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Die Erfindung betrifft zunächst eine Distanzplatte, gegebenenfalls eine Mehrzahl von Distanzplatten, zur Bildung einer aus einzelnen Elektrodenplatten aufgebauten Batteriezelle und/oder einer Zusammenfassung von Batteriezellen, wobei die Distanzplatte im Querschnitt durch mehrere unter Einschluss eines Winkels verlaufende Flächenabschnitte profiliert ist.
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Insbesondere wenn solche Distanzplatten zum Bau von Batteriezellen mit nicht standardmäßigen Abmessungen verwendet werden oder zum Bau von Batteriezellen, die nur in kleiner Stückzahl gefertigt werden, ist es oft erforderlich, eine Distanzplatte, die insofern ein Übermaß besitzt, für diese Zwecke anzupassen. Man kann hierzu eine Schneidvorrichtung oder eine Hand-Trennvorrichtung benutzen. Einerseits wird aber hierin ein zu großer Aufwand gesehen. Andererseits lässt sich nicht in der gewünschten Weise eine gerade Trennkante erreichen oder sind bei dem aktuellen Einbauvorgang die erforderlichen Werkzeuge nicht immer griffbereit.
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Ausgehend von dem vorbeschriebenen Stand der Technik beschäftigt sich die Erfindung mit der Aufgabe, eine Distanzplatte wie eingangs bezeichnet anzugeben, die auch in einfacher Wese eine maßliche Anpassung während des Einbaus ermöglicht.
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Eine mögliche Lösung der Aufgabe ist nach einem ersten Erfindungsgedanken durch den Gegenstand des Anspruches 1 gegeben, wobei darauf abgestellt ist, dass im Bereich einer Profilierung, über die gesamte Länge der Profilierung und mit der Profilierung fluchtend eine Zone spröderen Materials ausgebildet ist, um ein Brechen der Distanzplatte in dieser Profilierung zu ermöglichen. Erfindungsgemäß wird also der Weg gegangen, die Distanzplatte mit Sollbruchstellen vorzusehen. Diese Sollbruchstellen sind an der Erstreckung einer Profilierung orientiert. Die Distanzplatte kann also durch einfache Kraftbeaufschlagung nach Wunsch gebrochen werden.
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Alternativ oder ergänzend zu den vorbeschriebenen Merkmalen ist es auch möglich im Bereich einer Profilierung, über die Länge der Profilierung und fluchtend mit der Erstreckung der Profilierung, eine Einkerbung auszubilden. Die Einkerbung ist mit dem Vorteil verbunden, dass bereits ein visueller Hinweis auf die Abtrennbarkeit der Distanzplatte gegeben ist. Zudem ist hiermit eine Materialschwächung verbunden, die ein Abrechen in einfacher Weise ermöglicht.
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Insbesondere im Hinblick auf die visuelle Funktion der Einkerbung ist auch bevorzugt, dass die Einkerbung hinsichtlich des Profilhohlraums außen ausgebildet ist. An der Außenfläche lässt sich eine solche Einkerbung noch günstiger erkennen als an der Innenfläche.
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Die Zone spröderen Materials kann beispielsweise durch eine geänderte Temperaturführung bei der Herstellung erreicht werden. Bevorzugt werden die Distanzplatten im Kunststoff-Extrusionsverfahren hergestellt. Es kann auch nach Art eines Zwei-Komponenten-Extrusionsverfahrens ein Materialstreifen anderer, spröderer Eigenschaft in diesem Bereich extrudiert werden unter gleichzeitiger Verschweißung mit den seitlich angrenzenden Materialbereichen aus dem anderen, ganz überwiegend zur Herstellung der Distanzplatte genutzten Kunststoff (Polypropylen).
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Die Dicke einer solchen Distanzplatte, hinsichtlich der Kunststoffwandung selbst liegt bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 4 mm, wobei auch sämtliche Zwischenwerte, insbesondere in 1/10 mm-Schritten, einerseits zur Eingrenzung der genannten Bereichsgrenzen von unten und/oder oben, andererseits aber auch im Hinblick auf die Offenbarung einzelner Absolutwerte der Dicke, hiermit in die Offenbarung einbezogen sind. Durch die Profilierung erhält die Distanzplatte bevorzugt eine Dicke im Bereich von dem 2-Fachen bis 10-Fachen, gegebenenfalls auch mehr bis zum 30- oder 50-Fachen, der genannten Wandstärke des Materials. Auch diesbezüglich sind hinsichtlich der angegebenen Bereichsgrenzen wiederum alle Zwischenwerte, insbesondere in 1/10-Wandstärkenschritten, sowohl zur Eingrenzung der Bereichsgrenzen von oben und/oder unten wie auch zur Offenbarung einzelner Absolutwerte, hiermit in die Offenbarung der Anmeldung einbezogen.
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Hinsichtlich derartiger Distanzplatten ergibt sich auch oft das Erfordernis, diese in Nebeneinanderanordnung in einer Batteriezelle einzusetzen. Die Profilierung einer solchen Distanzplatte weist, ausgehend von einer Auflageebene der Distanzplatte, im Querschnitt Abschnitte auf, die unmittelbar auf der Auflageebene aufliegen und weitere Abschnitte, die demgegenüber profiliert sind, also von der Auflageebene weggerichtet ausgeformt sind. Die Distanzplatte kann nun einerseits in einem Auflageabschnitt lippenartig auslaufen oder in einem profilierten Abschnitt im Bereich abgetrennt sein. Bezüglich des lippenartigen Auslaufens, aber auch einer Abtrennung im Bereich einer Profilierung, kann es zu einer Übereinanderschiebung kommen, was nicht in jedem Einzelfall erwünscht ist. Auch kann es zu Eindrückungen der Profilierung kommen, was kein vorteilhaftes gerades Anliegen der Distanzplatten ermöglicht.
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Ausgehend von dem genannten Stand der Technik stellt sich insoweit der Erfindung auch die Aufgabe, eine Distanzplatte anzugeben, die eine vorteilhafte Nebeneinanderanordnung, insbesondere im Einbauzustand, ermöglicht.
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Eine mögliche Lösung dieser Aufgabe ist nach einem insoweit ersten Erfindungsgedanken durch die Merkmale des Anspruches 4 gegeben. Hierbei ist darauf abgestellt, dass bezogen auf einen quer zu den Profilierungen verlaufenden Querschnitt randseitig, hinsichtlich des von einer Profilierung umfassten Profilhohlraums bodenseitig, des Hohlraums eine lippenartige Ausformung ausgebildet ist, die endseitig eine Abwinklung zur Deckenseite des Hohlraums aufweist. Die Distanzplatte ist entsprechend mit einer Anlagekante ausgebildet. Da die Distanzplatten bevorzugt an beiden Randkanten so ausgebildet sind, stoßen in Nebeneinanderlage solcher Distanzplatten die lippenartigen Ausformungen gegeneinander. Sie ermöglichen eine stabile Gegeneinanderlage und verhindern ein Übereinandergleiten in diesem Anlagebereich.
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Dies Maßnahme kann auch kombiniert mit den eingangs beschriebenen Maßnahmen hinsichtlich der Brechbarkeit vorgesehen sein. Beispielsweise auch in dem Sinne, dass eine Zone spröderen Materials und/oder eine Einkerbung unmittelbar benachbart zu einem bei der integralen Platte zwischen den Randkanten in einem Profilbereich insoweit vorgesehenen Materialsteg, der nach Abbrechen die lippenartige Randkante ergibt, vorgesehen ist. Im Weiteren ist aber diese lippenartige Ausformung auch bei derartigen Sollbruchstellen vorteilhaft, die in der beschriebenen Weise in der Profilierung selbst vorgesehen sind. Die lippenartige Ausformung trägt zur Versteifung der Randkante bei und ermöglich somit eine leichtere Handhabung beim Brechen.
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Weitere Ausgestaltungen diesbezüglich sind nachstehend oftmals in ihrer bevorzugten Zuordnung zu den bereits vorangestellt erläuterten Anspruchskonzepten beschrieben, sie können aber auch in einer Zuordnung zu nur einem oder mehreren einzelnen Merkmalen, die hier beschrieben sind, insbesondere der bereits abgehandelten Ansprüche und/oder eines dieser Ansprüche oder unabhängig oder in einem anderen Gesamtkonzept von Bedeutung sein.
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So ist weiterhin bevorzugt, dass die Abwinklung bis zu einem Drittel der Gesamthöhe einer Profilierung beträgt. Auch diesbezüglich sind alle Zwischenwerte, insbesondere in 1/20 der Gesamthöhe-Schritten, in die Offenbarung einbezogen. Sowohl zur Einschränkung des damit beschriebenen Höhenbereiches wie auch zum Herausgreifen eine konkreten Höhenverhältnisses.
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Wenn einerseits bei bestimmten Ausgestaltungen von Batteriezellen es erwünscht ist, eine Verkleinerung von Distanzplatten vorzunehmen, sind genauso Ausbildungen von Batteriezellen gegeben, bei welchen Standardgrößen von Distanzplatten nicht ausreichen. Hier besteht der Wunsch, größere Distanzplatten zu erhalten.
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Ausgehend von dem insofern vorbeschriebenen Stand der Technik stellt sich die Erfindung auch die Aufgabe, eine Distanzplatte anzugeben, die möglichst groß ausgebildet ist.
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Eine mögliche Lösung dieser Aufgabe ist nach einem weiteren Erfindungsgedanken durch den Gegenstand des Anspruches 7 gegeben, wobei darauf abgestellt ist, dass die Distanzplatten aus quer zur Profilierungslängsrichtung miteinander verschweißten Einzel-Distanzplatten zusammengesetzt sind. Es ist nicht erforderlich, für jede (Über-)Größe, eine einzelne besondere integrale Distanzplatte zu produzieren. Vielmehr ist es auch möglich, insoweit mehrere Einzel-Distanzplatten materialschlüssig miteinander zu verbinden.
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Dieser materialschlüssige Verbund durch Verschweißen kann aber auch kombiniert vorgesehen sein im Hinblick auf die eingangs zunächst erläuterte Ausführungsform der abbrechbaren Distanzplatten. Insofern kann eine Distanzplatte auch üblicher Größe aus nochmals kleineren Einzel-Distanzplatten zusammengesetzt, nämlich verschweißt sein, wobei im Bereich der Schweißpunkte oder durch entsprechender Distanz der Schweißpunkte zueinander die erforderliche Sprödigkeit und/oder Abbrechbarkeit wegen nur geringen Materialverbundes erreicht sein kann. Genauso kann eine übergroße Distanzplatte so bei Bedarf auch in Teilgrößen brechbar ausgebildet sein.
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Weitere Merkmale sind diesbezüglich, insbesondere hinsichtlich der Verschweißung, nachstehend erläutert, sie können aber auch einzeln von Bedeutung sein.
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So ist es bevorzugt, dass die Verschweißung mittels voneinander distanzierter Verschweißungspunkte durchgeführt ist. Zwischen den Verschweißungspunkten liegen die Distanzplatten, gegebenenfalls unter Belassung eines sehr geringen Spaltes, lediglich bevorzugt aneinander an. Dies weiter bevorzugt in Nebeneinanderlage. Sie können aber auch in Übereinanderlage insofern aneinander anliegen.
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Bevorzugt ist auch, dass die Verschweißung zweier Einzel-Distanzplatten, bei Verschweißung in Nebeneinanderlage, im Bereich zweier mit ihren Abwinklungen aneinanderliegenden Randkanten der Einzel-Distanzplatten durchgeführt ist. Hinsichtlich dieser Abwinklungen der Randkanten wird auf die zuvor beschriebene Ausgestaltung der Abwinklung zum Zwecke der Nebeneinanderlage als solches auch Bezug genommen.
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Weiter ist auch bevorzugt, dass die Schweißpunkte im Bereich von 1/3 bis zum 20-Fachen der Höhe der Profilierung in Profillängsrichtung voneinander distanziert sind. Auch diesbezüglich sind sämtliche Zwischenwerte, insbesondere in 1/10-Schritten, in die Offenbarung in vorliegende Anmeldung einbezogen. Wiederum sowohl im Hinblick auf eine Eingrenzung des Bereiches (von oben und/oder unten) wie auch zur Offenbarung von konkreten Einzel-Verhältnismaßen.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Distanzplatten in Übereinanderlage verschweißt sind. Durch die Verschweißung in Übereinanderlage lässt sich vornehmlich nicht eine in Breitenerstreckung, also quer zur Profilierungsrichtung größere Distanzplatte erreichen, sondern vielmehr eine Distanzplatte die in Profilierungsrichtung größer, d. h. dicker ist. So kann eine Distanzplatte auch in einfacher Weise an größere zu überbrückende Zwischenräume, hinsichtlich der Spaltbreite, angepasst werden.
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Insbesondere ist in diesem Zusammenhang bevorzugt, dass die Verschweißung im Hinblick auf die Profilierung bei einer in diesem Zusammenhang verschweißten Einzel-Distanzplatte in einem Bodenbereich der Profilierung und bei der anderen in diesem Zusammenhang verschweißten Einzel-Distanzplatte im Höhenbereich der Profilierung durchgeführt ist.
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Nachstehend ist die Erfindung des Weiteren anhand der beigefügten Zeichnung erläutert, die aber lediglich Ausführungsbeispiele darstellt. Hierbei zeigt.
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1 in perspektivischer Darstellung eine Distanzplatte mit einer Randabwinklung und einem Soll-Brechbereich;
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2 eine Darstellung zur Verschweißung von zwei Einzel-Distanzplatten im Randbereich;
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3 eine Darstellung eines Schweißpunktes;
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4 eine Querschnittsdarstellung zweier zur Erzielung einer größeren Dicke übereinander schweißverbundenen Einzel-Distanzplatten.
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Dargestellt und beschrieben sind Distanzplatten 1 bzw. Einzel-Distanzplatten 2, 3.
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Eine Distanzplatte 1 setzt sich aus mehreren Profilabschnitten a, b zusammen, die jeweils durch einen Verbindungsabschnitt c miteinander verbunden sind. Eine derartige Distanzplatte 1 ist bevorzugt integral ausgebildet, nämlich im Kunststoffextrusionsverfahren hergestellt.
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In einem Profilabschnitt b ist eine Schwächungszone d ausgebildet, die sich über die Länge der Profilierung durchgehend erstreckt. Diese Schwächungszone ist beim Ausführungsbeispiel einerseits durch gegenüber dem benachbarten Material spröderes Material gebildet. Andererseits durch eine Einkerbung 4. Die Einkerbung ist bezogen auf den Profilhohlraum 5 außenseitig vorgenommen.
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Eine derartige Distanzplatte kann beispielsweise aus Polypropylen hergestellt sein.
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Hinsichtlich einer solchen Distanzplatte 1 ist der genannte Bereich spröderer Ausbildung nicht an jedem Profilierungsabschnitt b vorgesehen. Wie sich schon aus der Darstellung ergibt, gibt es daneben Profilierungsabschnitte a, die über keine Einkerbung und/oder Versprödung in diesem Bereich verfügen. Typische Abmessungen einer solchen Distanzplatte 1 im Hinblick auf eine Breite B kann beispielsweise ein Meter sein. Es kann sich aber auch um eine Breite von 50 cm bis 2 m beispielsweise handeln. Auch diesbezüglich sind alle Zwischenwerte, einerseits zur Bereichseingrenzung von unten und/oder oben und andererseits zur Darstellung einzelner Absolutmaße aus diesem Bereich, insbesondere in 1 cm-Schritten, in die Offenbarung hiermit mit einbezogen. Es ist bevorzugt, ausgehend von einem ersten Randbereich 6 der Distanzplatte 1 einen ersten Profilabschnitt b, der also eine Versprödung und/oder Einkerbung wie beschrieben aufweist, erst in einem Abstand von 1/10 bis zur Hälfte der Breite B, wobei auch hier wiederum alle Zwischenwerte, insbesondere in 1/10-Schritten, in der beschriebenen Weise zur Eingrenzung bzw. zur Herausnahme von Absolutwerten, in die Offenbarung einbezogen sind, vorzusehen. Danach, in weiterer Richtung zu dem zweiten Randbereich 7, kann die Zone der Versprödung und/oder Einkerbung auch in kürzeren Abständen vorgesehen sein. Beispielsweise in Schritten von 1/20 der Breite B.
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Eine solche Distanzplatte 1 lässt sich dann in der gewünschten Weise an geeigneten Stellen in Profillängsrichtung beim Einbau abbrechen und so die Distanzplatte an das gewünschte Maß anpassen.
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Ein Randbereich 6 bzw. 7 ist weiter dadurch gekennzeichnet, dass er eine Abwinklung 8 aufweist. Die Abwinklung 8 erstreckt sich ausgehend von einem Bodenbereich 9 des Profils, der also auf einer Auflagefläche 10 zur Auflage kommen kann, nach oben, d. h. in Richtung der Ausformung der Profilierung. Diese Abwinklung 8 ist rechtwinklig zu einem Bodenbereich 9 vorgenommen. Somit ergibt sich außenseitig der Abwinklung 8 eine Anlagefläche 11, an der zwei Einzel-Distanzplatten 2, 3, siehe hierzu etwa 2, in geeigneter Weise zur Anlage kommen können.
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In Bezug auf die 2 und 3 ist weiter erläutert, dass zwei Einzeldistanzplatten 2, 3 auch zur Herstellung einer Distanzplatte mit einer größeren Breite B miteinander verschweißt werden können. Und zwar bevorzugt im Bereich der genannten Abwinklungen 8. Hierzu kann mittels einem Schweißstempel 12 von oben auf die Distanzplatten 2, 3 im Bereich der Aneinanderliegenden Abwinklungen 8 gefahren werden. Bevorzugt weist ein solcher Schweißstempel 12 eine untere konkave Beaufschlagungsfläche 13 auf. Die Breite des Schweißstempels 12, der bevorzugt einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, ist hierbei an die zusammengefasste Breite der Abwinklungen 8 der aneinanderliegenden Einzel-Distanzplatten 2, 3 bevorzugt angepasst. Der Schweißstempel 12 ist auf eine entsprechende Schweißtemperatur erhitzt. Beim Niederfahren erbringt er somit einen Schweißpunkt 14, wie er in 3 dargestellt ist.
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Ergänzend oder alternativ können derartige Einzeldistanzplatten 2, 3 auch in der Weise miteinander verschweißt werden, wie dies schematisch in 4 dargestellt ist. Hierbei sind die Einzel-Distanzplatten 2, 3 im Bereich zweier Niederbereiche des Profils durch Schweißpunkte 15 miteinander verschweißt. Die Verschweißung kann hier durch Gegeneinanderfahren zweier Schweißstempel von unten und oben gegen die jeweilige Einzel-Distanzplatte 2 bzw. 3 erreicht werden. Im Gegensatz zu dem in Bezug auf 2 beschriebenen Schweißstempel kann bei dieser Verschweißung der Schweißstempel auch eine ebenflächige untere Fläche aufweisen. Durch das Gegeneinanderfahren der Schweißstempel werden die Platten in diesem Bereich durchgehend auf Schweißtemperatur erwärmt, so dass sich auch hierbei eine punktförmige Verschweißung ergibt.
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Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren in ihrer fakultativ nebengeordneten Fassung eigenständige erfinderische Weiterbildung des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008037040 [0002]
- DE 102008037039 [0002]
- DE 202004020604 [0002]
