DE202009008503U1

DE202009008503U1 - Batteriegehäuse

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Publication number: DE202009008503U1
Application number: DE202009008503U
Authority: DE
Original assignee: HAGEMANN SYSTEMS GmbH; HAGEMANN-SYSTEMS GmbH
Current assignee: HAGEMANN SYSTEMS GmbH; HAGEMANN-SYSTEMS GmbH
Priority date: 2009-06-17
Filing date: 2009-06-17
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2019-06-18

Abstract

In Form eines Troges ausgebildetes Batteriegehäuse (1), zur Aufnahme einzelner Batteriezellen, in welchen einzelnen Batteriezellen Elektrodenplatten aufgenommen sind, wobei das Batteriegehäuse (1) aus einem Kunststoffteil besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse (1) über seine Höhe gestuft ausgebildet ist, wobei bezogen auf eine Gesamtbreite eine Stufenvergrößerung 5% oder weniger beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein in Form eines Troges ausgebildetes Batteriegehäuse, zur Aufnahme einzelner Batteriezellen, in welchen Batteriezellen Elektrodenplatten aufgenommen sind, wobei der Trog aus einem Kunststoffteil besteht.
Derartige Batterietröge sind bereits bekannt. Üblicherweise werden sie aus einem Metallwerkstoff hergestellt. Durch die DE 20 2005 010 708 U1 ist aber auch bereits ein aus einem schaumartigen Kunststoff hergestellter Batterietrog bekannt.
Solche Batterietröge müssen relativ große Kräfte aufnehmen. Dies durch die Füllung mit einzelnen Batteriezellen. Aber auch im Hinblick auf die Elektrolyte-Füllung.
Ausgehend von dem vorbeschriebenen Stand der Technik stellt sich der Erfindung die Aufgabe, einen als Kunststoffteil ausgebildeten Batterietrog anzugeben, der im Hinblick auf die aufzunehmenden Kräfte vorteilhaft gestaltet ist.
Eine mögliche Lösung dieser Aufgabe ist nach einem ersten Erfindungsgedanken durch den Gegenstand des Anspruches 1 gegeben, wobei darauf abgestellt ist, dass der Trog über seine Höhe gestuft ausgebildet ist, wobei bezogen auf eine Gesamtbreite eine Stufenvergrößerung 5% oder weniger beträgt. Hierbei ist als Gesamtbreite die Breite unterhalb der (jeweiligen) Stufenvergrößerung angesprochen. Diese gestufte Ausbildung schafft im Bereich der Stufen verstärkte Abschnitte, die eine günstige stabile Gestaltung ermöglichen. Zudem eröffnet sich der wesentliche Vorteil, dass so hergestellte Batterietröge ineinander stapelbar sind. Dies hat erhebliche Bedeutung für den Transport und die Lagerung hergestellter Batterietröge vor der Zusammensetzung zu einer Batte rie mit einzelnen Batteriezellen. Die Erweiterung bzw. Stufenvergrößerung liegt bevorzugt in einem Bereich, welcher dem 1- bis 5-Fachen der Wandstärke des von unten in die Stufe mündenden Wandungsabschnittes entspricht oder diese unterschreitet. Jedenfalls ist bevorzugt, dass der Versatz der Wandungsabschnitte durch eine Stufe im Hinblick auf eine Vergrößerung einer Innenabmessung zwischen zwei parallel verlaufenden Wandungsabschnitten gering ist. Weiter bevorzugt beträgt die Stufenvergrößerung weniger als 2%, wobei eine untere Grenze etwa bei 0,2% gegeben ist. Bei darüber hinaus bevorzugter rechteckiger Gestaltung des Troges im Grundriss ist das Stufenmaß umlaufend bevorzugt gleich ausgebildet. Die genannten 5% oder weniger sind in diesem Fall auf das größte Breitenmaß bezogen.
Weitere Merkmale der Erfindung sind nachstehend, auch in der Figurenbeschreibung, oftmals in ihrer bevorzugten Zuordnung zu dem bereits erläuterten Anspruchskonzept beschrieben, sie können aber auch in einer Zuordnung zu nur einem oder mehreren einzelnen Merkmalen dieses Anspruchskonzeptes oder unabhängig oder in einem anderen Gesamtkonzept von Bedeutung sein.
So ist es beispielsweise bevorzugt, dass der Trog über die Höhe mehr als eine Stufe aufweist. Beispielsweise haben sich zwei Stufen, die zu drei hinsichtlich der Abmessungen unterschiedlichen Bereichen führen, als vorteilhaft erwiesen. Die Stufen sind bezüglich einer Horizontalebene, parallel zu einem Boden des Troges, umlaufend ausgebildet. Es handelt sich jeweils um Erweiterungsstufen.
Die Wandungsabschnitte können über die Höhe in den einzelnen Stufen unterschiedliche Dicke aufweisen. Sie können aber auch über die Höhe eine gleiche Dicke aufweisen. Bei unterschiedlicher Dicke über die Höhe ist darüber hinaus bevorzugt, dass die Wandstärke oberhalb einer Stufe (jeweils) geringer ist als unterhalb der Stufe.
Darüber hinaus ist bevorzugt, dass vertikal nach außen ragende Rippen an den Wandungen des Troges ausgebildet sind. Das Überstandsmaß einer solchen Rippe befindet sich hierbei auch bevorzugt im Bereich der Wandstärke der Trogwandung oder ist geringer als diese Wandstärke. Eine realistische Wandstärke liegt beispielsweise im Bereich von 3 mm. Die Rippen können im Bereich einer Stufe von unten in einen nach außen ragenden Stufen-Überstand einlaufen und in oder oberhalb der Stufe erneut beginnen. So ergibt sich auch im Bereich der Stufe ein stufenartiger Rippenversatz.
Weiterhin ist bevorzugt, dass der Trog in einem Wandungsabschnitt, weiter bevorzugt zwei gegenüberliegenden Wandungsabschnitten, eine Handhabungsausformung aufweist. Etwa um mittels eines Hebezeuges den insbesondere gefüllten Trog anzuheben. Bei rechteckiger Gestaltung des Troges sind die Handhabungsausformungen darüber hinaus bevorzugt jedenfalls in den Schmalseiten vorgesehen.
Insbesondere ist in diesem Zusammenhang auch bevorzugt, dass ein solcher Handhabungsbereich durch ein Zusatzteil verstärkt ist. Bei spritztechnischer Herstellung des Troges kann dieses Zusatzteil vorteilhaft als Einlegeteil ausgebildet sein.
Im Übrigen ist das Zusatzteil vorteilhaft ein Metallteil. Es kann insbesondere Sicken aufweisen. Besonders bevorzugt sind hierbei sich quer zur Höhenerstreckung des Troges erstreckende Sicken.
Die Handhabungsausformung selbst kann beispielsweise kreisförmig sein. Sie kann in dem obersten Stufenabschnitt des Troges vorgesehen sein. Das Einlegeteil kann entsprechend als diese Handhabungsausformung zumindest oberseitig umgebendes Metallteil, was an die Ausnehmung (Durchgangsöffnung) angepasst gestaltet ist, vorgesehen sein. Durch die genannten Sicken ergibt sich insbesondere eine vorteilhafte Verankerung in dem Kunststoff. Auch wird die Kraft auf größere Bereiche umgeleitet.
Herstellungsmäßig kann das Kunststoffteil als Kunststoffspritzteil ausgebildet sein. Weiter bevorzugt in diesem Zusammenhang als spritzgeschäumtes Kunststoffteil. Darüber hinaus kann das Kunststoffteil aber auch als Tiefziehteil ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang, dass das Kunststoffteil aus zwei Einzel-Kunststoffteilen zusammengesetzt ist. Diese Einzel-Kunststoffteile können miteinander verschweißt sein. Insbesondere bietet sich dies im Falle eines Tiefziehteiles an. Die Einzel-Kunststoffteile sind weiter bevorzugt grundsätzlich formidentisch, so dass sie aus derselben Form erstellt werden können. „Grundsätzlich” bezieht sich darauf, dass eines der Einzel-Kunststoffteile, oder beide Einzel-Kunststoffteile, nach ihrer Herstellung noch durch gewisse weitere Bearbeitungen, wie etwa Einprägungen, Ausfräsungen oder dgl. verändert werden können, so dass die tatsächlich am zusammengesetzten Bauteil befindlichen Einzel-Kunststoffteile nicht notwendig in diesem Zustand noch formidentisch sein müssen.
Als Werkstoff bietet sich insbesondere Polypropylen, Polyvinylchlorid (PVC) oder ABS an. Insbesondere auch ein faserverstärkter Kunststoff dieser Art.
Nachstehend ist die Erfindung des Weiteren anhand der beigefügten Zeichnung, die jedoch lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellt, erläutert. Hierbei zeigt:
1 eine perspektivische Darstellung des Kunststofftroges für eine Batteriezelle in einer Ansicht von schräg unten;
2 eine Darstellung gemäß 1, in einer Darstellung von schräg oben;
3 eine Draufsicht;
4 einen Schnitt durch den Gegenstand gemäß 1 bzw. 2, geschnitten entlang der Linie IV-IV;
5 eine Seitenansicht mit angedeutetem Einlegeteil;
6 eine Darstellung zweier ineinander gestapelter Batterietröge;
7 einen vergrößerten Querschnitt durch einen Wandungsabschnitt;
8 eine Darstellung gemäß 7, im Bereich einer Stufe.
Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu den 1 und 2 ein Batteriegehäuse 1, das als Trog ausgebildet ist und zur Aufnahme einzelner, hier nicht dargestellter Batteriezellen dient. Diese Batteriezellen können in gleicher Weise Gehäuse aufweisen, die als trogartige Kunststoffgehäuse gebildet sind und entsprechend den hier beschriebenen Gestaltungen geformt sind. Soweit hier von einem Batteriegehäuse gesprochen ist, schließt dies also ohne weiteres auch ein Batteriezellengehäuse ein.
In einer solchen nicht dargestellten Batteriezelle sind beispielsweise einzelne Elektrolytplatten und ein Elektrolyt aufgenommen.
Der Trog ist beim Ausführungsbeispiel aus einem spritzgeschäumten Kunststoffteil gebildet. Weiter ist das Batteriegehäuse 1 über seine Höhe gestuft aus gebildet, weist nämlich zwei Stufen 2, 3 auf. Die Stufen 2, 3 sondern vertikal einzelne Wandungsabschnitte 14, 15 und 16 ab.
Das Batteriegehäuse ist bis auf seine Oberseite geschlossen ausgebildet. Es besteht entsprechend aus einem Boden 4 und Seitenwänden 5, 6 (Stirnwände) bzw. 7, 8.
Die Herstellung ist im Einzelnen so vorgenommen, dass, siehe Detaildarstellung gemäß 7, zwischen zwei massiven äußeren und inneren hautartigen Wandungsbereichen 9, 10 sich schaumartiges Kunststoffmaterial 11 befindet. Entsprechend ergibt sich über den Querschnitt eine unterschiedliche Dichte. Die Dichte ist zwischen den Wandungsbereichen 9, 10 geringer als in den Wandungsbereichen 9, 10. Während die Dichte in einem ungeschäumten Wandungsbereich 9, 10 beispielsweise zwischen 0,5 und 1,5 g/cm³ liegt, liegt sie in der geschäumten Mittelschicht zwischen 0,1 und 0,7 g/cm³. Die Dichte von kompakten Polymerkunststoffen, die verspritzt werden, liegt dagegen etwa bei 1 g/cm³. Es ergibt sich entsprechend ein Sandwichaufbau, der zu hoher Steifigkeit und hoher möglicher Gewichtsaufnahme führt. Im Bereich einer Stufenausbildung, siehe 8, kann sich eine vorteilhafte Verringerung des Zwischenbereiches 11 ergeben. Die Massivbereiche 9 und 10 können auch in einem Stufenbereich zusammenlaufen, was im Einzelnen nicht dargestellt ist, also eine über eine Horizontalebene durchgehend massiv gestalteten Wandungsbereich bilden.
Von Bedeutung ist weiterhin, dass, beim Ausführungsbeispiel kreisförmige Durchbrüche, Handhabungsbereiche 12 in den Trog eingeformt sind. Hier im Bereich des sich an die obere Stufe 3 anschließenden Wandungsabschnittes 14.
Diese Handhabungsbereiche 12 sind von einem Einlegeteil 13 oberseitig umschlossen. Es handelt sich um ein Stahlblechteil. Dieses Stahlblechteil weist darüber hinaus horizontal verlaufende Sicken 17 auf, die zur Verstärkung dienen. Das Stahlblechteil kann insgesamt U-förmig gebildet sein. Die U-Schenkel können die Durchbrüche nach unten überragen. Ein Einlegeteil 13 kann so vorgesehen sein, dass es sich insgesamt oder jedenfalls im Bereich der U-Schenkel in einem Querschnitt nur zwischen den Wandungsbereichen 9, 10 erstreckt. Es kann aber in diese hineinlaufend, oder sich vollständig darin erstreckend, insbesondere im Bereich der Sicken 17, vorgesehen sein.
Im Gegensatz zu den Wandungsabschnitten 15, 16 unterhalb der Stufen 3 und 2 kann der Wandungsabschnitt 14 oberhalb der Stufe 3 bevorzugt auch durchgehend als Massivwandungsbereich ausgebildet sein.
Darüber hinaus ist bevorzugt, wie aus der zeichnerischen Darstellung auch ersichtlich, dass der Wandungsabschnitt 14 oberhalb der Stufe 3 eine deutlich geringere Höhenerstreckung aufweist als die Wandungsabschnitte 15, 16 unterhalb der Stufen 3 bzw. 2. Die Höhenerstreckung des Wandungsabschnittes 14 oberhalb der Stufe 3 entspricht bevorzugt weniger als der Hälfte, weiter bevorzugt weniger als einem Drittel der Höhe des Wandungsabschnittes 15, 16 unterhalb einer Stufe 3 bzw. 2, wobei hiermit auch alle Zwischenwerte, insbesondere in 1/10-Schritten, auch unterhalb des Maßes ein Drittel, in die Offenbarung mit einbezogen sind.
Ein solches Batteriegehäuse kann auch im Tiefziehverfahren hergestellt sein. Hier insbesondere in der Form, was aber auch grundsätzlich für ein im Spritzverfahren hergestelltes Batteriegehäuse gilt, dass es aus zwei oder mehreren formidentischen Einzelteilen zusammengesetzt ist. Die Trennebene kann beispielsweise eine Mittelängsebene des Batteriegehäuses mit rechteckigem Grundriss sein. Ein Kunststoff-Einzelteil umfasst dann sowohl ein Wandungsbereich wie einen Teil-Bodenbereich. Insbesondere im Falle eines Tiefziehteiles können die vorstehend beschriebenen Ausformungen betreffend Handha bungsbereich auch zusätzlich angeschweißt sein, wobei die eigentlichen Durchbrüche beispielsweise dann eingefräst oder eingestanzt sind.
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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 202005010708 U1 [0002]

Claims

In Form eines Troges ausgebildetes Batteriegehäuse (1), zur Aufnahme einzelner Batteriezellen, in welchen einzelnen Batteriezellen Elektrodenplatten aufgenommen sind, wobei das Batteriegehäuse (1) aus einem Kunststoffteil besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse (1) über seine Höhe gestuft ausgebildet ist, wobei bezogen auf eine Gesamtbreite eine Stufenvergrößerung 5% oder weniger beträgt.
Batteriegehäuse nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse (1) über seine Höhe mehr als eine Stufe (2, 3) aufweist.
Batteriegehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse (1) einen rechteckigen Grundriss aufweist.
Batteriegehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse (1) eine in dem Kunststoffteil ausgebildeten Handhabungsbereich (12) aufweist.
Batteriegehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Handhabungsbereich (12) durch ein Zusatzteil (13) verstärkt ist.
Batteriegehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzteil ein Einlegeteil (13) ist.
Batteriegehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzteil ein Metallteil ist.
Batteriegehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzteil Sicken aufweist.
Batteriegehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicken sich quer zur Höhenrichtung des Batteriegehäuses (1) erstrecken.
Batteriegehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass eine Batteriezelle entsprechend dem Batteriegehäuse (1) als Kunststoffteil ausgebildet ist.
Batteriegehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass eine Batteriezelle entsprechend dem Batteriegehäuse (1) über die Höhe gestuft ausgebildet ist.
Batteriegehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse und/oder eine Batteriezelle im Spritzschäumverfahren hergestellt ist.
Batteriegehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse und/oder eine Batteriezelle als Tiefziehteil hergestellt ist.
Batteriegehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tiefziehteil sich aus zwei Einzel-Tiefziehteilen zusammensetzt, die miteinander schweißverbunden sind.
Batteriegehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzel-Tiefziehteils zueinander insoweit formidentisch sind, dass sie in derselben Tiefziehform herstellbar sind.