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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dichtsystem für ein aus mindestens zwei Teilen aufgebautes Gehäuse, insbesondere für ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs.
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In einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs ist eine Anzahl von Batteriemodulen angeordnet, wovon jedes eine Mehrzahl von Batteriezellen aufweist. In jedem Zellmodul ist eine Überwachungselektronik vorgesehen, mittels welcher wichtige Parameter der dazugehörigen Batteriezellen, etwa die Temperatur und/oder die Zellspannung, überwacht werden. Die Informationen der Überwachungselektroniken werden zentral in einem BMC, (batteray management controller - Batteriemanagement-Steuergerät) gesammelt, welches zentrale Steuerungs- und Überwachungsaufgaben der Traktionsbatterie übernimmt, indem es beispielsweise für das bei Bedarf auszuführende Balancing sowie für die Ermittlung des SOC (state of charge - Ladestand) zuständig ist. Ferner wickelt das BMC die Kommunikation mit dem Elektrofahrzeug ab.
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Zur Förderung eines modularen Aufbaus der Traktionsbatterie können die Batteriezellmodule und das BMC in jeweils einem Teilgehäuse angeordnet werden, die miteinander verbunden werden, wobei die Verbindung üblicherweise schraubbasiert ausgeführt ist. Um einen zuverlässigen Schutz vor Eintritt von Feuchte vorzusehen, wird zum einen am Kopf der Schraube, die zwischen den Gehäuseteilen vorgesehen ist und diese miteinander verbindet, eine Dichtscheibe als Umweltdichtung vorgesehen. Zum anderen ist zwischen den Gehäuseteilen zur Schraubverbindung lateral außenliegend eine weitere Umweltdichtung vorgesehen, die in Form einer Butyldichtung vorliegen kann. Zusätzlich ist zwischen den Gehäuseteilen zur Schraubverbindung lateral innenliegend, also zwischen Trockenbereich (Innenraum des Gehäuses) und Schraubverbindung, eine Systemdichtung vorgesehen, welche ebenfalls als eine Butyldichtung ausgeführt sein kann. Die Kontaktfläche zwischen den Gehäuseteilen sollte möglichst gut und zuverlässig sein, da sie für die Sicherstellung der EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) eine wichtige Rolle darstellt.
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Bei dem soeben beschriebenen Aufbau kann ein Nachteil darin gesehen werden, dass die schraubenbasierte Koppelstelle zwischen den Gehäuseteilen innerhalb des Dichtbereiches liegt und daher grundsätzlich eine erhöhte Anfälligkeit für Leckagen vorliegt. Zugleich erfordert die Koppelstelle eine komplexere Auslegung und Prüfung auf Leckage. Im Hinblick auf die Langlebigkeit und Dauerhaftigkeit der Dichtstelle kann ein weiterer Nachteil darin gesehen werden, dass die lateral außenliegende Umweltdichtung in direktem Kontakt mit der Umwelt steht. Dadurch ist sie potenziell korrosiven Prozessen ausgesetzt, welche beispielsweise über eine Spaltkorrosion ausgelöst werden können, bei welcher sich an der Außenseite der Dichtung ansammelnde Feuchtigkeit mittels Kapillarkräften zum Inneren der Schraubverbindung gezogen wird und dort eine Dichtungskorrosion hervorrufen kann.
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In der US-Patentschrift
US 10,336,211 °B2 ist eine Batterie beschrieben, welche ein oberes Gehäuse und ein unteres Gehäuse aufweist, die eine Batteriekammer zur Aufnahme einer Batterie ausbilden. Die Batterie weist ferner einen oberen und einen unteren gehäuseseitigen Flansch auf, der sich entlang eines Außenrandes des oberen Gehäuses bzw. des unteren Gehäuses erstreckt, wobei sich die beiden Flansche gegenüberliegen. Zwischen dem oberen und dem unteren gehäuseseitigen Flansch ist ein Dichtungselement angeordnet. Die beiden Gehäuseteile sind mittels einer Vielzahl von Gewindebolzen, die jeweils durch den oberen gehäuseseitigen Flansch und den unteren gehäuseseitigen Flansch verlaufen, mittels einer entsprechenden Vielzahl von Muttern miteinander verbunden.
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Eine ähnliche Vorrichtung ist aus der Druckschrift
EP 3 454 391 A1 bekannt, die eine Befestigungsstruktur eines Deckelkörpers eines Batteriebehälters offenbart. Diese weist einen Behälterhauptkörper, einen aus einem Metall hergestellten Deckelkörper, ein auf den Deckelkörper aufzubringendes korrosionsschützendes Abdeckmaterial. Der Deckelkörper ist mittels Bolzen mit dem Behälterhauptkörper verbunden, wobei zwischen diesen beiden ein vorbestimmter Spalt vorliegt. Der Befestigungsbolzen ist dabei durch eine Öffnung in dem Behälterhauptkörper und dem Deckelkörper geführt.
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Im Lichte des vorgenannten Standes der Technik kann die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin gesehen werden, ein vom Aufbau her simpleres und zugleich jedoch zuverlässiges Dichtsystem bereitzustellen, welches insbesondere zur Verbindung von Gehäuseteilen einer Traktionsbatterie verwendet werden kann.
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Diese Aufgabe wird mittels der Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den abhängigen Patentansprüchen.
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Erfindungsgemäß wird ein Dichtsystem für ein Gehäuse, insbesondere ein Batteriegehäuse, etwa dasjenige einer Traktionsbatterie bereitgestellt. Das Dichtsystem kann dabei an einer Stelle des Gehäuses vorliegen, an der zwei Gehäuseteile miteinander mediendicht verbunden werden sollen. Die miteinander verbundenen Gehäuseteile bilden das Gehäuse aus, dessen Innenraum einen Trockenbereich definiert, in dem elektronische oder sonstige Bauteile gegenüber Einflüssen der Umwelt geschützt werden können. Im Weiteren sind mit den beiden Gehäuseteilen insbesondere diejenigen Bereiche der beiden Gehäuseteile als Ganzes (im Folgenden als Gehäuseschalen bezeichnet) gemeint, welche die mechanische Koppelstelle zwischen den beiden Gehäuseteilen ausbilden. Die weitere Ausgestaltung der beiden Gehäuseschalen, die das Gehäuse ausbilden, kann nach Bedarf an die Bauteile angepasst werden, die darin verortet werden sollen, und wird daher im Rahmen der Beschreibung der vorliegenden Erfindung nicht näher erläutert werden.
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Das erfindungsgemäße Dichtsystem weist einen ersten Gehäuseteil auf, welcher einen Flansch aufweist, in dem eine im Wesentlichen vertikal verlaufende Durchgangsöffnung vorgesehen ist. Darunter kann verstanden werden, dass die Erstreckungsrichtung der Durchgangsöffnung im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Flansches angeordnet ist. Ferner weist das erfindungsgemäße Dichtsystem einen zweiten Gehäuseteil auf, welcher an seiner Außenseite eine Befestigungsmittelaufnahme aufweist, welche durch eine Wand des zweiten Gehäuseteils gegenüber seiner Innenseite getrennt ist. Anders ausgedrückt befindet sich die Befestigungsmittelaufnahme auf der Außenseite der entsprechenden zweiten Gehäuseschale und es besteht keine Verbindung zur Innenseite des zweiten Gehäuseteils, welche beim zusammengebauten Gehäuse seinem Innenraum bzw. dem Trockenbereich zugewendet ist. Das bedeutet also insbesondere, dass keine Verbindung zwischen dem Inneren der Befestigungsmittelaufnahme und der Innenseite des zweiten Gehäuseteils bzw. dem durch die entsprechende erste Gehäuseschale begrenzten Innenraum besteht.
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Das erfindungsgemäße Dichtsystem weist ferner ein Dichtelement auf, welches zwischen einer Kontaktfläche des ersten Gehäuseteils mit dem zweiten Gehäuseteil und der Befestigungsmittelaufnahme angeordnet ist. Dabei kann die angesprochene Kontaktfläche insbesondere zwischen einem Rand des ersten Gehäuseteils und einer Außenseite des zweiten Gehäuseteils bestehen, wobei der entsprechende Teil der Außenseite des zweiten Gehäuseteils als Auflagefläche für den ersten Gehäuseteil (z.B. für einen Rand davon) fungiert. Das Dichtelement kann eine Butyldichtung aufweisen, etwa einen Streifen aus Butylmaterial, welcher entlang des Randes des Gehäuseteils als Ganzes angeordnet ist.
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Das erfindungsgemäße Dichtsystem ist derart ausgebildet, dass der erste Gehäuseteil derart auf dem zweiten Gehäuseteil aufliegt, dass die Durchgangsöffnung über der Befestigungsmittelaufnahme angeordnet ist und ein Befestigungsmittel durch die Durchgangsöffnung angeordnet ist. Dabei erstreckt sich das Befestigungsmittel, z.B. eine Schraube, in die Befestigungsmittelaufnahme hinein und sorgt für eine feste Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen. Auf der Innenseite der Befestigungsmittelaufnahme kann ein Gewinde angeordnet sein.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Dichtsystems kann die Befestigungsmittelaufnahme einen auf dem zweiten Gehäuseteil angeordneten Hohlbolzen aufweisen, bevorzugt einen Schweißbolzen. Wie bereits erwähnt, kann der Schweißbolzen ein Innengewinde aufweisen, welcher in Eingriff steht mit einem Außengewinde, das auf dem Befestigungsmittel angeordnet ist. Die Befestigungsmittelaufnahme kann als gesondertes, integral ausgebildetes Element vorliegen und nach Fertigung des zweiten Gehäuseteils als Ganzes an dieses angebracht werden, etwa mittels Schweißen. Dadurch, dass die Befestigungsmittelaufnahme nicht notwendigerweise ein integraler Bestandteil des zweiten Gehäuseteils sein muss (es aber durchaus sein kann), ist bei deren Fehlplatzierung im Rahmen einer Korrektur eine Ablösung und Neubefestigung möglich, was den Herstellungsprozess der entsprechenden Gehäuseschalen robuster macht. Unabhängig von der konkreten Art der Ausgestaltung der Befestigungsmittelaufnahme kann diese einteilig bzw. einstückig ausgeführt sein.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Dichtsystems kann das Dichtelement lateral betrachtet zwischen der Befestigungsmittelaufnahme und einer Wand des ersten Gehäuseteils angeordnet sein, von der aus sich der Flansch erstreckt. Zwischen der Befestigungsmittelaufnahme und dem dieser zugewandten Rand des Dichtelements kann ein Abstand bzw. ein Freiraum vorliegen.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Dichtsystems kann das Dichtelement vertikal betrachtet zwischen einer Wand des zweiten Gehäuseteils und dem Flansch angeordnet sein. Hierbei kann das Dichtsystem mit seiner oberen Fläche an der Unterseite des Flansches und mit seiner Unterseite an der Oberfläche der Wand des zweiten Gehäuseteils anliegen.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Dichtsystems kann das Dichtelement in einem Hohlraum angeordnet sein, welcher durch eine Unterseite des Flansches, durch eine Innenseite der Befestigungsmittelaufnahme und durch einen Teil der Wand des zweiten Gehäuseteils definiert ist. Unter der Innenseite der Befestigungsmittelaufnahme kann ihre dem Hohlraum zugewendete und der äußeren Umgebung abgewendete bzw. nicht mit dieser in Kontakt stehende Seite der Befestigungsmittelaufnahme verstanden werden.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Dichtsystems kann eine Oberseite des Dichtelements an einer Unterseite des Flansches anliegen und eine Seite des Dichtelements kann an demjenigen Teil des ersten Gehäuseteils anliegen, welcher an dem zweiten Gehäuseteil anliegt.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Dichtsystems kann der zweite Gehäuseteil im Bereich zwischen der Befestigungsmittelaufnahme und dem Dichtelement zum Letzteren hin ansteigen. Mit anderen Worten ausgedrückt kann der zweite Gehäuseteil von der Befestigungsmittelaufnahme - beispielsweise von dessen Kontaktstelle zum zweiten Gehäuseteil - zur Kontaktfläche zwischen einem Rand des ersten Gehäuseteils und der Wand des zweiten Gehäuseteils ansteigen. Diese Ausgestaltung kann dahingehend vorteilhaft sein, dass sich kein stehendes Wasser an einem freiliegenden Ende des Dichtelements ansammeln kann, sondern von dort mittels der abgeschrägten Wand des zweiten Gehäuseteils wegtransportiert werden kann. Dadurch kann das Dichtelement vor Spaltkorrosion und vor der dann drohenden Dichtelementkorrosion geschützt werden, wodurch seine Integrität für lange Zeit bewahrt werden kann.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Dichtsystems kann der Bereich des zweiten Gehäuseteils, auf dem der Rand des ersten Gehäuseteils aufliegt, einem Plateau entsprechen, welches gegenüber seiner Umgebung zumindest zu einer Seite erhöht ist. Die eine Seite kann mit der angeschrägten Wand des zweiten Gehäuseteils zwischen Auflagefläche für den ersten Gehäuseteil und Befestigungsmittelaufnahme zusammenfallen.
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Im Weiteren wird erfindungsgemäß ferner ein Gehäuse, insbesondere für eine Traktionsbatterie, bereitgestellt. Das Gehäuse weist eine erste Gehäuseschale und eine zweiten Gehäuseschale auf und mindestens ein Exemplar des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Dichtsystems, wobei an der ersten Gehäuseschale mindestens ein erstes Gehäuseteil und an der zweiten Gehäuseschale mindestens ein zweites Gehäuseteil angeordnet ist. Die beiden Gehäuseteile bilden paarweise das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Dichtsystems aus und dichten damit das Gehäuse gegen seine Umgebung ab.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Gesamtheit der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
- 1 zeigt eine laterale Querschnittsansicht einer mechanischen Koppelstelle zwischen zwei Gehäuseteilen gemäß dem Stand der Technik.
- 2 zeigt eine laterale Querschnittsansicht einer mechanischen Koppelstelle zwischen zwei Gehäuseteilen gemäß der Erfindung.
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In 1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer mechanischen Koppel- bzw. Fügestelle 1 zwischen zwei Gehäuseteilen 20, 30 gemäß dem Stand der Technik veranschaulicht. Hierbei gehört ohne Beschränkung der Allgemeinheit der erste Gehäuseteil 20 zu einer oben angeordneten Gehäuseschale und analog dazu gehört der zweite Gehäuseteil 30 zu einer unten angeordneten Gehäuseschale. Die erste Gehäuseschale und damit einhergehend das erste Gehäuseteil 20 definiert einen dazugehörigen ersten Innenraum 22, welcher auf der Innenseite des ersten Gehäuseteils 20 liegt. Analog dazu definiert die zweite Gehäuseschale und damit einhergehend der zweite Gehäuseteil 30 einen dazugehörigen zweiten Innenraum 32, welcher auf der Innenseite des zweiten Gehäuseteils 30 liegt. Der erste Innenraum 22 und der zweite Innenraum 32 können im Inneren verbunden oder anders ausgedrückt zueinander offen sein, so dass im Inneren des Gehäuses ein gemeinsamer Innenraum vorliegt.
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Die mechanische Koppelstelle 1, an der der erste Gehäuseteil 20 und der zweite Gehäuseteil 30 miteinander in Verbindung stehen und miteinander befestigt sind, ist hier als Schraubverbindung ausgeführt. Dazu weist der erste Gehäuseteil einen Flansch 21 auf, welcher sich aus dem unteren Rand des ersten Gehäuseteils 20 radial nach außen erstreckt. In dem Flansch 21 ist eine Durchgangsöffnung 23 ausgebildet, welche sich zweckmäßigerweise vertikal durch den Flansch 21 erstreckt. Unterhalb der Durchgangsöffnung 23 befindet sich im zusammengelegten Zustand der beiden Gehäuseteile 20, 30 eine Befestigungsmittelaufnahme 40, welche an der Unterseite der Wand 31 des zweiten Gehäuseteils 30 angebracht ist. Die Befestigungsmittelaufnahme 40 weist ein Sackloch 41 mit einem Innengewinde auf, welches in Eingriff mit dem Außengewinde des Befestigungsmittels 11 steht, das hier als eine Schraube ausgeführt ist. Folglich sind die beiden Gehäuseteile 20, 30 auf gewöhnliche Art und Weise miteinander verschraubt. Zwischen dem Kopf der Schraube 11 und dem Eingang in die Durchgangsöffnung 23 ist erstes Dichtelement 12 in Form einer Dichtscheibe vorgesehen, welche einer ersten Umweltdichtung entspricht und die Aufgabe hat, die Durchgangsöffnung 23 gegenüber der Umwelt abzudichten. Das ist erforderlich, da die Auflagefläche des Schraubenkopfes im Nassbereich liegt und folglich ein Einfallstor darstellt, durch welches Feuchtigkeit in den Innenraum des dazugehörigen Gehäuses gelangen könnte.
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Des Weiteren ist auch die Kontaktfläche zwischen der Unterseite desjenigen Bereiches des Flansches 21, in dem sich die Durchgangsöffnung 23 befindet, und ihrer Auflagefläche auf der Oberseite des zweiten Gehäuseteils 30 gegenüber der Umwelt mittels eines zweiten Dichtelements 14 gegenüber der Umwelt abgedichtet. Hierbei handelt es sich üblicherweise um eine Polymerdichtung, beispielsweise aus einem Synthesekautschuk wie Butyl. Das zweite Dichtelement 14 kann als ein umlaufender Materialstreifen ausgebildet sein. Im Kontext einer Gesamtbetrachtung der Koppelstelle kann das zweite Dichtelement als zweite Umweltdichtung betrachtet werden.
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Schließlich ist im Prinzip in Analogie zum zweiten Dichtelement 14 ein drittes Dichtelement 15 vorgesehen, welches grundsätzlich dem zweiten Dichtelements 14 entsprechen kann, jedoch zwischen dem Innenraum des Gehäuses und der Gehäusewand angeordnet ist. Daher erfüllt das dritte Dichtelement 15 die Rolle einer Systemdichtung, da es sich sozusagen innerhalb des Systems, also innerhalb des Gehäuses befindet.
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Im Falle, dass das Gehäuse für elektronische Bauteile, beispielsweise Batteriemodule und/oder die dazugehörige Überwachungs- und Regelungselektronik verwendet wird, spielt die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) eine wichtige Rolle. Dazu ist es wichtig, dass der erste Gehäuseteil 20 einen guten Kontakt zum zweiten Gehäuseteil 30 hat. Die entsprechende Kontaktfläche zwischen den beiden Gehäuseteilen 20, 30 ist in 1 als EMV-Fläche 17 eingezeichnet. Dabei ist die EMV-Fläche zweigeteilt, nämlich in eine innere und eine äußre EMV-Fläche. In 1 entspricht die innere EMV-Fläche dem rechten Teil der EMV-Kontaktfläche 17 und komplementär dazu entspricht die äußere EMV-Fläche dem linken Teil der EMV-Fläche 17, wobei das Befestigungsmittel 11 als Trennung zwischen den beiden Flächen fungiert.
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Bei der in 1 skizzierten Koppelstelle zwischen den beiden Gehäuseteilen 20, 30 können einige Nachteile ausgemacht werden. Zum einen liegt die Verschraubung des Dichtsystems 1 innerhalb des Dichtbereiches, welcher in die drei Dichtelemente 12, 14, 15 umfasst. Dadurch wirkt sich die Güte der Verschraubung unmittelbar auf die Güte der Abdichtung aus. Ferner ist das Abdichtungssystem, welches die erwähnten drei Dichtelemente 12, 14, 15 umfasst, sehr fragmentiert. Zusätzlich zu der Systemdichtung 15 und der zweiten Umweltdichtung 14 ist die erste Umweltdichtung 12 erforderlich. Diese stellt ein zusätzliches Bauteil dar und verkompliziert des Herstellungs- bzw. Verschraubungsprozess des ersten Gehäuseteils 20 mit dem zweiten Gehäuseteil 30 unnötig. In der Praxis kann von einer mittleren zweitstelligen Zahl von Verschraubungen ausgegangen werden, die für die Herstellung eines typischen Gehäuses für eine Traktionsbatterie erforderlich sind (z.B. 40). Dadurch weist das so zusammengefügte Gehäuse zugleich eine entsprechende Mehrzahl von Dichtstellen auf, wodurch eine erhöhte Leckageanfälligkeit besteht. Das insgesamt fragmentierte Dichtsystem erfordert zudem eine komplexere Auslegung sowohl des Gesamtsystems als auch der Prüfung auf Leckage. So beispielsweise ist eine Dichtigkeitsprüfung des zweiten Dichtelements 14 und des dritten Dichtelements 15 nicht gleichzeitig umsetzbar. Schließlich weist der äußere Rand des Flansches 21 keinen Überhang auf, welcher als schützender Dichtungsvordach für das zweite Dichtelement 14 fungieren könnte. In der Praxis ist es so, dass beim Verschraubungsprozess das Dichtmaterial der zweiten Dichtung 14 zur Außenseite aus dem Spalt zwischen den entsprechenden Teilen der Unterseite des Flansches 21 und der Oberseite der Wand des zweiten Gehäuseteils 30 herausgedrückt wird (stärker als in 1 gezeigt) und dadurch noch stärker äußeren Umwelteinflüssen ausgesetzt wird. Eine besonders nachteilige Konstellation ergibt sich, wenn es auf der Oberseite des aus dem Spalt herausgedrückten zweiten Dichtelements 14 an der Außenkante des Flansches zur Abscheidung von Kondenswasser kommt, welches dann eine dauerhaft korrosive Einwirkung hervorrufen kann.
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Zusätzlich ist auch nachteilig, dass das zweite Dichtelement 14 (z.B. Butyldichtung) in direktem Kontakt mit der Umwelt steht. Folglich besteht hier grundsätzlich die Gefahr, dass es zu Spalt- und darauf aufbauend zur Dichtungskorrosion kommt. Das ist nicht nur im Hinblick auf die Dichtigkeit ein Problem, sondern kann auch die EMV des Gehäuses negativ beeinflussen, da eine von der Umwelt auf das zweite Dichtelement 14 als zweite Umweltdichtung einwirkende Korrosion auch zur Degradation der äußeren EMV-Fläche führen kann.
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In 2 ist das erfindungsgemäße Dichtsystem 10 ebenfalls in einer Querschnittsansicht veranschaulicht, welches einer gezielten baulichen Anpassung der aus dem Stand der Technik bekannten Koppelstelle 1 entspricht mit dem Ziel, zumindest einige und im Optimalfall alle der soeben genannten Probleme zu lösen. Das erfindungsgemäße Dichtsystem 10 entspricht funktional dem Grunde nach der in 1 veranschaulichten aus dem Stand der Technik bekannten Fügestelle 1 zwischen zwei Gehäuseteilen 20, 30, die mittels eines Befestigungsmittels 11 gesichert wird, wobei das Befestigungsmittel durch eine Durchgangsöffnung 23 im Flansch 21 des ersten Gehäuseteils 20 in eine Befestigungsmittelaufnahme 40 eingesetzt ist. Da der grundsätzliche Aufbau des erfindungsgemäßen Dichtsystems 10 dem Aufbau der aus dem Stand der Technik bekannten abdichtenden Koppelstelle 1 ähnlich ist, tragen einander entsprechende Bauteile in beiden Figuren die gleichen Bezugszeichen und werden im Kontext der 2 nicht erneut erläutert, sofern sie gleich ausgebildet sein können und die gleiche Funktion erfüllen. Im Folgenden wird nur auf die strukturellen Unterschiede eingegangen werden, welche dem Erfindungsgedanken dieser Patentanmeldung folgen.
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Im Vergleich zu dem in 1 veranschaulichten Stand der Technik, zeichnet sich das erfindungsgemäße Dichtsystem 10 dadurch aus, dass die mechanische Befestigungsstelle, etwa die auf dem Befestigungsmittel 11 und der Befestigungsmittelaufnahme 40 basierende Verschraubung, vollständig außerhalb des eigentlichen Dichtbereiches verortet ist, also außerhalb desjenigen Bereiches zwischen den beiden Gehäuseteilen 20, 30, in welchem diese dicht aneinander anliegen und welcher zusätzlich mittels eines Dichtelements 16 abgedichtet ist. Dabei liegt die Befestigung, also die Befestigungsmittelaufnahme 40 und das darin eingesetzte Befestigungsmittel 11, zum einen außerhalb der mittels des Dichtelements 16 ausgebildeten Dichtbereiches und zum anderen vor allem gänzlich außerhalb des Innenraumes des entsprechend gebildeten Gehäuses, der den Trockenbereich definiert. Wie in 2 gezeigt, kommt das erfindungsgemäße Dichtsystem 10 mit nur einem Dichtelement 16 aus, welches grundsätzlich mit dem im Zusammenhang mit der in 1 veranschaulichten Koppelstelle 1 beschriebenen zweiten Dichtelement 14 oder dritten Dichtelement 15 verglichen werden kann. Das Dichtelement 16 stellt jedoch das einzige Dichtelement des erfindungsgemäßen Dichtsystems 10 dar. Insbesondere kann das erste Dichtelement 12 aus 1 entfallen, da die Dichtigkeit der mechanischen Befestigung keinen direkten Einfluss auf die Dichtigkeit der Koppelstelle zwischen den beiden Gehäuseteilen 20, 30 hat - weil die Befestigungsmittelaufnahme 40 an der Außenseite des zweiten Gehäuseteils 30 angebracht ist und durch eine Wand 31 des zweiten Gehäuseteils 30 von seiner Innenseite und damit vom zweiten Innenraum 32 getrennt ist.
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Durch das Entfallen der Notwendigkeit der Abdichtung der Verschraubung mittels des ersten Dichtelements 12 (siehe 1), wird die Robustheit und Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Dichtsystems 10 erhöht, da durch diese Maßnahme die Anzahl der Dichtschnittstellen im Vergleich zu dem in 1 veranschaulichten Stand der Technik um 33% reduziert wird und in absoluten Zahlen der Anzahl der verwendeten mechanischen Koppelstellen entspricht (üblicherweise, wie bereits erwähnt, eine mittelgroße zweistellige Anzahl). Dadurch vereinfacht sich die Auslegung des erfindungsgemäßen Dichtsystems 10 insgesamt und damit auch dessen Herstellung. Auch die Prüfung auf Leckage ist einfach, da nur ein Dichtelement 16 vorliegt.
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Ferner sieht man, dass sich bei dem erfindungsgemäßen Dichtsystem 10 kein stehendes Wasser im Bereich des Dichtelements 16 ausbilden kann. Das liegt daran, dass zum einen die Oberkante des Dichtmittels 16 an der durchgängig zur Befestigungsmittelaufnahme 40 verlaufenden Unterseite des Flansches 21 anliegt und zum anderen das Dichtmittel 16 in einem von außen geschützten Hohlraum 13 angeordnet ist, der den Bereich des Dichtmittels 16 vor Kondenswasserabscheidung schützt. Selbst bei einer fertigungsbedingt größer ausfallenden Butylnaht als beispielsweise verwendetem Dichtelement 16 kann sich an dessen Oberkante kein stehendes Wasser aufgrund des darüber angeordneten „Daches“ in Form der Unterseite des im Vergleich zu dem in 1 größeren Flansches 21, der sich bis zur Befestigungsmittelaufnahme 40 erstreckt. Somit bietet das erfindungsgemäße Dichtsystem 10 sozusagen einen sicheren Retentionsraum für einen möglicherweise weiter zur Befestigungsmittelaufnahme 40 hervorstehende Dichtelement 16, ohne dass dadurch ein Nachteil hinsichtlich der Korrosionsanfälligkeit entsteht. Das ist bei der in 1 gezeigten Koppelstelle 1 nicht der Fall, da die Oberkante einer über den Außenrand des Flansches 21 hinausragende Butylnaht als beispielhaftes zweites Dichtelement 14 wie eine Einfangrinne für stehendes Wasser wirkt und folglich die Korrosionsanfälligkeit zweifellos erhöht.
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Ferner sorgt der Anstieg des zweiten Gehäuseteils 30 im Bereich zwischen der Befestigungsmittelaufnahme 40 und dem Dichtelement 16 zum Letzteren hin dafür, dass möglicherweise in den Hohlraum 13 eingedrungene und an der zum Hohlraum 13 hin hin freiliegenden Seite des Dichtmittels 16 abgeschiedene Feuchte vom diesem in die Senke am Fuß der Befestigungsmittelaufnahme 40 abgeführt werden kann.
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Ein weiter Vorteil des erfindungsgemäßen Dichtsystems 10 liegt darin, dass die EMV-Fläche 17 im Hohlraum 13 angeordnet ist und ihre Lage damit dem Trockenbereich zugeordnet werden kann. Dadurch kann sie zuverlässig geschützt werden, wodurch bei der EMV des so ausgebildeten Gehäuses keine zeitlichen Schwankungen durch korrosionsbedinge Veränderung der Kontaktfläche zwischen den beiden Gehäuseteilen 20, 30 zu erwarten sind.
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In 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform gezeigt, bei der die Befestigungsmittelaufnahme 40 als ein Schweißbolzen ausgeführt ist und auf die Außenseite des zweiten Gehäuseteils 30 aufgeschweißt ist.
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Zur Anbringung der Befestigungsmittelaufnahme (40) auf die Außenseite des zweiten Gehäuseteils (30) kann beispielsweise ein Bolzenschweißverfahrens mit magnetisch bewegtem Lichtbogen (MARC) verwendet werden. Dabei kann der Schweißbolzen aus Aluminium gefertigt sein und das zweite Gehäuseteil (30) aus einem Dünnblech, ebenfalls aus Aluminium, gefertigt sein.
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Insgesamt sieht man anhand des in 2 veranschaulichten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Dichtsystems 10, dass dieses durch den Wegfall des im Stand der Technik verwendeten zweiten Dichtelements 14 bei vergleichbarer Dichtsystembreite einen besseren Umweltschutz für im Inneren angeordnete Bauteile bietet als die anhand 1 veranschaulichte Koppelstelle 1 gemäß Stand der Technik.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 10336211 [0005]
- EP 3454391 A1 [0006]
