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Die Erfindung betrifft eine Gegenhaltereinrichtung zum Abstützen zumindest einer ersten von zwei Begrenzungsflächen, zwischen welchen ein Medium angeordnet ist, über welches zumindest temporär eine auf die erste Begrenzungsfläche wirkende erste Druckkraft und eine auf die zweite Begrenzungsfläche wirkende und der ersten Druckkraft entgegen gerichtete zweite Druckkraft ausgeübt wird. Zur Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Abstützen zumindest einer ersten von zwei Begrenzungsflächen.
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Bei aus dem Stand der Technik bekannten Batterien bzw. Batteriemodulen, werden diese üblicherweise auf eine Kühlvorrichtung aufgesetzt, wobei sich zwischen dieser Kühlvorrichtung und einer Seite der betreffenden Batteriemodule üblicherweise ein so genannter Gapfiller, wie zum Beispiel eine Wärmeleitpaste, befindet, um Luftlücken zwischen den Modulseiten und der Kühleinrichtung zu schließen, da solche Luftlücken die Wärmeabfuhr beeinträchtigen.
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In diesem Zusammenhang beschreibt die
DE 10 2016 109 931 A1 eine Kühlvorrichtung und ein Verfahren zum thermischen Anbinden eines Energiespeichers an eine Kühlvorrichtung mit einer Kühlplatte, wobei auf die Kühlplatte eine thermisch leitende Wärmeleitfolie und eine thermisch leitende Füllschicht aufgebracht wird und auf die Füllschicht der Energiespeicher positioniert wird.
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Um einen solchen Gapfiller zwischen einer Kühleinrichtung und dem Batteriemodul anzuordnen, werden im Allgemeinen üblicherweise zunächst der Gapfiller auf einer Seite der Kühleinrichtung, wie zum Beispiel einer Kühlplatte, aufgebracht und anschließend das Batteriemodul auf den Gapfiller aufgesetzt und in Richtung der Kühlplatte gepresst, sodass sich nach Möglichkeit dieser Gapfiller gleichmäßig durch eine durch diese Anpresskraft bewirkte Verdrängung zwischen der Kühlplatte und dem Batteriemodul verteilt und dabei die Kühlplattenfläche und die der Kühlplattenfläche zugewandte Seite des Batteriemoduls möglichst vollständig benetzt.
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Beim Verdrängen eines Mediums, wie zum Beispiel einer Flüssigkeit bzw. eines solchen Gapfillers, zwischen zwei Flächen kommt es durch den Druck in der Kavität zu einer Deformation dieser Flächen. Eine solche Deformation ist jedoch unerwünscht, da sie unter Umständen zu einer Beschädigung von Bauteilen, wie zum Beispiel der Kühlplatte oder dem Modulgehäuseboden, führen kann und zudem auch zu einer Vergrößerung des mit dem Gapfiller zu füllenden Spalts führt, was Nachteile in Bezug auf Materialaufwand, Kosten, Gewicht und Wärmeabfuhr mit sich bringt. Wünschenswert ist es daher, eine solche Deformation zu verringern oder ganz zu vermeiden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Gegenhaltereinrichtung und ein Verfahren zum Abstützen zumindest einer ersten von zwei Begrenzungsflächen, zwischen welchen ein Medium angeordnet ist, bereitzustellen, die eine Verringerung oder Vermeidung einer Deformation zumindest der ersten Begrenzungsfläche aufgrund dieser ersten Druckkraft ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Gegenhaltereinrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
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Bei einer erfindungsgemäßen Gegenhaltereinrichtung zum Abstützen zumindest einer ersten von zwei Begrenzungsflächen, zwischen welchen ein Medium angeordnet ist, über welches zumindest temporär eine auf die erste Begrenzungsfläche wirkende erste Druckkraft und eine auf die zweite Begrenzungsfläche wirkende und der ersten Druckkraft entgegen gerichtete zweite Druckkraft ausgeübt wird, weist eine zumindest in einem Anlagebereich zum Anlegen an einem die erste Begrenzungsfläche bereitstellenden Begrenzungselement auf einer der ersten Begrenzungsfläche gegenüberliegenden Anlageseite elastisch deformierbar ausgebildete Hülle auf, innerhalb von welcher ein nichtnewtonsches, scherverdickendes Fluid angeordnet ist.
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Ein solches scherverdickendes bzw. dilatantes Fluid, insbesondere Flüssigkeit, zeichnet sich dadurch aus, dass dessen Viskosität bei hohen zeitlichen Änderungen der Scherung zunimmt. Dadurch kann nunmehr vorteilhafterweise der Gegenhalter langsam an die abzustützende Begrenzungsfläche bzw. deren gegenüberliegende Anlageseite herangefahren werden und sich an die Fläche dieser gegenüberliegenden Seite anschmiegen. Wenn jedoch dann die Kraft für den Verdrängungsvorgang des Mediums zum Verteilen des Mediums zwischen den beiden Begrenzungsflächen eingeleitet wird, verhärtet sich dieses Fluid, d.h. das Fluid wird hart, und verhindert damit eine Deformation der Begrenzungsfläche. Andere, zum Beispiel durch starre Festkörper bereitgestellte Gegenhaltervorrichtungen, die von vornherein steif sind und zum Abstützen einer solchen Fläche verwendet werden, haben dagegen den großen Nachteil, dass diese sich nicht besonders gut an die Oberflächengeometrien der abzustützenden Fläche bzw. der dieser gegenüberliegenden Seite anpassen können. Bereits kleine Abweichungen von dieser Oberflächengeometrie, wie zum Beispiel Spalte oder sonstige Zwischenräume, führen dazu, dass die betreffende Begrenzungsfläche nicht gleichmäßig abgestützt wird, wodurch Spannungen eingetragen werden, die dann beim Entfernen eines solchen Gegenhalters unweigerlich zu einer Rückfederung der Begrenzungsflächen führen, zumindest falls es sich bei dem Medium nicht um eine Art ausgehärteten Klebstoff handelt, wodurch eine gewünschte Benetzung der Begrenzungsflächen nicht sichergestellt werden kann. Dies kann nunmehr vorteilhafterweise vermieden werden, da es die erfindungsgemäße Gegenhaltereinrichtung erlaubt, sich beim Anbringen an die abzustützen Begrenzungsfläche durch ihre geringe Viskosität in Abwesenheit einer hohen zeitlichen Änderung der Scherung optimal an die Oberflächengeometrien der abzustützen Fläche anzupassen, und wenn die Kraft für den Verdrängungsvorgang der Flüssigkeit oder des Mediums eingebracht wird, durch eine Änderung bzw. quasi sprunghafte Erhöhung der Viskosität der in Richtung der ersten Begrenzungsfläche wirkenden ersten Druckkraft eine entsprechende Gegenkraft entgegen zu setzen, quasi wie ein starrer Körper. Dadurch lassen sich vorteilhafterweise minimale Spalte zwischen zwei Begrenzungsflächen, zwischen welchen das Medium angeordnet und verteilt werden soll, einstellen, ohne dass diese Flächen aus ihrer Toleranzlage gebracht werden und im Nachgang durch ein Rückfeder die gewünschte Benetzung verhindert wird.
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Die der Gegenhaltereinrichtung ist dabei vorzugsweise vollständig mit dem nichtnewtonschen Fluid befüllt. Hierdurch kann die Effizienz der Gegenhaltereinrichtung maximiert werden. Ein einfaches und bekanntes Beispiel für ein nichtnewtonsches, dilatantes Fluid ist ein Stärkebrei aus Stärke und Wasser. Es gibt jedoch noch vielzählige weitere Möglichkeiten zur Bereitstellung eines solchen Fluids, insbesondere mit den gewünschten, nachfolgend beschriebenen Eigenschaften.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das nichtnewtonsche Fluid derart ausgestaltet, dass bei einem vorbestimmt langsamen Anordnen der Gegenhaltereinrichtung an dem die erste Begrenzungsfläche bereitstellenden Begrenzungselement auf der der ersten Begrenzungsfläche gegenüberliegenden Anlageseite eine Oberflächenform des Anlagebereichs an eine Oberflächenform der Anlageseite angleichbar ist, und bei einem vorbestimmt schnellen Erhöhen der ersten Druckkraft auf ihren Maximalwert beim Einleiten eines Verteilungsvorgangs zum Verteilen des Mediums zwischen der ersten und zweiten Begrenzungsfläche, das nichtnewtonsche Fluid zumindest temporär erstarrt.
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Beim langsamen Anordnen der Gegenhaltereinrichtung an der Anlageseite wirken also keine Scherkräfte auf das Fluid, die hohen zeitlichen Änderungen unterlegen sind, wodurch das Fluid eine sehr geringe Viskosität aufweist, die ein Angleichen bzw. Anformen des Anlagebereichs an die Oberflächenform der Anlageseite erlaubt. Wird dann beispielsweise das zwischen den Begrenzungsflächen befindliche Medium durch Verdrängen verteilt, so werden dabei die dafür erforderlichen Kräfte so schnell erhöht, dass korrespondierend auch die auf die erste Begrenzungsfläche wirkende erste Druckkraft so schnell auf ihren Maximalwert steigt, dass das Fluid Scherkräften mit einer hohen zeitlichen Änderung ausgesetzt ist, die eine signifikante Erhöhung der Viskosität des Fluids und ein dadurch bedingtes Erstarren des Fluid bewirken. Dadurch kann der nunmehr ideal an die Oberflächengeometrie der abzustützen Seite angepasste Gegenhalter diese Seite optimal in seinem erstarrten Zustand abstützen.
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Vorzugsweise stellt das nichtnewtonsche Fluid zudem ein reversibel dilatantes Fluid dar, zum Beispiel eine reversibel dilatante Flüssigkeit. Dies bedeutet, dass die Viskosität des Fluids nach Verminderung der Scherkraft, gegebenenfalls erst nach gewisser Zeit, wieder absinkt, insbesondere auf ihren ursprünglichen Wert. Hierdurch ist die Gegenhaltereinrichtung vorteilhafterweise wiederverwendbar.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Abstützen zumindest einer ersten von zwei Begrenzungsflächen, zwischen welchen ein Medium angeordnet ist, über welches zumindest temporär eine auf die erste Begrenzungsfläche wirkende erste Druckkraft und eine auf die zweite Begrenzungsfläche wirkende und der ersten Druckkraft entgegen gerichtete zweite Druckkraft ausgeübt wird. Dabei wird eine Gegenhaltereinrichtung bereitgestellt, die eine zumindest in einem Anlagebereich zum Anlegen an eine der ersten Begrenzungsfläche gegenüberliegenden Anlageseite eines die erste Begrenzungsfläche bereitstellenden Begrenzungselements elastisch deformierbar ausgebildete Hülle aufweist, innerhalb von welcher ein nichtnewtonsches, scherverdickendes Fluid angeordnet ist. Weiterhin wird die Gegenhaltereinrichtung an dem die erste Begrenzungsfläche bereitstellenden Begrenzungselement auf der der ersten Begrenzungsfläche gegenüberliegenden Anlageseite derart langsam angeordnet, dass sich eine Oberflächenform des Anlagebereichs der Gegenhaltereinrichtung an eine Oberflächenform der Anlageseite des Begrenzungselements angleicht. Darüber hinaus wird das Medium zwischen der ersten und zweiten Begrenzungsfläche unter Erzeugung der ersten und zweiten Druckkraft verteilt, wobei ein Einleiten der Verteilung bzw. des Verteilungsvorgangs derart erfolgt, dass sich dabei die auf die erste Begrenzungsfläche wirkende erste Druckkraft während des Einleitens derart schnell auf ihren Maximalwert erhöht, dass das nichtnewtonsche Fluid zumindest temporär erstarrt.
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Die für die erfindungsgemäße Gegenhaltereinrichtung und ihre Ausgestaltungen genannten Vorteile gelten in gleicher Weise für das erfindungsgemä-ße Verfahren.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erstarrt beim Einleiten der Verteilung das nichtnewtonsche Fluid zumindest temporär derart, dass durch die Gegenhaltereinrichtung eine der ersten Druckkraft entgegengesetzte, insbesondere betragsmäßig gleiche, Gegenkraft auf die Anlageseite ausgeübt wird, sodass eine Deformation des ersten Begrenzungselements in Richtung der ersten Druckkraft verhindert wird. In diesem Zustand des Fluids mit der erhöhten Viskosität kann das Fluid quasi als Festkörper angesehen werden, insbesondere als starrer bzw. steifer Festkörper. Somit kann also das Ausmaß einer Deformation nicht nur verringert, sondern eine solche Deformation vollständig verhindert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird zusätzlich eine zweite Gegenhaltereinrichtung zum Abstützen der zweiten Begrenzungsfläche bereitgestellt, die vor dem Einleiten des Verteilens des Mediums an einer zweiten Anlageseite eines zweiten Begrenzungselements angeordnet wird, welches auch die zweite Begrenzungsfläche bereitstellt, wobei die zweite Anlageseite der zweiten Begrenzungsfläche gegenüberliegend angeordnet ist. Somit kann analog vorteilhafterweise auch eine Deformation der zweiten Begrenzungsfläche verhindert oder zumindest deren Ausmaß deutlich verringert werden.
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Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die erste und/oder zweite Begrenzungsfläche durch ein entsprechendes Begrenzungselement bereitgestellt werden, welches relativ dünnwandig ist, sodass dieses einfach unter Kraftbeaufschlagung deformierbar ist. Auf diese Weise können also beide Begrenzungsflächen auf besonders vorteilhafte Weise abgestützt werden. Die zweite Gegenhaltereinrichtung kann dabei in gleicher Weise wie die zuvor beschriebene Gegenhaltereinrichtung ausgebildet sein, die zur Abstützung der ersten Begrenzungsfläche verwendet wird.
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Weiterhin ist es bevorzugt, dass zum Verteilen des Mediums ein die zweite Begrenzungsfläche bereitstellendes Begrenzungselement in Richtung der ersten Begrenzungsfläche gepresst wird. Ein solches Anpressen der zweiten Begrenzungsfläche in Richtung der ersten Begrenzungsfläche zum Verteilen des Mediums kann dabei durch Aufwenden einer geeigneten Anpresskraft auf das die zweite Begrenzungsfläche bereitstellende Begrenzungselement in Richtung der ersten Begrenzungsfläche erfolgen. Ein solches Anpressen stellt eine besonders einfache Möglichkeit dar, ein zwischen den beiden Begrenzungsflächen befindliches Medium möglichst homogen zwischen beiden Begrenzungsflächen zu verteilen und dabei den Benützungsgrad beider Begrenzungsflächen zu maximieren.
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Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die erste Begrenzungsfläche durch ein Batteriegehäuse und/oder eine Kühleinrichtung zum Kühlen einer Batterie, insbesondere einer Hochvoltbatterie, bereitgestellt wird, und die zweite Begrenzungsfläche durch eine Seite eines Batteriemoduls, insbesondere der Hochvoltbatterie. Gerade beim Anwendungsfall zum möglichst gleichmäßigen Verteilen eines Gapfillers, wie zum Beispiel einer Wärmeleitkomponente, insbesondere einer Wärmeleitpaste, zwischen einem Batteriemodul und dem Modulgehäuse bzw. einer Kühleinrichtung, wie zum Beispiel einer mit einem Kühlmedium durchströmbaren Kühlplatte, ergeben sich durch das beschriebene Verfahren und insbesondere auch durch die erfindungsgemäße Gegenhaltereinrichtung und ihre Ausgestaltungen enorme Vorteile. Denn durch die Erfindung und ihre Ausgestaltungen lässt es sich so bewerkstelligen, dass ein Batteriemodul besonders effizient an eine Kühleinrichtung angebunden werden kann. Dies ist dadurch bedingt, dass durch die Gegenhaltereinrichtung die Spaltbreite zwischen dem Batteriemodul und der Kühleinrichtung, die vom Gapfiller ausgefüllt ist, aufgrund der durch die Erfindung ermöglichten besonders effizienten Deformationsvermeidung besonders klein gehalten werden kann. Diese wirkt sich besonders vorteilhaft auf die Wärmeabfuhr aus, ermöglicht zudem eine möglichst homogene Wärmeabfuhr über die gesamte Kontaktfläche hinweg, und spart zudem noch enorm Material und damit auch Kosten ein.
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Entsprechend ist es ebenso vorteilhaft, wenn als Medium ein Wärmeleitfluid oder eine Wärmeleitpaste, wie zum Beispiel eine Wärmeleitsuspension, zwischen der ersten und zweiten Begrenzungsfläche verteilt wird. Gerade in Kombination mit der erfindungsgemäßen Gegenhaltereinrichtung oder ihren Ausgestaltungen bzw. in Kombination mit dem erfindungsgemäßen Verfahren oder seinen Ausgestaltungen ermöglicht dies auf besonders vorteilhafte Weise eine sehr effiziente Wärmeabfuhr von der zweiten Begrenzungsfläche über das Wärmeleitfluid oder die Wärmeleitpaste zur ersten Begrenzungsfläche oder umgekehrt, da durch die Erfindung und ihre Ausgestaltungen eine besonders gleichmäßige Verteilung eines solchen Wärmeleitfluids bzw. einer solchen Wärmeleitpaste als besonders dünne und gleichmäßig dicke Schicht ermöglicht wird.
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Darüber hinaus ermöglichen auch die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Gegenhaltereinrichtung und ihren Ausgestaltungen genannten gegenständlichen Merkmale die Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch weitere korrespondierende Verfahrensschritte und umgekehrt.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Gegenhaltereinrichtung zum Abstützen einer ersten von zwei Begrenzungsflächen, zwischen welchen ein Medium angeordnet ist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine schematische Darstellung der Gegenhaltereinrichtung aus 1 in einem die erste Begrenzungsfläche abstützenden Zustand, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
- 3 eine schematische Darstellung von zwei Gegenhaltereinrichtungen gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung, die zwei Begrenzungsflächen, zwischen welchen ein Medium angeordnet ist, abstützen.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Gegenhaltereinrichtung, die im Folgenden als Gegenhalter 10 bezeichnet wird, zum Abstützen einer von zwei Begrenzungsflächen 12a, 14a, in diesem Beispiel der ersten Begrenzungsfläche 12a, die durch ein erstes Begrenzungselement 12 bereitgestellt wird, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In dieser Darstellung, die insbesondere eine schematische Querschnittsdarstellung ist, ist der Gegenhalter 10 noch nicht am ersten Begrenzungselement 12 angeordnet, um die erste Begrenzungsfläche 12a abzustützen. Die zweite Begrenzungsfläche 14a kann korrespondierend durch ein zweites Begrenzungselement 14 bereitgestellt sein. Die der ersten Begrenzungsfläche 12a gegenüberliegende Seite des ersten Begrenzungselements 12 stellt eine erste Anlageseite 12b dar.
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Das erste Begrenzungselement 12 kann beispielsweise eine Kühleinrichtung zur Kühlung einer Batterie darstellen, die zum Beispiel als eine mit einem Kühlmedium durchströmbare Kühlplatte ausgebildet sein kann. Das Begrenzungselement 12 kann auch nur einen Gehäuseboden eines Batteriegehäuses darstellen, an welchen in nachfolgenden Montageschritten eine Kühleinrichtung angeordnet werden kann. Das zweite Begrenzungselement 14 kann beispielsweise eine Seite eines Batteriemoduls darstellen. Um eine optimale thermische Anbindung eines solchen Batteriemoduls an die Kühleinrichtung zu ermöglichen, werden üblicherweise sogenannte Gapfiller zwischen einer Seite, hier der zweiten Begrenzungsfläche 14a, des Batteriemoduls und einer Seite, hier der ersten Begrenzungsfläche 12a, der Kühleinrichtung angeordnet. Ein solches Medium, wie beispielsweise der beschriebene Gapfiller, ist auch in 1 zwischen den beiden Begrenzungsflächen 12a, 14a angeordnet dargestellt und mit 15 bezeichnet.
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Bei solchen Gapfillern kann es sich um mehr oder weniger viskose, wärmeleitfähige Flüssigkeiten oder Pasten, wie beispielsweise eine Suspension, handeln. In der Regel sind derartige Gapfiller relativ zähflüssig und lassen sich dabei nur unter Einwirkung hoher Kräfte, zum Beispiel durch Aneinanderpressen beider Begrenzungsflächen 12a, 14a, durch Verdrängen verteilen. Da solche Anpresskräfte üblicherweise nicht homogen verteilt über die jeweiligen Begrenzungsflächen 12a, 14a ansetzen können, sondern stattdessen punktuell ansetzen, führt dies üblicherweise zu einer Deformation der jeweiligen Begrenzungsflächen 12a, 14a bzw. zu einer zumindest bereichsweisen Deformation der Begrenzungselemente 12, 14, zum Beispiel in Form einer Wölbung nach außen, d.h. weg vom Medium 15. Dies wiederum kann im schlimmsten Fall zu einer Beschädigung der entsprechenden Komponenten wie Kühleinrichtung oder Batteriemodul führen, jedoch zumindest zu sehr inhomogenen und großen Spaltbreiten zwischen den beiden Begrenzungsflächen 12a, 14a, was vor allem die Wärmeabfuhr enorm beeinträchtigt. Durch den nachfolgend beschriebenen Gegenhalter 10 lässt sich eine derartige Deformation vorteilhafterweise vermeiden oder zumindest in ihrem Ausmaß stark reduzieren.
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Der Gegenhalter 10 weist dabei eine Hülle 16 auf. Diese Hülle 16 ist zumindest in einem Anlagebereich 16a zum Anlegen an die der ersten Begrenzungsfläche 12a gegenüberliegende Anlageseite 12b elastisch deformierbar ausgebildet. Im Allgemeinen kann die Hülle 16 aber auch in weiteren Bereichen elastisch deformierbar ausgebildet sein, insbesondere auch vollständig aus einem elastisch deformierbaren Material gebildet sein, zum Beispiel wie eine elastisch deformierbare Blase. Geeignete Materialien sind zum Beispiel künstliche oder natürliche Polymere, insbesondere Elastomere. Diese Hülle 16 des Gegenhalterszenen ist nun vorteilhafterweise mit einem nichtnewtonschen, scherverdickenden bzw. dilatanten Fluid 18, wie beispielsweise einer nichtnewtonschen Flüssigkeit, befüllt. In Abwesenheit hoher zeitlicher Änderungen von im Fluid 18 wirkenden Scherkräften besitzt dieses Fluid 18 eine relativ geringe Viskosität, was in 1 durch die gepunktete Darstellung des Fluids 18 veranschaulicht ist. Dieser Gegenhalter 10 kann daher entsprechend langsam an der Anlageseite 12b angeordnet werden, was durch den Pfeil 20 veranschaulicht ist. Wird der Gegenhalter 10 also entsprechend langsam gegen diese Anlageseite 12b gedrückt, so schmiegt sich der Anlagebereich 16a des Gegenhalters 10 genau an die Formgebung der unebenen Anlageseite 12b des Begrenzungselements 12 an, sodass der Anlagebereich 16a der Hülle 16 vollständig mit der Anlageseite 12b des Begrenzungselements 12 in Kontakt ist. Dies ist in 2 schematisch dargestellt.
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2 zeigt dabei schematisch wiederum in einer Querschnittsdarstellung den Gegenhalter 10 in einem an der Anlageseite 12b angeordneten Zustand. Soll nun das zwischen den beiden Begrenzungsflächen 12a, 14a befindliche Medium 15, wie beispielsweise der Gapfiller, möglichst gleichmäßig durch Verpressen zwischen diesen beiden Begrenzungsflächen 12a, 14a verteilt werden und dabei einen möglichst großen Teil dieser beiden Begrenzungsflächen 12a, 14a benetzen, so können an geeignet gewählten Angriffspunkten 21 des zweiten Begrenzungselements 14 Presskräfte A ausgeübt werden, die in Richtung des ersten Begrenzungselements 12 wirken. Dadurch wird das Medium 15 zwischen den beiden Begrenzungsflächen 12a, 14a verdrängt und verteilt. Gleichzeitig aber erzeugt dies einen Druck innerhalb des Mediums 15, der in einer ersten Druckkraft F1 resultiert, die auf die erste Begrenzungsfläche 12a in einer von der zweiten Begrenzungsfläche 14a abgewandten Richtung wirkt, sowie in einer zweiten Druckkraft F2, welche der ersten Druckkraft F1 entgegen gerichtet ist und auf die zweite Begrenzungsfläche 14a wirkt.
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Dadurch, dass der Gegenhalter 10 zum Abstützen der ersten Begrenzungsfläche 12a an der Anlageseite 12b des Begrenzungselements 12 angeordnet ist, kann dieser Gegenhalter 10 nunmehr vorteilhafterweise eine dieser ersten Druckkraft F1 entgegengesetzte Gegenkraft G bereitstellen, die ebenfalls am Begrenzungselement 12 angreift und hierdurch eine Deformation des Begrenzungselements 12 verhindert oder zumindest in seinem Ausmaß gegenüber anderer Methoden deutlich reduziert. Dies ist nunmehr vorteilhafterweise dadurch möglich, dass aufgrund der hohen zeitlichen Änderung der Scherung des Fluids 18 die Viskosität dieses Fluid 18 stark zunimmt, insbesondere wobei dieses Fluid 18 verhärtet bzw. erstarrt und dadurch eine Strukturfestigkeit besitzt wie ein starrer Festkörper, was in 2 durch die schraffierte Darstellung des Fluids 18 veranschaulicht ist. Insbesondere kann dies auf einfache Weise dadurch erreicht werden, indem die Anpresskräfte A möglichst abrupt am zweiten Begrenzungselement 14 ansetzen, wodurch sich auch die resultierenden Druckkräfte F1, F2 innerhalb kurzer Zeit auf ihren Maximalwert erhöhen, was eine hohe zeitliche Änderung von innerhalb des Fluids 18 wirkender Scherkräfte bewirkt, woraus die abrupte Viskositätserhöhung des Fluids 18 bewirkt wird.
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Soll beispielsweise auch eine Abstützung der anderen Begrenzungsfläche 14a bereitgestellt werden, so kann dies ganz analog durch einen weiteren Gegenhalter 10 erfolgen, wie dies beispielsweise in 3 dargestellt ist.
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In diesem Beispiel ist also nun ein weiterer Gegenhalter 10 an einer zweiten Anlageseite 14b, die der zweiten Begrenzungsfläche 14a des zweiten Begrenzungselements 14 gegenüberliegend angeordnet ist und ebenfalls durch das zweite Begrenzungselement 14 bereitgestellt wird, angeordnet. Auch dieser weitere Gegenhalter 10 wurde wie in 1 veranschaulicht langsam an diese zweite Anlageseite 14b herangeführt, wodurch sich sein Anlagebereich 16a der Hülle 16 durch die geringe Viskosität des von dieser umhüllten Fluids 18 in diesem Zustand optimal an die Oberflächengeometrien dieser zweiten Anlageseite 14b anpassen kann und dadurch die zweite Begrenzungsfläche 14a optimal abstützen kann.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein automatisch anformender Gegenhalter bereitgestellt werden kann, der sich an toleranzbehaftete Flächen anschmiegt und keine zusätzlichen Deformationen hervorruft. Zu diesem Zweck wird der Gegenhalter vorteilhafterweise mit einer Blase gefüllt mit einem nichtnewtonschen Fluid ausgeführt. Somit kann sich durch ein langsames Heranfahren der Blase an die abzustützende Fläche die Blase an diese Fläche anschmiegen und sich so der Toleranzlage optimal anpassen. Wenn Kraft für den Verdrängungsvorgang eingeleitet wird, verhärtet sich die Blase und verhindert so eine Deformation der abgestürzten Fläche. So kann vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass sich auch nach dem Entfernen des Gegenhalters keine Rückstellung hergibt. Die Flüssigkeit bzw. im Allgemeinen das Medium wird verdrängt und die maximale Benetzung ohne Überfüllung kann umgesetzt werden. Dadurch kann ein minimaler Spalt zwischen zwei Begrenzungsflächen eingestellt werden, ohne dass diese Begrenzungsflächen aus ihrer Toleranzlage gebracht werden und im Nachgang durch ein Rückfedern die Benetzung verändert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016109931 A1 [0003]
