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Die Erfindung betrifft eine Befestigungsschelle zum Befestigen eines Entgasungsrohrs an einem Gehäuse eines elektrischen Energiespeichers, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
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Die
DE 37 30 968 A1 offenbart eine verriegelbare Rohrverbindung, mit einerseits einer Steckmuffe am Verbindungsende eines der Rohre, die dazu bestimmt ist, in dem Lagersitz einer Muffenschäftung eingeführt zu werden, die am Verbindungsende des anderen Rohres vorgesehen ist. Des Weiteren ist aus der
DE 197 39 824 C1 ein Befestigungssystem zum Festlegen von Schellenkörpern auf Tragschienen bekannt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Befestigungsschelle zu schaffen, mittels welcher ein Entgasungsrohr an einem Gehäuse eines Energiespeichers auf besonders vorteilhafte Weise befestigt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Befestigungsschelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung betrifft eine Befestigungsschelle zum Befestigen eines Entgasungsrohrs an einem Gehäuse eines elektrischen Energiespeichers, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Der elektrische Energiespeicher ist zum Speichern von elektrischer Energie, das heißt zum Speichern von elektrischem Strom, ausgebildet. Das Entgasungsrohr wird beispielsweise verwendet, um ein Gas aus dem Gehäuse des elektrischen Energiespeichers, insbesondere gezielt, abzuführen. Das Gas entsteht beispielsweise in dem Gehäuse insbesondere aufgrund eines thermischen Ereignisses, welches beispielsweise aus einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung resultiert. Beispielsweise kommt es infolge des thermischen Ereignisses zu einer starken Erwärmung wenigstens einer Speicherzelle des Energiespeichers. Infolge der Erwärmung entsteht das Gas beispielsweise aus einem insbesondere flüssigen Elektrolyten des Energiespeichers. Insbesondere kann der Energiespeicher als Batterie, insbesondere als Hochvolt-Batterie, ausgebildet sein. Beispielsweise ist der Energiespeicher als ein Lithium-Ionen-Speicher ausgebildet.
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Das Entgasungsrohr ist separat von dem Gehäuse ausgebildet und kann verwendet werden, um das Gas aus dem Gehäuse abzuführen. Dadurch kann ein übermäßiger Druckanstieg in dem Gehäuse vermieden werden. Die auch als Schelle bezeichnete Befestigungsschelle umfasst, insbesondere genau, zwei separat voneinander ausgebildete Schellenhälften, welche reversibel lösbar miteinander verbindbar und dadurch an dem Gehäuse befestigbar sind. Unter dem Merkmal, dass die Schellenhälften reversibel lösbar miteinander verbunden werden können, ist zu verstehen, dass die Schellenhälften zerstörungsfrei lösbar miteinander verbunden werden können. Dies bedeutet, dass die Schellenhälften miteinander verbunden und wieder voneinander gelöst und entfernt werden können, ohne dass es zu Beschädigungen oder Zerstörungen der Schellenhälften kommt. Das Gehäuse weist beispielsweise einen Flansch auf, an welchem die Schellenhälften und dadurch die Befestigungsschelle insgesamt befestigbar sind, derart, dass die Schellenhälften zusammengesetzt und miteinander verbunden werden.
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In miteinander verbundenem Zustand bilden beziehungsweise begrenzen die Schellenhälften eine beispielsweise von dem Gas aus dem Gehäuse durchströmbare Durchgangsöffnung. Insbesondere ist es vorgesehen, dass im miteinander verbundenen Zustand der Schellenhälften die Durchgangsöffnung entlang ihrer Umfangsrichtung vollständig umlaufend durch die Schellenhälften begrenzt ist. Das Gehäuse, insbesondere der Flansch, weist eine Durchtrittsöffnung auf, über welche das Gas aus dem Gehäuse abführbar ist. Dies bedeutet, dass das Gas durch die Durchtrittsöffnung hindurchströmen kann. Insbesondere in einem Zustand, in welchem das Entgasungsrohr mittels der Befestigungsschelle an dem Gehäuse befestigt ist, ist das Entgasungsrohr über die Durchgangsöffnung mit dem Gehäuse, insbesondere mit der Durchtrittsöffnung, fluidisch verbunden, sodass das die Durchtrittsöffnung durchströmende und dadurch aus dem Gehäuse ausströmende Gas die Durchgangsöffnung durchströmen und hierdurch in das Entgasungsrohr einströmen und in der Folge das Entgasungsrohr durchströmen kann. Dadurch kann das Gas definiert und gezielt aus dem Gehäuse abgeführt werden.
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In miteinander verbundenem Zustand bilden die Schellenhälften außerdem einen Bajonettverschluss. In miteinander verbundenem Zustand kann das Entgasungsrohr in die Durchgangsöffnung eingesteckt werden. Werden dann die Schellenhälften in dem miteinander verbundenen Zustand und somit die Befestigungsschelle insgesamt relativ zu dem Gehäuse und relativ zu dem zumindest teilweise in die Durchgangsöffnung eingesteckten Entgasungsrohr gedreht, so wird dadurch das Entgasungsrohr mittels des Bajonettverschlusses und somit über die Befestigungsschelle an dem Gehäuse befestigt. Mithilfe der Befestigungsschelle kann das Entgasungsrohr gasdicht mit dem Energiespeicher verbunden werden. Die Schelle kann besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig an dem Gehäuse verbunden werden, und die Schelle ermöglicht eine besonders einfache und somit zeit- und kostengünstig durchführbare Befestigung des Entgasungsrohrs an dem Gehäuse, insbesondere derart, dass nach Verbinden der Schellenhälften miteinander die Schelle einfach relativ zu dem Entgasungsrohr und relativ zu dem Gehäuse gedreht wird, um dadurch das Entgasungsrohr über die Schelle an dem Gehäuse zu befestigen.
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Durch Verbinden der Schellenhälften miteinander kann die Befestigungsschelle an dem Gehäuse, insbesondere an dem Flansch, vormontiert werden, sodass eine besonders vorteilhafte Zugänglichkeit und Montage realisiert werden kann. Nach Vormontieren der Schelle an dem Gehäuse kann das Entgasungsrohr zumindest teilweise in die Durchgangsöffnung eingesteckt beziehungsweise durch die Durchgangsöffnung hindurchgesteckt werden. Daraufhin kann die Schelle relativ zu dem Gehäuse und relativ zu dem in die Durchgangsöffnung eingesteckten Entgasungsrohr gedreht werden, um dadurch das Entgasungsrohr mittels der Schelle an dem Gehäuse befestigen, mithin gasdicht mit dem Gehäuse zu verbinden.
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Des Weiteren kann die Schelle einen Toleranzausgleich beinhalten, sodass insbesondere in axialer Richtung der beispielsweise kreisrunden Durchgangsöffnung ein Toleranzausgleich insbesondere von beispielsweise 4 Millimeter realisiert werden kann. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Dichtigkeit realisiert werden. Zur Realisierung des Toleranzausgleichs kann insbesondere vorgesehen sein, dass wenigstens eine Flanke des Bajonettverschlusses in eine sich schräg zur axialen Richtung der Durchgangsöffnung erstreckenden Ebene verläuft, wodurch das Entgasungsrohr durch das relativ zu dem Gehäuse und relativ zu dem Entgasungsrohr erfolgende Drehen der Befestigungsschelle in axialer Richtung der Durchgangsöffnung auf das Gehäuse zubewegbar ist.
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Da die Befestigungsschelle die vorzugsweise genau zwei separat voneinander ausgebildete und reversibel lösbar miteinander verbindbare Schellenhälften aufweist, ist die Befestigungsschelle eine zweiteilige Befestigungsschelle. Da außerdem - wie zuvor beschrieben - durch ein relativ zu dem Gehäuse und relativ zu dem Entgasungsrohr erfolgendes Drehen der Schelle eine entlang der axialen Richtung verlaufende und somit translatorische Bewegung des Entgasungsrohrs in Richtung des Gehäuses bewirkbar ist, ist die Befestigungsschelle vorzugsweise eine Schraubschelle, insbesondere eine zweiteilige Schraubschelle, mittels welcher insbesondere in axialer Richtung der Durchgangsöffnung Toleranzen auf einfache Weise ausgeglichen werden können.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
- 1 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Explosionsansicht einer Befestigungsanordnung eines Entgasungsrohrs an einem Gehäuse eines elektrischen Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug, bei welcher das Entgasungsrohr mittels einer erfindungsgemäßen Befestigungsschelle an dem Gehäuse befestigt ist;
- 2 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht der Befestigungsanordnung; und
- 3 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht der Befestigungsanordnung.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Explosionsansicht eine Befestigungsanordnung 10 eines Entgasungsrohrs 12 an einem Gehäuse 14 eines elektrischen Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand den Energiespeicher und die Befestigungsanordnung 10 und somit das Gehäuse 14 und das Entgasungsrohr 12 umfasst. Der elektrische Energiespeicher weist beispielsweise mehrere, insbesondere als Batteriezellen ausgebildete Speicherzellen auf, die in dem Gehäuse 14 angeordnet sind. Mittels der Speicherzellen kann elektrische Energie gespeichert werden, sodass die elektrische Energie in dem beziehungsweise mittels des Energiespeichers gespeichert wird beziehungsweise gespeichert werden kann. Das Kraftfahrzeug ist beispielsweise als Hybrid- oder Elektrofahrzeug, insbesondere als batterieelektrisches Fahrzeug (BEV), ausgebildet. Dabei umfasst das Kraftfahrzeug wenigstens eine elektrische Maschine, mittels welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Um das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine, insbesondere rein, elektrisch anzutreiben, wird die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben. Hierzu wird die elektrische Maschine mit der in dem Energiespeicher gespeicherten, elektrischen Energie versorgt.
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Das Gehäuse 14 des vorzugsweise als Hochvolt-Batterie ausgebildeten Energiespeichers weist einen Flansch 16 auf, welcher beispielsweise eine Durchtrittsöffnung 18 des Gehäuses 14, insbesondere in Umfangsrichtung der Durchtrittsöffnung 18 vollständig umlaufend, begrenzt. Beispielsweise infolge einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung kann in dem Gehäuse ein Gas entstehen, welches über die Durchtrittsöffnung 18 aus dem Gehäuse, insbesondere gezielt, abgeführt werden kann. Dadurch kann eine übermäßige Druckerhöhung in dem Gehäuse vermieden werden. Um das die Durchtrittsöffnung 18 durchströmende Gas gezielt und definiert aus dem Gehäuse 14 abzuführen, wird das Entgasungsrohr 12 verwendet. Hierzu umfasst das Entgasungsrohr 12 einen Flansch 20, über welchen das Entgasungsrohr 12 mechanisch und fluidisch mit dem Gehäuse 14 verbunden werden kann. Unter dem fluidischen Verbinden des Entgasungsrohrs 12 mit dem Gehäuse 14 ist zu verstehen, dass das die Durchtrittsöffnung 18 durchströmende Gas über die Durchtrittsöffnung 18 aus dem Gehäuse 14 abgeführt und in das Entgasungsrohr 12 eingeleitet werden kann. Daraufhin kann das Gas das Entgasungsrohr 12 durchströmen und wird somit mittels des Entgasungsrohrs 12 gezielt aus dem Gehäuse 14 abgeführt beziehungsweise von dem Gehäuse 14 weggeführt. Bei der Befestigungsanordnung 10 ist das Entgasungsrohr 12, insbesondere über seinen Flansch 20, an dem Gehäuse 14, insbesondere über dessen Flansch 16, befestigt, wodurch das Entgasungsrohr 12 mechanisch mit dem Gehäuse 14 verbunden ist. Dabei ist das Entgasungsrohr 12 auch fluidisch mit dem Gehäuse 14 verbunden, insbesondere über die Durchtrittsöffnung 18. Zur mechanischen und fluidischen Verbindung des Entgasungsrohrs 12 mit dem Gehäuse 14 kommt eine einfach auch als Schelle bezeichnete Befestigungsschelle 22 zum Einsatz. Dies bedeutet, dass mittels der Befestigungsschelle 22 das Entgasungsrohr 12 an dem Gehäuse 14, insbesondere reversibel lösbar, befestigt ist. Die Befestigungsschelle 22 weist genau zwei separat voneinander ausgebildete Schellenhälften 24 und 26 auf, welche auch als Schellenteile bezeichnet werden. Beispielsweise ist die Schellenhälfte 24 ein Oberteil der Befestigungsschelle 22, während die Schellenhälfte 26 ein Unterteil der Befestigungsschelle 22 ist.
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2 und 3 zeigen die Befestigungsanordnung 10 in ihrem vollständig hergestellten Zustand, mithin in vollständig hergestelltem Zustand des Kraftfahrzeugs. Es ist erkennbar, dass die Schellenhälften 24 und 26 zusammengesetzt und reversibel lösbar miteinander verbunden sind. Dabei bilden beziehungsweise begrenzen die Schellenhälften 24 und 26 eine von dem Gas aus dem Gehäuse 14 durchströmbare Durchgangsöffnung 28, die entlang ihrer Umfangsrichtung vollständig umlaufend durch die Schellenhälften 24 und 26 begrenzt ist. Aus 3 ist erkennbar, dass in vollständig hergestelltem Zustand der Befestigungsanordnung 10 das Entgasungsrohr 12 die Durchgangsöffnung 28 der Befestigungsschelle 22 vollständig durchdringt, sodass das Entgasungsrohr 12 zumindest teilweise in die Durchgangsöffnung 28 eingesteckt ist.
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Um beispielsweise im Rahmen einer Herstellung beziehungsweise Montage des Kraftfahrzeugs das Entgasungsrohr 12 an dem Gehäuse 14 zu verbinden, werden die Schellenhälften 24 und 26 zusammengesetzt, wodurch das Gehäuse 14, insbesondere der Flansch 16, zumindest teilweise in der Durchgangsöffnung 28 angeordnet wird. Daraufhin werden die Schellenhälften 24 und 26 reversibel lösbar miteinander verbunden, wodurch die Befestigungsschelle 22, insbesondere reversibel lösbar, an dem Gehäuse 14, insbesondere an dessen Flansch 16, befestigt wird. In miteinander verbundenem und an dem Gehäuse 14 befestigtem Zustand bilden beziehungsweise begrenzen die Schellenhälften 24 und 26 die Durchgangsöffnung 28, und die Schellenhälften 24 und 26 bilden einen in der Durchgangsöffnung 28 angeordneten Bajonettverschluss 30, mittels welchem unter Einstecken des Entgasungsrohrs 12 in die Durchgangsöffnung 28 und unter relativ zu dem Entgasungsrohr 12 und relativ zu dem Gehäuse 14 erfolgendem Drehen der Befestigungsschelle 22 ist das Entgasungsrohr 12 an dem Gehäuse 14, insbesondere reversibel lösbar, befestigbar. Mit anderen Worten, nachdem die Schellenhälften 24 und 26 und somit die Befestigungsschelle 22 an dem Gehäuse 14, insbesondere über dessen Flansch 16, befestigt wurden, wird das Entgasungsrohr 12, insbesondere dessen Flansch 20, zumindest teilweise in die Durchgangsöffnung 28 eingesteckt, insbesondere derart, dass mit dem Bajonettverschluss korrespondierende Segmente 32 in jeweilige, korrespondierende Öffnungen 34 des Bajonettverschlusses 30 hineinbewegt werden. Das Entgasungsrohr 12, insbesondere der Flansch 20, weist beispielsweise, insbesondere genau, drei Segmente 32 auf, welche in Umfangsrichtung des Flansches 20 voneinander beabstandet und, insbesondere gleichmäßig, verteilt angeordnet sind. Während nun die Befestigungsschelle 22 an dem Gehäuse 14, insbesondere über dessen Flansch, befestigt ist, und während das Entgasungsrohr 12, insbesondere dessen Flansch 20, zumindest teilweise in die Durchgangsöffnung 28 eingesteckt ist, mithin die Segmente 32 in den korrespondierenden Öffnungen 34 des Bajonettverschlusses 30 angeordnet sind, wird die Befestigungsschelle 22, insbesondere um zirka 60 Grad, relativ zu dem Gehäuse 14, insbesondere relativ zu dem Flansch 16, und relativ zu dem Entgasungsrohr 12, insbesondere relativ zu dem Flansch 20, gedreht. Hierdurch wird das Entgasungsrohr 12 mittels der Schelle an dem Gehäuse 14 befestigt, insbesondere derart, dass durch die Drehung der Schelle die Segmente 32 hinter Wandungen bewegt werden, derart, dass die Segmente 32 in axialer Richtung der Durchgangsöffnung 28 sowohl in eine zu dem Gehäuse 14 hinweisende erste Richtung als auch in eine der ersten Richtung entgegengesetzte, zweite Richtung durch jeweilige Wandungen des Bajonettverschlusses 30 und somit der Befestigungsschelle 22 überdeckt beziehungsweise überlappt sind. Dadurch wird das Entgasungsrohr 12 über die Schelle fest an dem Gehäuse 14 gehalten. Eine der Wandungen, durch welche die Segmente in die zweite Richtung überlappt sind, ist in 1 mit 36 bezeichnet. Die Wandung 36 bildet eine Flanke 38 des Bajonettverschlusses 30. Am Beispiel der Flanke 38 ist zu erkennen, dass die Flanken des Bajonettverschlusses 30 in eine sich schräg zur axialen Richtung der Durchgangsöffnung 28 erstreckende Ebene verlaufen, wodurch das Entgasungsrohr 12 dann, wenn die Schelle wie zuvor beschrieben gedreht wird, um das Entgasungsrohr 12 an dem Gehäuse 14 zu befestigen, in axialer Richtung der Durchgangsöffnung 28 zu dem Gehäuse 14 hin bewegt, das heißt auf das Gehäuse 14 zu bewegt wird. Hierdurch ist ein Toleranzausgleich geschaffen, wodurch das Entgasungsrohr 12 gasdicht mit dem Gehäuse 14 verbunden werden kann. Mit anderen Worten, durch Einstecken des Entgasungsrohrs 12 in die Durchgangsöffnung 28 wird sozusagen die Schelle auf das einfach auch als Rohr bezeichnete Entgasungsrohr 12 aufgeschoben, woraufhin die Schelle beispielsweise um zirka 60 Grad gedreht wird. Hierdurch wird das Rohr an das Gehäuse 14 herangezogen und verriegelt, das heißt an dem Gehäuse 14 befestigt.
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Besonders gut aus 1 und 2 ist erkennbar, dass die Befestigungsschelle 22 erste Schraubelemente in Form von Schrauben 40 und zweite Schraubelemente in Form von korrespondierenden Muttern 42 aufweist, wobei mittels der Schraubelemente die Schellenhälften 24 und 26 reversibel lösbar, das heißt zerstörungsfrei lösbar, miteinander verbunden werden. Hierdurch kann die Schelle an dem Gehäuse 14 vormontiert werden. Daraufhin kann das Rohr in die Durchgangsöffnung 28 eingesteckt werden, woraufhin das Rohr auf die beschriebene Weise über die Schelle einfach und gasdicht mit dem Gehäuse 14 verbunden werden kann. Ebenso kann das Rohr wieder einfach von dem Gehäuse 14 gelöst werden. Hierzu wird die Schelle einfach zurückgedreht, sodass die Segmente 32 wieder in den Öffnungen 34 zum Liegen kommen. Daraufhin kann das Entgasungsrohr 12 von dem Gehäuse 14 und von der Schelle abgezogen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Befestigungsanordnung
- 12
- Entgasungsrohr
- 14
- Gehäuse
- 16
- Flansch
- 18
- Durchtrittsöffnung
- 20
- Flansch
- 22
- Befestigungsschelle
- 24
- Schellenhälfte
- 26
- Schellenhälfte
- 28
- Durchgangsöffnung
- 30
- Bajonettverschluss
- 32
- Segment
- 34
- Öffnung
- 36
- Wandung
- 38
- Flanke
- 40
- Schraube
- 42
- Mutter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3730968 A1 [0002]
- DE 19739824 C1 [0002]
