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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung, insbesondere für Traktionsbatterien von oder für Kraftfahrzeuge, sowie ein Batteriegehäuse.
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Traktionsbatterien sind Energiespeicher, die beispielsweise zum Antrieb von Elektrofahrzeugen verwendet werden. Diese weisen in der Regel Gehäuse auf, welche aus mehreren Gehäuseteilen bestehen, wobei an den entsprechenden Verbindungsstellen oder Flanschen Dichtungen vorgesehen sind. Die
DE 10 2014 102 198 A1 offenbart beispielsweise eine Traktionsbatterie für eine mobile Arbeitsmaschine mit einem Dichtelement, welches in einer entsprechenden Nut angeordnet ist. Problematisch bei derartigen Dichtungen bzw. Gehäusen ist, dass die Gehäuse bzw. die abzudichtenden Teile oder Flansche in der Regel sehr große Dimensionen aufweisen, die Dichtungen also in der Folge oft sehr lang sind. Dies erschwert die prozess- und seriensichere Montage der Dichtung, insbesondere wenn diese ein gezieltes Untermaß in Bezug auf eine Länge der Nut aufweist, in der sie angeordnet werden soll. Gegebenenfalls besteht sogar das Problem, dass die gewünschte Dichtwirkung, ggf. aufgrund fehlender Montage, gar nicht erzielt wird.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dichtungsanordnung sowie ein Batteriegehäuse anzugeben, welche die vorgenannten Nachteile beseitigen und insbesondere eine unkomplizierte Montage einer Dichtung ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Dichtungsanordnung gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Batteriegehäuse gemäß Anspruch 10 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
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Erfindungsgemäß umfasst eine Dichtungsanordnung, insbesondere für eine Traktionsbatterie bzw. einen Traktionsakku, eine Antriebsbatterie oder eine Zyklenbatterie für ein Kraftfahrzeug, eine, insbesondere umlaufende und/oder geschlossene, Nut, welche sich entlang einer Nutrichtung erstreckt, sowie eine Dichtung, welche in der Nut angeordnet ist, wobei die Dichtung entlang der Nutrichtung derart ein Untermaß aufweist, dass in der Dichtung entlang der Nutrichtung eine Spannung wirkt, und wobei die Dichtung eine Vielzahl von Fixierelementen oder zumindest ein Fixierelement aufweist, welches oder welche in kongruent ausgebildete Rücksprünge oder in einen kongruent ausgebildeten Rücksprung der Nut eingreift, wodurch die Spannung in der Dichtung entlang der Nutrichtung verteilt und/oder eingestellt werden kann. Mit Vorteil kann also das Untermaß der Dichtung gleichmäßig entlang deren Länge verteilt werden. Erreicht wird dies durch das oder die Fixierelemente, welche, beispielsweise in regelmäßigen Abständen, an der Dichtung vorgesehen oder ausgebildet sind. Mit Vorteil greifen diese formschlüssig in entsprechend ausgebildete Rücksprünge der Nut ein. Die Dichtung kann dadurch mit Vorteil abschnittsweise sicher in die Nut eingelegt werden und verrutscht durch den Formschluss der Fixierelemente im Zusammenwirken mit den Rücksprüngen der Nut nicht mehr. Die Nut ist zweckmäßigerweise in einem entsprechend ausgebildeten Flansch eines Bauteils oder auch eines Gehäuses ausgebildet. Eine Querschnittsform der Nut kann beliebig gestaltet sein. Gemäß einer Ausführungsform ist ein Querschnitt der Nut kreissegmentförmig, beispielsweise halbkreissegmentförmig oder eckig, beispielsweise quadratisch. Entsprechend ist ein Querschnitt der Dichtung oder ein Querschnitt eines Grundkörpers der Dichtung, beispielsweise rund, insbesondere kreisrund oder oval oder auch eckig, beispielsweise viereckig. Gemäß einer Ausführungsform weist die Dichtung eine oder mehrere Dichtlippen auf. Die Fixierelemente sind mit Vorteil als Fortsätze oder Vorsprünge ausgebildet, welche sich senkrecht, bezogen auf eine Längsrichtung der Dichtung, weg erstrecken. Alternativ können sich die Fixierelemente aber auch schräg bzw. in einem Winkel ungleich 90° von der Dichtung oder von dem Grundkörper der Dichtung weg erstrecken. Entscheidend ist, dass sie ein Halten der Dichtung entlang der Nutrichtung ermöglichen. Das andere oder gegenüberliegende Bauteil, der andere Flansch oder das andere Gehäuseteil etc., an welchem die Dichtung dann anliegt, kann ebenfalls eine Nut aufweisen. Alternativ kann die gegenüberliegende Fläche, an welcher die Dichtung anliegt, aber auch beispielsweise flach oder eben ausgebildet sein. Mit Vorteil ist der Werkstoff der Dichtung elastisch. Zweckmäßigerweise handelt es sich um einen Elastomer oder um einen Gummi. Weiter alternativ kann die Dichtung auch mehrere Werkstoffe umfassen bzw. mit einer Beschichtung versehen sein, um die Dauerhaltbarkeit zu erhöhen oder die Temperaturbeständigkeit etc.
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Gemäß einer Ausführungsform beschreibt die Nutrichtung zumindest einen Bogen oder eine Kurve, wobei vor- und/oder nach einem Scheitelpunkt des Bogens oder der Kurve, insbesondere bevorzugt in gleichem Abstand, jeweils ein Fixierelement vorgesehen ist. Dadurch kann insbesondere in schwierigen bzw. kritischen Bereichen, wie um Kurven oder Bögen herum, eine gleichmäßige Spannung in der Dichtung erreicht werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind beispielsweise beide Fixierelemente bzw. Vorsprünge nach außen gerichtet. Alternativ können die Vorsprünge aber auch beide nach innen gerichtet oder abwechselnd orientiert sein. Bevorzugt ist die Dichtung eine umlaufende bzw. geschlossene Dichtung. Die Ausdrücke „innen“ und „außen“ sind insbesondere mit Bezug auf ein „geschlossenes“ Dichtband zu verstehen.
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Zweckmäßigerweise definiert bzw. legt die Nutrichtung eine Dichtfläche oder Dichtebene fest, und wobei die Fixierelemente als parallel zu der Dichtfläche orientierte Vorsprünge ausgebildet sind. Die Fixierelemente liegen mit Vorteil sozusagen in der Dichtfläche. Die Dichtfläche kann eben sein. Alternativ kann die Dichtfläche aber auch eine dreidimensionale Form aufweisen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist zumindest ein Rücksprung derart hinterschnitten, dass im Zusammenwirken mit einem entsprechend ausgebildeten Fixierelement ein Herausfallen der Dichtung aus der Nut verhindert ist. Dies ist besonders für die weiteren Montageschritte bzw. den Transport eines Bauteils mit bereits eingelegter Dichtung vorteilhaft.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die Fixierelemente in unterschiedliche Richtungen orientiert. Wie bereits erwähnt, liegen die Fixierelemente beispielsweise parallel zur Dichtfläche. Alternativ können sie aber auch schräg oder senkrecht zur Dichtfläche orientiert sein, wenn dies für die Anordnung der Dichtung in der Nut bzw. hinsichtlich der Spannungsverteilung von Vorteil ist. Ein oder mehrere Fixierelemente können auch in Richtung der gegenüberliegenden Dichtfläche orientiert sein.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Dichtung eine Vielzahl von Halteelementen auf, welche ausgebildet sind, eine kraftschlüssige Anordnung der Dichtung in der Nut zu bewirken bzw. zu erhöhen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Halteelemente als Vorsprünge, beispielsweise als Noppen, Lippen, Stege oder dergleichen ausgebildet, welche insbesondere in radialer Richtung einen Kraftschluss der Dichtung in der Nut ermöglichen oder zumindest unterstützen. Damit wird im Zusammenwirken mit den Fixierelementen eine besonders exakte Montage ermöglicht.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die Halteelemente jeweils paarweise angeordnet und entlang der Nutrichtung, bevorzugt gleichmäßig, voneinander beabstandet. Die Halteelemente liegen direkt an der Nutwandung an und greifen nicht formschlüssig in Rücksprünge ein, wie dies bei den Fixierelementen der Fall ist. Um eine exakte Positionierung bzw. Lage der Dichtung in der Nut zu ermöglichen, sind die Halteelemente zweckmäßigerweise paarweise und, bezogen auf die Längsrichtung der Dichtung, gegenüberliegend angeordnet. So bleibt die Dichtung mittig in der Nut zentriert.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die Halteelemente, oder ist zumindest ein Halteelement, als umfänglich zumindest teilweise oder auch vollständig umlaufender Vorsprung ausgebildet. Ein derartiges Halteelement weist bevorzugt eine Ringform auf. Diese ermöglicht auf einfache Weise ein Zusammenwirken mit dem anderen, anzuordnenden Bauteil. Das Gesagte gilt analog und entsprechend für die Fixierelemente oder für zumindest ein Fixierelement, welches ebenfalls als ringförmiger Vorsprung ausgebildet sein kann.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Nut eine Länge von mehr als 1 m auf. Zweckmäßigerweise weist die Nut eine Länge von mehr als 2, 3, 4, 5, 6 oder sogar 7 m auf. Mit Vorteil kann die Dichtung also eine Länge von mehr als einem, zwei, drei, vier, fünf, sechs oder sieben Metern aufweisen, wobei eine ausgezeichnete Positionierung bzw. schnelle Montage durch das Vorsehen der Fixierelemente ermöglicht wird.
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Bevorzugt ist eine Höhe oder Tiefe der Nut größer als eine Breite der Nut. Bevorzugte Höhen/Breiten-Verhältnisse liegen in einem Bereich von 1:1 bis 3:1, besonders bevorzugt in einem Bereich von 2:1.
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Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei der Dichtungsanordnung um einen Teil oder Abschnitt eines mechanischen oder elektrischen Bauteils oder einer Komponente, wie beispielsweise einer Kühlmittelpumpe eines Verbrennungsmotors. Weiter kann es sich bei der Dichtungsanordnung auch um einen Abschnitt eines Gehäuses oder eines Deckels oder dergleichen handeln. Besonders bevorzugt ist die Dichtungsanordnung ein Abschnitt oder Teil eines Speicher- oder Batteriegehäuses, insbesondere zur Verwendung im Kraftfahrzeugbereich.
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Die Erfindung richtet sich auch auf ein Batteriegehäuse, umfassend zumindest eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung. Das Batteriegehäuse umfasst beispielsweise ein Gehäuseoberteil und ein Gehäuseunterteil, welche gemäß einer Ausführungsform über entsprechend ausgebildete Flansche verbunden sind. Gemäß einer Ausführungsform umfasst beispielsweise ein Flansch des Gehäuseunterteils die Nut, umfassend ein oder mehrere Rücksprünge, in welche das oder die Fixierelemente der Dichtung formschlüssig eingreifen. Alternativ kann das Gehäuseoberteil die oder eine Dichtungsanordnung umfassen.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen von Dichtungsanordnungen mit Bezug auf die beigefügten Figuren.
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Verschiedene Merkmale können dabei im Rahmen der Erfindung miteinander kombiniert werden.
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Es zeigen:
- 1: eine schematische Teilansicht einer Ausführungsform einer Dichtung;
- 2: zwei schematische Ansichten einer Ausführungsform eines Gehäuses;
- 3: eine Teilansicht einer Ausführungsform einer Dichtungsanordnung;
- 4: eine weitere Teilansicht einer Ausführungsform einer Dichtungsanordnung;
- 5: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Dichtung in verschiedenen Ansichten.
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1 zeigt in einer schematischen Ansicht eine Teilansicht einer Ausführungsform einer Dichtung 20 in einer Draufsicht auf eine Dichtfläche 26. Die Dichtung 20 erstreckt sich entlang einer Längsrichtung L. Umfänglich weist die Dichtung 20 eine Vielzahl von Halteelementen 24 auf, wobei diese zumindest abschnittsweise paarweise und gleich beabstandet entlang der Längsrichtung L angeordnet sind. Des Weiteren umfasst die Dichtung 20 ein Fixierelement 22, welches sich, ähnlich wie die Halteelemente 24, in der Art eines Vorsprungs von einem Grundkörper der Dichtung 20 weg erstreckt. Dessen Funktion wird insbesondere im Zusammenhang mit den 3 und 4 verdeutlicht.
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2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ausführungsform eines Gehäuses 1, umfassend ein Gehäuseoberteil 2 und ein Gehäuseunterteil 3. Entlang der Teilungsebene der beiden Gehäuseteile 2 und 3 erstreckt sich eine Dichtfläche oder Dichtebene 26. In der rechten Darstellung ist eine Draufsicht auf das nach unten geklappte Gehäuseunterteil 3 dargestellt, um den Verlauf eines Flansches 4 bzw. einer Nut und einer Längsrichtung L darzustellen.
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3 zeigt in seiner rechten Bildhälfte eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Gehäuseunterteils 3, wobei in dieser Ansicht insbesondere eine Draufsicht auf einen Flansch 4 gegeben ist, welcher eine Nut 10 aufweist, in welcher eine Dichtung 20 angeordnet ist. Die Nut 10 weist einen Rücksprung 12 auf, in welchen ein Fixierelement 22 der Dichtung 20 eingreift. In der linken Bildhälfte ist die Nut 10 im Querschnitt zu erkennen, vgl. den Schnitt A-A. In der hier gezeigten Darstellung weist die Nut 10 eine etwa rechteckige oder sogar quadratische Querschnittsform auf.
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4 zeigt ebenfalls eine Draufsicht auf ein Gehäuseunterteil 3 mit einem Flansch 4, wobei dieser eine Dichtfläche 26 definiert. Ein Schnitt C-C verläuft hier entlang bzw. durch einen Rücksprung 12 bzw. ein Fixierelement 22. Dies ist erst in der in der linken Bildhälfte dargestellten Ansicht zu erkennen, da der Rücksprung 12 der Nut 10 in dieser Ausführungsform hinterschnitten ist. Dadurch kann ein unbeabsichtigtes Herausfallen der Dichtung aus der Nut 10 (in der linken Bildhälfte nicht dargestellt) vermieden werden.
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5 zeigt abschließend eine schematische Ansicht einer Dichtung 20, welche sich entlang einer Längsrichtung L erstreckt und welche eine Vielzahl von Halteelementen 24 aufweist. Ein Scheitelpunkt S einer Kurve bzw. eines Bogens ist mit dem Bezugszeichen S gekennzeichnet. Dargestellt ist, dass vor und nach dem Scheitelpunkt S Fixierelemente 22 vorgesehen sind. Auch an anderen Stellen sind Fixierelemente vorgesehen, wobei diese aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht weiter mit Bezugszeichen versehen sind. Der Kreis bezeichnet ein Detail, welches in der mittleren Darstellung herausgestellt ist. Insbesondere ist dort die Form der Dichtung 20 nebst dem Fixierelement 22 zu erkennen. Zusätzlich ist dort ein Schnitt B-B skizziert, welcher in der rechten Bildhälfte dargestellt ist. Zu erkennen ist, dass ein Grundkörper der Dichtung 20 im Wesentlichen eine etwa rechteckförmige Gestaltung aufweist und oben und unten mit Einbuchtungen versehen ist. Der Vorsprung 22 weist eine im Wesentlichen viereckige Ausgestaltung auf und erstreckt sich senkrecht von einem Grundkörper der Dichtung 20 weg.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Gehäuseoberteil
- 3
- Gehäuseunterteil
- 4
- Flansch
- 10
- Nut
- 12
- Rücksprung
- 20
- Dichtung
- 22
- Fixierelement
- 24
- Halteelement
- 26
- Dichtfläche, Dichtebene
- L
- Nutrichtung, Längsrichtung
- S
- Scheitelpunkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014102198 A1 [0002]
