemodulen, wobei die Batteriemodule als Antriebsenergiespeicher für das Kraftfahrzeug dienen. Mindestens eines der Batteriemodule ist dabei in einem wie vorstehend beschriebenen Batteriegehäuse angeordnet und mit dem anderen Batteriemodul mittels eines Zellverbinders verbunden.
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Ferner betrifft die Erfindung eine Ladestation zum Laden eines Antriebsenergiespeichers eines Kraftfahrzeuges. Die Ladestation weist mindestens zwei Batteriemodule auf, wobei mindestens eines der Batteriemodule in einem wie vorstehend beschriebene Batteriegehäuse angeordnet ist und mit dem anderen Batteriemodul mittels eines Zellverbinders verbunden ist.
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In Bezug auf die Vorteile eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges und einer erfindungsgemäßen Ladestation wird auf die vorstehende Beschreibung in Verbindung mit dem Batteriegehäuse verwiesen.
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Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- 1 ein Batteriemodul mit einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse in einer perspektivischen Ansicht,
- 2 den mit II gekennzeichneten Bereich aus 1 mit einer Kontaktplatte in einer vergrößerten Darstellung,
- 3 den in 2 gezeigten Bereich ohne Kontaktplatte in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben,
- 4 ein Verschlusselement, einen Gewindeeinsatz und eine Führungsstruktur in einer perspektivischen Explosionsdarstellung,
- 5 ein Auszugselement mit einem Gewindeeinsatz in einer ersten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht, und
- 6 ein Auszugselement mit einem Gewindeeinsatz in einer zweiten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht.
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In 1 ist ein Batteriemodul 10 mit einem Batteriegehäuse 12 dargestellt. Das Batteriegehäuse 12 weist an seiner Stirnseite 14 zwei Anschlussanordnungen 16a, 16b für Zellverbinder (nicht dargestellt) zur Verbindung von zwei Batteriemodulen 10 auf. In dem Batteriegehäuse 12 sind eine Vielzahl von Batteriezellen (nicht dargestellt) angeordnet, welche jeweils miteinander verschaltet sind.
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Zur Kontaktierung der Batteriezellen (nicht dargestellt) sind an der Stirnseite 14 des Batteriegehäuses 12 in der gezeigten Darstellung sowohl eine Anschlussanordnung 16a für einen Pluspol (links) und eine Anschlussanordnung 16b für einen Minuspol (rechts) ausgebildet.
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Die Anschlussanordnung 16b für den Minuspol ist in 2 und 3 im Detail gezeigt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Anschlussanordnung 16a für den Pluspol hinsichtlich seiner Funktionsweise in gleicher Art und Weise dazu ausgebildet sein kann.
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Die Anschlussanordnung 16b umfasst eine elektrisch leitende Kontaktplatte 18, welche vorliegend fest mit einem Pol einer in dem Batteriegehäuse 12 angeordneten Batteriezelle verbunden ist. Bei der dargestellten Kontaktplatte 18 handelt es sich um ein Blech, das von einer Einfassung 20 aus nicht-leitendem Material umgeben ist. Die Kontaktplatte 18 weist zwei voneinander beabstandete Durchgangsöffnungen 22 auf, die sich in Hochrichtung erstrecken.
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In 3 sind die Einfassung 20 und die Kontaktplatte 18 nicht dargestellt, um den Bereich des Batteriegehäuses 12 unterhalb der Kontaktplatte 18 mit zwei separaten Gewindeeinsätzen 24 sichtbar zu machen. In den Gewindeeinsätzen 24 ist jeweils ein Innengewinde 54 ausgebildet, wobei die Gewindegänge hier nicht dargestellt sind.
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Ein nicht dargestellter Zellverbinder kann mit der Kontaktplatte 18 verbunden werden, indem eine Schraube, durch eine Öffnung des Zellverbinders (nicht gezeigt) und dann durch die korrespondierende Durchgangsöffnung 22 in der Kontaktplatte 18 geführt wird, um die Schraube schließlich mit dem korrespondierenden Gewindeeinsatz 24 zu verschrauben und so den Zellverbinder mit der Kontaktplatte 18 zur Anlage zu bringen. Die Verschraubrichtung V ist in 2 durch einen entsprechenden Pfeil gekennzeichnet.
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Die Gewindeeinsätze 24 sind jeweils durch eine in dem Batteriegehäuse 12 ausgebildete Öffnung 26 unmittelbar zugänglich in dem Batteriegehäuse 12 anordenbar. Die Öffnungen 26 sind unterhalb der Kontaktplatte 18 in dem Batteriegehäuse 12 ausgebildet. Um die Gewindeeinsätze 24 einzusetzen, werden diese in der mit einem entsprechenden Pfeil gekennzeichneten Einführrichtung E durch die Öffnungen 26 in das Batteriegehäuse 12 eingebracht. Wie zu erkennen ist, verläuft die Einführrichtung E in dem Ausführungsbeispiel quer zur Verschraubrichtung V. Hier verlaufen die beiden Richtungen genau senkrecht aufeinander.
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Die Öffnungen 26 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils mit einem separaten Verschlusselement 28 - hier in Form eines aufgesteckten Deckels - verschlossen. Das Verschlusselement 28 ist aus einem nicht-leitenden Material hergestellt und dient als Berührschutz, welcher beispielsweise verhindert, dass eine Fachkraft beim Einsetzen des Gewindeeinsatzes 24 mit unter der Kontaktplatte 18 in dem Batteriegehäuse 12 angeordneten elektrischen Komponenten versehentlich in Kontakt gerät.
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Wie in 1 bis 3 gut zu erkennen ist, liegt die Kontaktplatte 18 mit der Einfassung 20 auf einem Absatz 30 auf, der im Bereich der Stirnseite 14 des Batteriegehäuses 12 angrenzend an eine Ecke des Batteriegehäuses 12 ausgebildet ist. Die Ausbildung des Absatzes 30 hat den Vorteil, dass die Kontaktplatte 18 sowie die Einfassung 20 als auch eine nicht dargestellte Schraube einschließlich des nicht dargestellten Zellverbinders nicht gegenüber der Außenkontur des Batteriegehäuses 12 hervorragen. Die Öffnungen 26 zum Einsetzen bzw. Austauschen der Gewindeeinsätze 24 sind hier jeweils einzeln an der Stirnseite 14 des Absatzes 30 ausgebildet.
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In Verbindung mit 4 bis 6 werden im Folgenden weitere Möglichkeiten der Anordnung und Ausbildung von Gewindeeinsätze 24 in dem Batteriegehäuse 12 erläutert.
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In 4 sind ein Verschlusselement 28, ein Gewindeeinsatz 24 und eine Führungsstruktur 32 in einer Explosionsdarstellung gezeigt, die jeweils als separate Elemente ausgebildet sind.
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Die hier u-förmig ausgebildete Führungsstruktur 32 dient vorliegend zur positionsgenauen Anordnung des Gewindeeinsatzes 24 in dem Batteriegehäuse 12. Die Führungsstruktur 32 ist hier als separates Teil dargestellt, welches unterhalb der Kontaktplatte 18 in dem Batteriegehäuse 12 positioniert wird. Alternativ kann die Führungsstruktur 32 auch einstückig mit dem Batteriegehäuse 12 ausgebildet sein.
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Die Führungsstruktur 23 ist hier so ausgebildet, dass sie die Soll-Position des Gewindeeinsatzes 24 quer zur Einschubrichtung E und die Einschubtiefe genau vorgibt. So ist sichergestellt, dass das Innengewinde 54 in der Soll-Position fluchtend mit der korrespondierenden, in der Kontaktplatte 18 ausgebildeten Durchgangsöffnung 22 angeordnet ist. Die Führungsstruktur 32 ist vorliegend durch fünf jeweils rechtwinklig zueinander verlaufende Wandabschnitte 34a, 34b, 34c, 34d, 34e u-förmig ausgebildet.
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Die Wandabschnitte 34b, 34c, 34d der Führungsstruktur 32 bilden eine Vertiefung 36, mit welcher die Soll-Position des Gewindeeinsatzes 24 in Einführrichtung E eindeutig vorgegeben ist. Dabei ist die Einschubtiefe durch den als Rückwand 38 dienenden Wandabschnitt 34c festgelegt. Die Ausrichtung quer zur Einschubrichtung E ist durch einen als linke Seitenwand 40 dienenden Wandabschnitt 34b und einen als rechte Seitenwand 42 dienenden Wandabschnitt 34d festgelegt.
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Die Außenkontur des Gewindeeinsatzes 24 ist in der gezeigten Ausführungsform viereckig, hier sogar quadratisch, ausgebildet, so dass der Gewindeeinsatz 24 in Zusammenwirkung mit der Führungsstruktur 32 verdrehsicher in dem Batteriegehäuse 12 anordenbar ist.
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Das Verschlusselement 28 ist hier als Verschlusskappe 44 gestaltet, welche eine Verschlussfläche 46 und einen Einsteckteil mit mehreren, zieharmonikaartig miteinander verbundenen umlaufende Rippen 48 aufweist. Durch Einstecken des Einsteckteils in die Öffnung 26 kann die Verschlusskappe 44 kraftschlüssig in der Öffnung 26 fixiert werden. Die Verschlussfläche 46 erstreckt sich im montierten Zustand des Verschlusselements 28 über den Rand der Öffnung 26 hinaus und deckt den die Öffnung 26 begrenzenden Rand vorderseitig ab.
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In den 5 und 6 sind zwei Alternativen dargestellt, mittels welchen ebenfalls eine Positionierung eines Gewindeeinsatzes 24 in dem Batteriegehäuse 12 ermöglicht wird.
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In 5 ist eine erste Variante einer Auszugsvorrichtung 50 dargestellt, die schubladenartig gestaltet ist. Der Gewindeeinsatz 24 ist auf der Auszugsvorrichtung 50 angeordnet und wird mitsamt der Auszugsvorrichtung 50 nach Art einer Schublade in Einführrichtung E in einer der Öffnungen 26 in dem Batteriegehäuse 12 angeordnet. Die Auszugsvorrichtung 50 selbst weist eine Vertiefung 52 mit viereckiger Grundfläche auf, in welcher der Gewindeeinsatz 24 verdrehsicher und leicht austauschbar anordenbar ist. Zum Austauschen des Gewindeeinsatzes 24 wird die Auszugsvorrichtung 50 entgegen der Einführrichtung E aus dem Batteriegehäuse 12 so weit herausgezogen, bis der Gewindeeinsatz 24 aus der Vertiefung 52 der Auszugsvorrichtung 50 herausgenommen und durch einen anderen Gewindeeinsatz 24 ersetzt werden kann. Auch die in 5 gezeigte Auszugsvorrichtung 50 weist eine Verschlussfläche 46 auf und dient somit gleichzeitig auch als Verschlusselement 28 für die Öffnung 26.
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6 zeigt eine zweite Variante einer Auszugsvorrichtung 50. Der Gewindeeinsatz 24 ist hier als Inlay in der Auszugsvorrichtung 50 angeordnet und umspritzt. Der Gewindeeinsatz 24 ist damit ebenfalls verdrehsicher, aber nicht austauschbar in der Auszugsvorrichtung 50 angeordnet. Auch bei dieser zweiten Variante wird die Auszugsvorrichtung 50 nach Art einer Schublade in Einführrichtung E in einer der Öffnungen 26 in dem Batteriegehäuse 12 angeordnet. Die Auszugsvorrichtung 50 dient auch hier mit der Verschlussfläche 46 gleichzeitig auch als Verschlusselement 28 für die Öffnung 26. Zum Austauschen des Gewindeeinsatzes 24 wird die Auszugsvorrichtung 50 entgegen der Einführrichtung E aus dem Batteriegehäuse 12 herausgezogen und eine neue Auszugsvorrichtung 50 mitsamt Gewindeeinsatz 24 in das Batteriegehäuse 12 eingeschoben.
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Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Batteriemodul
- 12
- Batteriegehäuse
- 14
- Stirnseite
- 16a, 16b
- Anschlussanordnung
- 18
- Kontaktplatte
- 20
- Einfassung
- 22
- Durchgangsöffnung
- 24
- Gewindeeinsatz
- 26
- Öffnung
- 28
- Verschlusselement
- 30
- Absatz
- 32
- Führungsstruktur
- 34a, 34b, 34c, 34d, 34e
- Wandabschnitt
- 36
- Vertiefung
- 38
- Rückwand
- 40
- linke Seitenwand
- 42
- rechte Seitenwand
- 44
- Verschlusskappe
- 46
- Verschlussfläche
- 48
- Rippen
- 50
- Auszugsvorrichtung
- 52
- Vertiefung
- 54
- Innengewinde
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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