WO2015104240A2 - Sickenwerkzeug, gehäuseteil für eine elektrochemische zelle und verfahren zur behandlung eines gehäuseteils - Google Patents

Sickenwerkzeug, gehäuseteil für eine elektrochemische zelle und verfahren zur behandlung eines gehäuseteils Download PDF

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Definitions

  • the present application relates to a beading tool for the infiltration of a workpiece, a housing part for a
  • electrochemical cell an electrochemical cell and a method of treating a housing part.
  • a bead in connection with an electrochemical cell is described, for example, in DE 10332093 and US Pat. No. 7,495,889 B2.
  • One problem to be solved is an improved one
  • Beading tool an improved housing part for a
  • electrochemical cell and means for the treatment and / or production of an improved housing part and / or an electrochemical cell.
  • a proposed beading tool for the infiltration of a workpiece.
  • the beading tool has a contact surface adapted to interact with the workpiece, the contact surface having a plurality of local, distinct elevations.
  • the contact surface is preferably formed such that during the said interaction or trickle of the workpiece a recess or bead, so a groove-shaped depression in the workpiece, forms or defined.
  • the workpiece is for example a housing or housing part of an electrochemical cell.
  • the tool is made of a deformable material
  • a metal for example, a metal.
  • the elevations are preferably arranged and designed to form depressions therein during the infiltration of the workpiece, for example in the aforementioned bead, which substantially correspond in shape and size to the elevations of the contact surface of the beading tool.
  • the distance of a first survey of the contact surface to a survey arranged closest to this differs from the distance of a second survey to a survey arranged closest to this.
  • the elevations of the contact surface may have different distances from each other. In this way, it may be possible to irregularly generate a bead in the workpiece.
  • the beading tool may be suitable for producing a plurality of depressions which are directed in divergent directions. This can do that
  • Material of the workpiece are deformed such that
  • Beads serve in a housing part, for example an electrochemical cell, such as an electrolytic capacitor, preferably the radial strain, for example a capacitor winding relative to the housing or housing part.
  • the capacitor winding can preferably be from several sides, for example axially and radially,
  • a housing part for an electrochemical cell for example a housing.
  • the housing part defines a cavity and has at least one indentation, wherein in the
  • the indentation is preferably a bead.
  • the housing part has preferably been spiked or treated by means of the beading tool as described above.
  • the housing part is cup-shaped with an open and one, for example, with a lid
  • Wells are preferably delimited from each other.
  • housing part in particular during the manufacture or assembly of an electrochemical cell, such as an electrolytic capacitor, a housing part so connected to an electrode stack or fixed relative to this, that the electrochemical cell can withstand a particularly high vibration load and / or shock load without being damaged , In particular, through the
  • Housing be particularly efficiently prevented, so that also internal electrical contact interruptions or damage in the electrochemical cell, especially in automotive applications of the electrochemical cell, can be prevented.
  • the indentation extends over the entire circumference of the housing
  • the indentation is no upset bead.
  • compression bead reference is made to DE 10332093.
  • a dimension of the elevations is smaller than a width of the
  • a surface of the above-mentioned bead or indentation for example with respect to a recess with a smooth surface and without the elevations according to the invention, can be made particularly large. Due to the multitude of local ones
  • delimited recesses in the indentation of the housing part can be advantageous deformations of the housing part
  • the housing part such as a length of the housing part, not or only very slightly influenced or increased.
  • Dimensions of the housing part such as a length of the housing part, not or only very slightly influenced or increased.
  • a springback for example a wall of the housing part when removing the
  • Beading tool can be prevented.
  • Material deformation or material displacement preferably not to the bead edge but also significantly within the bead itself, so that a dilution of the bead, in particular at the bead edge is partially counteracted. In this way, advantageously less influence on external dimensions, such as the length of the housing part.
  • the elevations have land areas with an area between 0.1 mm 2 and 1 mm 2 .
  • each has
  • the distance between adjacent elevations is greater than
  • the elevations are randomly distributed and / or arranged irregularly.
  • Beading tool and the housing part can be prevented.
  • the individual elevations have different diameters
  • the beading tool is a bead wheel or a bead roller. This embodiment allows a particularly expedient
  • the beading tool can be designed to interact on one side from the outside with the workpiece. On one side may mean in this context that the beading tool
  • the beading tool acts only on one side of the workpiece, without causing a counter element to the beading tool from the opposite side acts on the workpiece.
  • the directional designation "from the outside" in this context may mean that the beading tool acts on the workpiece from outside, for example, the workpiece may define a major axis, wherein the beading tool acts on the workpiece in a direction directed toward the major axis define, wherein the beading tool in an executed to the cavity
  • Workpiece can cause springback and elastic deformation after the actual deformation of the workpiece by the
  • Beading tool come. If, on the other hand, a recess is formed by a bead wheel and a corresponding mating gear, the elastic portion of the deformation is substantially lower.
  • Elevations with mutually different distances can make it possible to achieve a one-sided deformation of a workpiece with a low elastic component. In this way it can be made possible, for example, that
  • this has a main axis, wherein the indentation is a first indentation and wherein the housing part has a second indentation axially offset from the first indentation.
  • the second indentation is preferably of the same type as the first indentation.
  • a further aspect of the present application relates to an electrochemical cell comprising the housing part, wherein an electrode stack is arranged in the housing part or
  • the electrochemical cell is housed, and wherein the at least one indentation fixes the electrode stack relative to the housing part.
  • this is according to an electrolytic capacitor
  • the electrode stack is a capacitor winding comprising electrode foils and an electrolyte in contact with the electrode foils.
  • the electrolytic capacitor is an aluminum electrolytic capacitor comprising an anode of aluminum or mainly aluminum.
  • Another aspect of the present application relates to a method of treating a housing part.
  • the method comprises providing a housing part and a
  • the housing part may expediently be formed with the plurality of local depressions, so that the abovementioned advantages for the housing part and / or the electrochemical cell can be utilized.
  • the recesses of the housing part are preferably caused by the elevations of the beading tool.
  • Machining step by means of a coarse beading tool embossed a contour of the bead and / or the recesses in the housing part.
  • a coarse beading tool embossed a contour of the bead and / or the recesses in the housing part.
  • Beading tool defining recesses.
  • contour of the bead preferably refers to a bead having only contours of the recesses, said contours being defined by said bead
  • Beading tool can be defined according to their intended final form.
  • the term “contour” may refer to a smooth surface of the bead.
  • the method is a method for producing a
  • Housing part is expediently still a
  • a bead wheel or beading tool added is and in which this is fixed relative to the housing part and / or the electrochemical cell.
  • the housing part Prior to the treatment of the housing part or before providing the housing part with the bead or indentation according to the invention, including the plurality of local recesses, the housing part can in a previous
  • the beading tool can act on the housing part on one side from the outside during the production of the bead.
  • the electrochemical cell described above is preferably treated by the method described herein,
  • FIG. 2A schematically indicates a seepage of a housing part of an electrochemical cell.
  • FIG. 2B schematically shows a deformation of a
  • FIG. 3 shows schematically a bead wheel according to the invention.
  • FIG. 4 indicates a deformation according to the invention
  • FIGS. 5A to 5F schematically illustrate a
  • FIG. 1A shows a conventional electrochemical cell 100.
  • the electrochemical cell 100 is preferably an electrolytic capacitor, for example an aluminum electrolytic capacitor.
  • the electrochemical cell 100 has a major axis X. Along the main axis, the electrochemical cell has the length L.
  • the electrochemical cell 100 further comprises a housing or housing part 10.
  • the electrochemical cell 100 has an electrode stack 20.
  • the electrode stack can be
  • the electrode stack 20 has
  • the electrode stack 20 or the electrochemical cell 100 expediently an electrolyte (not explicitly shown) on.
  • the electrochemical cell 100 has a smooth housing wall or surface without indentations.
  • the electrode stack 20 can move with sufficient impact or vibration loads relative to the housing part 10, at the same time the function of
  • electrochemical cell can be affected.
  • the housing part 10 is encased or has a bead or indentation 6.
  • the indentation 6 preferably runs along the entire circumference of the housing part 10.
  • the indentation 6 can be arranged circumferentially around the housing part 10.
  • the housing part 10 can be fixed relative to the electrode stack 20 or clamped axially.
  • the electrode stack 20 can preferably be held or clamped in several directions, for example axially and radially (as indicated by the double arrows in FIG. 1B).
  • the electrode stack is held from all sides and / or in particular axially and radially clamped or fixed.
  • a part of a beading tool 1 is indicated in a side view, wherein the beading tool 1 interacts with a housing part 10 of an electrochemical cell (see FIGS. 1A to 1C) during a conventional filling.
  • Sick wheel has a contact surface 2.
  • the figure 2A preferably shows a side ⁇ or cross-sectional view of the components mentioned.
  • the curved arrows indicate in FIG. 2A that, in the case of the through-filling shown, either the housing part 10 or the beading tool or both parts are rotated and / or driven after they have been brought into mechanical contact with one another.
  • the housing part 10 is in a
  • the large arrow pointing to the left in the contact area KB indicates a direction of movement BR of the beading tool 1 (compare FIG. 2A) on the housing part 10.
  • the small arrows pointing from an interior of the contact area KB on the left side thereof to an edge of the contact area KB indicate a material displacement or plastic deformation of the material of the housing part 10 (see FIG. 2A).
  • the housing part and the electrode stack 20 preferably deform both irreversibly (plastically) and reversibly (elastically). After the beading or after the housing part 10 is no longer in mechanical contact with the beading tool 1 and / or exerts a force on this, the housing part 10 or a wall thereof springs back and a retaining diameter, d. H . an inner diameter of the housing part 10 in the recess is larger, z. B. from 22.2 mm while embroidering to 22.6 mm behind.
  • Electrode stack 20 (see above) and the housing part 10 are smaller, so that the electrochemical cell 100, for example, during a vibration load or
  • Acceleration "only” to about 30 g can be stable.
  • Beading tool 1 interacts thinner (material displacement) with the result that it also becomes longer (compare length L in FIGS. 1A to 1C). After several turns while sifting can
  • FIG. 3 shows schematically a representation of a
  • the beading tool 1 may be a bead wheel or a bead roll.
  • the beading tool 1 has a
  • the contact surface 2 is preferably formed with a workpiece, for example a
  • the contact surface 2 may be arranged circumferentially around the beading tool 1, for example circumferentially.
  • the contact surface 2 has a plurality of elevations 4. The elevations 4 are local and from each other
  • the elevations 4 can from a margin (not explicitly indicated) of the contact surface 2 are spaced. Furthermore, the surveys each show
  • the elevation surfaces 8 preferably represent surfaces of the elevations perpendicular to the elevation direction.
  • the elevation surfaces 8 have
  • the elevations 4 are further randomly distributed and / or arranged irregularly.
  • FIG. 4 schematically indicates a deformation of the housing part 10 according to a trickle according to the invention.
  • Housing part 10 is not as a whole, but only in the form of certain areas (see reference numeral 10 in Figure 3)
  • the indentation 6 is indicated by the horizontal lines. Due to the configuration of the elevations 4 is a deformation or displacement of the material of the housing part 10, which without the surveys mainly to the edge of the recess 6 out, ie in
  • the deformation of the housing part is not achieved by a large force surface or pinch surface, but by the many, small elevation surfaces 8 (see Figure 3). This will change the outer dimensions of the
  • Indentation according to the invention may require more revolutions with the beading tool to complete the indentation
  • Recesses expedient to impress in the housing part.
  • FIGS. 5A to 5F illustrate the treatment according to the invention of a housing part 10 of an electrochemical cell 100 as described above, in particular the infiltration of the
  • Housing part for example, during the manufacture of the electrochemical cell to. It can be seen in each case a contour of the housing part 10, which during the process for the infiltration of the housing part 10 or the inventive Provision of the housing part with a bead or indentation 6 is formed.
  • Electrode stack (see Figure 1A to IC) for better
  • the housing part 10 is merely a conventional one
  • Dent 6 has been provided with a smooth surface (see also Figures 1A to IC). According to the shape of the bead 6, one has to be on the left side of each
  • Housing part 10 or the contour of an exterior of the
  • Each contour indicates the position of the housing part 10 during the treatment process or during the infiltration. This line or contour becomes a minimal one
  • Diameter of the housing part 10 or the contour defines, whereas the solid line indicates a springback and / or a holding diameter (see above). This also applies to the other figures.
  • Recesses 5 preferably correspond substantially to the size and shape of the elevations 4 of the used
  • Holding diameter is preferably (without an explicit
  • FIGS. 5B to 5F preferably depict snapshots of a percolation according to the invention, the housing part 10 - possibly being deformed by several revolutions of the bead wheel on the housing part 10 - and thereby being provided with more and more depressions 5.
  • Indentation 6 is correspondingly enlarged in FIG. 5F-in contrast to FIG. 5A-so that a plastic deformation of the material of the housing part 10, in particular at the edge of the indentation 6 in the state of the housing part from FIG. 5F, can be prevented in a significant manner.
  • the holding diameter can be 22.6 mm. That is, the retention diameter has been at the top
  • Housing part 10 is hereby preferably or usually by about 0, 2 mm longer.
  • a retention diameter of 22.4 mm can preferably be measured. That is, the retention diameter has only increased by 0, 2 mm in the relaxation.
  • the corresponding housing part can be reworked again with a conventional or standard bead wheel, so that smaller elevations are pressed in.
  • the housing part according to the invention can also be provided with a double bead, i.e. two axially offset indentations, without, as mentioned above, an axial bearing
  • the housing parts can according to the invention by less than 0, 1 mm
  • the holding diameter can be 22.4 mm here as in the above example.
  • Beading tool continues to be deburred to better Results and / or a more uniform infiltration
  • the inner volume of the housing part can be used more efficiently, because no minimum depth for achieving a plastic deformation must be achieved. Furthermore, the mechanical stability of the electrochemical cell in the longitudinal direction is maintained, for example, in contrast to the compression bead.
  • the indentation can ultimately penetrate deeper into the roll, because the risk of damage from the bead depth (see minimum diameter above) during the
  • the bead according to the invention may penetrate deeper into the electrode stack. If the bead depth is set too low, so that, for example, counteract forces from the electrode stack, the bead surface can be relatively smooth after several rounds. But that's it
  • Beading tool or bead wheel set too low then act very high forces between electrode stack and
  • the bead surface contains information about the forces exerted by the electrode stack and thus gives one Indicates whether the bead depth was or is correctly set.
  • the bead depth is controlled so that even with varying diameters of the electrode stack always the optimal
  • Electrode stack 20 (see Figures 1A to 1C) inserted into the housing part 10, so that, during the Aufickung, the electrode stack is fixed to the housing part 10.
  • the method step from FIG. 5A (bead 6 with a smooth surface) may already be carried out without the electrode stack being inserted into the housing part 10.
  • Cells are provided with a lot of number of beads or indentations according to the invention.
  • the presented beads can be combined with upset beads.
  • several corrugations have the advantage of better thermal coupling between the electrode stack and the housing part, whereby the alternating current-carrying capacity can also advantageously be increased, in particular in combination with one
  • the effective for the high heat conduction layer of the heat sink is preferably made of aluminum (AI).
  • This layer can also be made of an electrically insulating material with good
  • Heat conduction properties may be formed.
  • Composite material preferably an aluminum adhesive tape can z. B. be present as a band having a carrier layer of Al (Al foil) and a deposited thereon
  • Adhesive layer has.
  • an AI band existing planteoabieiter sections, z. B. at least one end of the band with a
  • An aluminum adhesive tape for example, with a total thickness of 40 to 60
  • Adhesive layer is z. B. 10 to 50% of the total thickness of the aluminum adhesive tape.
  • the housing part can be provided, for example, by means of a single beading or beading wheel according to the invention with the indentation according to the invention.
  • the housing part can already during its

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Abstract

Es wird ein Sickenwerkzeug (1) für die Versickung eines Werkstücks (10) angegeben, wobei das Sickenwerkzeug (1) eine Kontaktfläche (2) aufweist, die ausgebildet ist, mit dem Werkstück (10) zu wechselwirken, wobei die Kontaktfläche (2) eine Vielzahl von lokalen, voneinander abgegrenzten Erhebungen (4) aufweist. Weiterhin wird ein Gehäuseteil (10) für eine elektrochemische Zelle (100) angegeben, welches einen Hohlraum definiert und mindestens eine Einbuchtung (6) aufweist, wobei in der Einbuchtung (6) eine Vielzahl von lokalen Vertiefungen (7) ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Sickenwerkzeug, Gehäuseteil für eine elektrochemische Zelle und Verfahren zur Behandlung eines Gehäuseteils
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Sickenwerkzeug für die Versickung eines Werkstücks, ein Gehäuseteil für eine
elektrochemische Zelle, eine elektrochemische Zelle und ein Verfahren zur Behandlung eines Gehäuseteils.
Eine Sicke im Zusammenhang mit einer elektrochemischen Zelle ist beispielsweise in DE 10332093 und US 7,495,889 B2 beschrieben . Eine zu lösende Aufgabe ist es, ein verbessertes
Sickenwerkzeug, ein verbessertes Gehäuseteil für eine
elektrochemische Zelle sowie Mittel zur Behandlung und/oder Herstellung eines verbesserten Gehäuseteils und/oder einer elektrochemischen Zelle anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen
Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen
Patentansprüche .
Ein vorgeschlagenes Sickenwerkzeug ist für die Versickung eines Werkstücks vorgesehen. Das Sickenwerkzeug weist eine Kontaktfläche auf, die ausgebildet ist, mit dem Werkstück zu wechselwirken, wobei die Kontaktfläche eine Vielzahl von lokalen, voneinander abgegrenzten Erhebungen aufweist. Die Kontaktfläche ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie während der genannten Wechselwirkung oder Versickung des Werkstücks eine Einbuchtung oder Sicke, also eine rinnenförmige Vertiefung in dem Werkstück, ausbildet oder definiert. Das Werkstück ist beispielsweise ein Gehäuse oder Gehäuseteil einer elektrochemischen Zelle. Zweckmäßigerweise ist das Werkzeug aus einem verformbaren Material,
beispielsweise einem Metall, gefertigt.
Die Erhebungen sind vorzugsweise angeordnet und ausgebildet, während der Versickung des Werkstücks Vertiefungen darin, beispielsweise in der genannten Sicke, auszubilden, die in Form und Größe weitgehend den Erhebungen der Kontaktfläche des Sickenwerkzeugs entsprechen.
Der Abstand einer ersten Erhebung der Kontaktfläche zu einer zu dieser am nächsten angeordneten Erhebung unterscheidet sich von dem Abstand einer zweiten Erhebung zu einer zu dieser am nächsten angeordneten Erhebung. Die Erhebungen der Kontaktfläche können voneinander unterschiedliche Abstände haben. Auf diese Weise kann es ermöglicht werden, dass eine Sicke in dem Werkstück unregelmäßig erzeugt wird.
Insbesondere kann das Sickenwerkzeug zur Erzeugung einer Vielzahl von Vertiefungen geeignet sein, die in voneinander abweichende Richtungen gerichtet sind. Dadurch kann das
Material des Werkstücks derart verformt werden, dass
Informationen über die ursprüngliche Form verloren gehen, so dass ein elastisches Zurückfedern nach Beendigung der
Verformung durch das Sickenwerkzeug nur in geringem Maße auftritt. Als Abstand zweier Erhebungen kann hier der Abstand der jeweiligen Mittelpunkte der Erhebungen aufgefasst werden. Sicken dienen in einem Gehäuseteil, beispielsweise einer elektrochemischen Zelle, wie einem Elektrolytkondensator, vorzugsweise der radialen Verspannung, beispielsweise eines Kondensatorwickels relativ zu dem Gehäuse oder Gehäuseteil. Mit Hilfe der Sicke kann der Kondensatorwickel vorzugsweise von mehreren Seiten, beispielsweise axial und radial,
gehalten oder verspannt werden. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Anmeldung betrifft ein Gehäuseteil für eine elektrochemische Zelle, beispielsweise ein Gehäuse. Das Gehäuseteil definiert einen Hohlraum und weist mindestens eine Einbuchtung auf, wobei in der
Einbuchtung eine Vielzahl von lokalen Vertiefungen
ausgebildet ist. Die Einbuchtung ist vorzugsweise eine Sicke.
Das Gehäuseteil ist vorzugsweise mittels des Sickenwerkzeugs, wie oben beschrieben, versickt oder behandelt worden. Vorzugsweise ist das Gehäuseteil becherförmig mit einer offenen und einer beispielsweise mit einem Deckel
geschlossenen Seite.
Durch das Sickenwerkzeug kann beispielsweise während einer Herstellung oder Behandlung des Gehäuseteils, dieses
vorteilhafterweise mit der Einbuchtung und der Vielzahl von lokalen Vertiefungen ausgebildet werden. Die lokalen
Vertiefungen sind vorzugsweise voneinander abgegrenzt. Durch die lokalen Vertiefungen in der Einbuchtung des
Gehäuseteils kann, insbesondere während der Herstellung oder Montage einer elektrochemischen Zelle, beispielsweise eines Elektrolytkondensators, ein Gehäuseteil derart mit einem Elektrodenstapel verbunden oder relativ zu diesem fixiert werden, dass die elektrochemische Zelle eine besonders hohe Schwingungsbelastung und/oder Stoßbelastung aushalten kann, ohne beschädigt zu werden. Im Speziellen kann durch die
Vorsehung der lokalen Vertiefungen, eine Relativbewegung des Elektrodenstapels in axialer Richtung relativ zu dem
Gehäuseteil besonders effizient verhindert werden, so dass ebenfalls interne elektrische Kontaktunterbrechungen oder Beschädigungen in der elektrochemischen Zelle, insbesondere bei automotiven Anwendungen der elektrochemischen Zelle, verhindert werden können.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Gehäuseteils erstreckt sich die Einbuchtung über den gesamten Umfang des
Gehäuseteils hinweg. Durch diese Ausgestaltung kann besonders vorteilhaft einer, vorzugsweise axialen, Relativbewegung des oben genannten Elektrodenstapels relativ zu dem Gehäuseteil (oder umgekehrt) vorgebeugt werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Gehäuseteils ist die Einbuchtung keine Stauchsicke. Zur Erläuterung des Begriffs „Stauchsicke" wird auf DE 10332093 verwiesen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Sickenwerkzeugs , ist eine Abmessung der Erhebungen kleiner als eine Breite der
Kontaktfläche. Durch diese Ausgestaltung kann eine Oberfläche der oben genannten Sicke oder Einbuchtung, beispielsweise gegenüber einer Einbuchtung mit glatter Oberfläche und ohne die erfindungsgemäßen Erhebungen, besonders groß ausgestaltet werden. Durch die Vielzahl von lokalen voneinander
abgegrenzten Vertiefungen in der Einbuchtung des Gehäuseteils können mit Vorteil Verformungen des Gehäuseteils,
beispielsweise während der Versickung des Gehäuseteils, auf möglichst engem Raum ausgebildet werden, wodurch äußere
Abmessungen des Gehäuseteils, beispielsweise eine Länge des Gehäuseteils, nicht oder nur sehr schwach beeinflusst oder vergrößert wird. Außerdem kann nach der Versickung des
Gehäuseteils oder Werkstücks, ein Rückfedern, beispielsweise einer Wand des Gehäuseteils beim Entfernen des
Sickenwerkzeugs verhindert werden.
Durch die erfindungsgemäßen Vertiefungen in der Einbuchtung des Gehäuseteils kann weiterhin vorteilhafterweise eine Sicke ausgebildet werden, bei der eine plastische
Materialverformung oder Materialverdrängung vorzugsweise nicht zum Sickenrand sondern maßgeblich auch innerhalb der Sicke selbst erfolgt, so dass einer Verdünnung der Sicke, insbesondere am Sickenrand teilweise entgegengewirkt wird. Auf diese Weise wird vorteilhafterweise weniger Einfluss genommen auf äußere Abmessungen, beispielsweise die Länge, des Gehäuseteils.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Sickenwerkzeugs weisen die Erhebungen Erhebungsflächen mit einem Flächeninhalt zwischen 0,1 mm2 und 1 mm2 auf. Vorzugsweise weist jede
Erhebung eine Erhebungsfläche mit einem Flächeninhalt
zwischen 0,1 mm2 und 1 mm2 auf.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Sickenwerkzeugs ist der Abstand zwischen benachbarten Erhebungen größer als
0 , 5 mm . In einer bevorzugten Ausgestaltung des Sickenwerkzeugs sind die Erhebungen zufällig verteilt und/oder unregelmäßig angeordnet. Durch diese Ausgestaltung kann die Versickung des Werkstücks mit Vorteil besonders zweckmäßig erfolgen, wobei insbesondere eine regelmäßige Verformung („Zahnradkopplung") des Gehäuseteils oder des jeweiligen Werkstücks durch das Sickenwerkzeug während der Wechselwirkung zwischen dem
Sickenwerkzeug und dem Gehäuseteil verhindert werden kann. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Sickenwerkzeugs haben die einzelnen Erhebungen unterschiedliche Durchmesser
und/oder Abmessungen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Sickenwerkzeugs ist das Sickenwerkzeug ein Sickenrad oder eine Sickenrolle. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders zweckmäßige
Versickung oder Behandlung des Gehäuseteils oder Werkstücks, so dass insbesondere die Einbuchtung oder Sicke über den gesamten Umfang des Gehäuseteils (siehe oben) ausgebildet werden kann.
Das Sickenwerkzeug kann dazu ausgebildet sein, einseitig von außen mit dem Werkstück zu wechselwirken. Einseitig kann in diesem Zusammenhang bedeuten, dass das Sickenwerkzeug
lediglich von einer Seite auf das Werkstück einwirkt, ohne dass dabei ein Gegenelement zu dem Sickenwerkzeug von der gegenüberliegenden Seite auf das Werkstück einwirkt. Die Richtungsbezeichnung „von außen" kann in diesem Zusammenhang bedeuten, dass das Sickenwerkzeug von einer Außenseite auf das Werkstück einwirkt. Beispielsweise kann das Werkstück eine Hauptachse definieren, wobei das Sickenwerkzeug in einer zur Hauptachse hingerichteten Richtung auf das Werkstücks einwirkt. Das Werkstück kann einen Hohlraum definieren, wobei das Sickenwerkzeug in einer zum Hohlraum hingerichteten
Richtung auf das Werkstücks einwirkt.
Insbesondere bei einer einseitigen Verformung eines
Werkstücks kann es zu Rückfedern und elastischen Verformungen nach der eigentlichen Verformung des Werkstücks durch das
Sickenwerkzeugs kommen. Wird dagegen eine Einbuchtung durch ein Sickenrad und ein entsprechendes Gegenrad ausgebildet, ist der elastische Anteil der Verformung wesentlich geringer. Die Verwendung des oben beschriebenen Sickenwerkzeugs mit einer Vielzahl von lokalen, voneinander abgegrenzten
Erhebungen mit zueinander unterschiedlichen Abständen kann es ermöglichen, eine einseitige Verformung eines Werkstücks mit einem geringen elastischen Anteil zu erreichen. Auf diese Weise kann es beispielsweise ermöglicht werden, dass
Ausbilden der Vertiefung in einer elektrochemischen Zelle erst nach dem Einsetzen des Elektrodenstapels vorzunehmen. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Gehäuseteils weist dieses eine Hauptachse auf, wobei die Einbuchtung eine erste Einbuchtung ist und wobei das Gehäuseteil eine zweite zu der ersten Einbuchtung axial versetzt angeordnete Einbuchtung aufweist. Die zweite Einbuchtung ist vorzugsweise von der gleichen Art wie die erste Einbuchtung.
Durch zwei axial versetzte Einbuchtungen wird üblicherweise die axiale Fixierung des Gehäuseteils relativ zu einem gehäusten Elektrodenstapel erschwert. Insbesondere kann durch die Ausbildung der zweiten Sicke in einem konventionellen
Sick- oder Versickungsprozess die Verspannung, welche von der ersten Sicke herrührt durch die zweite gelockert werden.
Dieses Problem kann insbesondere durch die erfindungsgemäße Versickung, wobei die Einbuchtung des Gehäuseteils eine
Vielzahl von lokalen Vertiefungen aufweist im Zusammenhang mit der zuletzt genannten Ausführungsform gelöst werden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Anmeldung betrifft eine elektrochemische Zelle umfassend das Gehäuseteil, wobei in dem Gehäuseteil ein Elektrodenstapel angeordnet oder
untergebracht ist, und wobei die zumindest eine Einbuchtung den Elektrodenstapel relativ zu dem Gehäuseteil fixiert. In einer bevorzugten Ausgestaltung der elektrochemischen Zelle ist diese gemäß einem Elektrolytkondensator
ausgebildet, wobei der Elektrodenstapel ein Kondensatorwickel ist, der Elektrodenfolien und einen mit den Elektrodenfolien in Kontakt stehenden Elektrolyten umfasst.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der elektrochemischen Zelle ist der Elektrolytkondensator ein Aluminium- Elektrolytkondensator mit einer Anode aus Aluminium oder hauptsächlich Aluminium umfassend.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Behandlung eines Gehäuseteils. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Gehäuseteils und eines
Sickenwerkzeugs sowie das Versehen des Gehäuseteils mit einer Sicke mittels des Sickenwerkzeugs derart, dass in der Sicke eine Vielzahl von lokalen, voneinander abgegrenzten
Vertiefungen ausgebildet wird. Durch das Verfahren kann das Gehäuseteil zweckmäßigerweise mit der Vielzahl von lokalen Vertiefungen ausgebildet werden, so dass die oben genannten Vorteile für das Gehäuseteil und/oder die elektrochemische Zelle genutzt werden können.
Die Vertiefungen des Gehäuseteils werden vorzugsweise durch die Erhebungen des Sickenwerkzeugs hervorgerufen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden bei dem Versehen des Gehäuses mit der Sicke in einem ersten
Bearbeitungsschritt mittels eines groben Sickenwerkzeugs eine Kontur der Sicke und/oder der Vertiefungen in das Gehäuseteil eingeprägt . In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden bei dem Versehen des Gehäuses mit der Sicke in einem
anschließenden Bearbeitungsschritt mittels eines feinen
Sickenwerkzeugs , die Vertiefungen definiert.
Der Ausdruck „Kontur" der Sicke bezieht sich vorzugsweise auf eine Sicke, welche lediglich Konturen der Vertiefungen aufweist, wobei diese Konturen durch den genannten
anschließenden Bearbeitungsschritt mit dem feinen
Sickenwerkzeug gemäß ihrer angestrebten endgültigen Form definiert werden.
Alternativ kann sich der Ausdruck „Kontur" auf eine glatte Oberfläche der Sicke beziehen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist das Verfahren ein Verfahren zur Herstellung einer
elektrochemischen Zelle, wobei vor dem Versehen des
Gehäuseteils mit der Sicke ein Elektrodenstapel
bereitgestellt und dieser in das Gehäuseteil eingesetzt wird, wobei der Elektrodenstapel durch das Versehen mit der Sicke im Gehäuseteil fixiert wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird nach dem Einsetzen des Elektrodenstapels in das Gehäuseteil, dieses zunächst verformt bis das Gehäuseteil den
Elektrodenstapel berührt, wobei das Gehäuseteil anschließend mit der Sicke versehen wird. Durch die Versickung beziehungsweise das Behandeln des
Gehäuseteils ist zweckmäßigerweise weiterhin eine
entsprechende Vorrichtung notwendig, in welcher
beispielsweise ein Sickenrad oder Sickenwerkzeug aufgenommen wird und in welcher dieses relativ zu dem Gehäuseteil und/oder der elektrochemischen Zelle fixiert wird.
Vor der Behandlung des Gehäuseteils beziehungsweise vor dem Versehen des Gehäuseteils mit der erfindungsgemäßen Sicke oder Einbuchtung einschließlich der Vielzahl von lokalen Vertiefungen kann das Gehäuseteil in einem vorherigen
Verfahrensschritt zunächst mit einer konventionellen Sicke, beispielsweise umfassend eine glatte Sickenfläche ohne
Vertiefungen, vorversickt werden. Anschließend kann das genannte Gehäuseteil erfindungsgemäß mit der Sicke
einschließlich der Vielzahl von lokalen Vertiefungen versehen werden . Das Sickenwerkzeug kann bei dem Erzeugen der Sicke einseitig von außen auf das Gehäuseteil einwirken.
Die oben beschriebene elektrochemische Zelle ist vorzugsweise mittels des hier beschriebenen Verfahrens behandelt,
behandelbar oder herstellbar. Insbesondere können sich sämtliche für das Verfahren offenbarte Merkmale auch auf die elektrochemische Zelle, das Sickenwerkzeug und/oder das Gehäuseteil beziehen, und umgekehrt. Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausgestaltungen und
Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren . Die Figuren 1A, 1B und IC zeigen jeweils eine
elektrochemische Zelle. Figur 2A deutet schematisch eine Versickung eines Gehäuseteils einer elektrochemischen Zelle an.
Figur 2B deutet schematisch eine Verformung eines
Gehäuseteils an.
Figur 3 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Sickenrad.
Figur 4 deutet eine erfindungsgemäße Verformung eines
Gehäuseteils an.
Die Figuren 5A bis 5F deuten schematisch eine
erfindungsgemäße Versickung eines Gehäuseteils an. Gleiche, gleichartige und gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu
betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Figur 1A zeigt eine konventionelle elektrochemische Zelle 100. Die elektrochemische Zelle 100 ist vorzugsweise ein Elektrolytkondensator, beispielsweise ein Aluminium- Elektrolytkondensator. Die elektrochemische Zelle 100 weist eine Hauptachse X auf. Entlang der Hauptachse weist die elektrochemische Zelle die Länge L auf. Die elektrochemische Zelle 100 weist weiterhin ein Gehäuse oder Gehäuseteil 10 auf. Außerdem weist die elektrochemische Zelle 100 einen Elektrodenstapel 20 auf. Der Elektrodenstapel kann ein
Kondensatorwickel sein. Der Elektrodenstapel 20 weist
Elektrodenfolien 21 auf. Weiterhin weist der Elektrodenstapel 20 oder die elektrochemische Zelle 100 zweckmäßigerweise einen Elektrolyten (nicht explizit dargestellt) auf. Gemäß der Figur 1A weist die elektrochemische Zelle 100 zumindest im Bereich des Elektrodenstapels 20 eine glatte Gehäusewand oder Oberfläche ohne Einbuchtungen auf. Dadurch kann sich beispielsweise der Elektrodenstapel 20 bei ausreichenden Stoß- oder Schwingungsbelastungen relativ zum Gehäuseteil 10 bewegen, wobei gleichzeitig die Funktion der
elektrochemischen Zelle beeinträchtigt werden kann.
In Figur 1B ist, im Gegensatz zur Figur 1A das Gehäuseteil 10 versickt oder weist eine Sicke oder Einbuchtung 6 auf. Die Einbuchtung 6 verläuft vorzugsweise entlang des gesamten Umfangs des Gehäuseteils 10. Die Einbuchtung 6 kann umlaufend um das Gehäuseteil 10 herum angeordnet sein. Dadurch kann das Gehäuseteil 10 relativ zu dem Elektrodenstapel 20 fixiert oder axial verspannt werden. Mit Hilfe der Einbuchtung 6 kann der Elektrodenstapel 20 vorzugsweise in mehreren Richtungen, beispielsweise axial und radial, gehalten oder verspannt werden (wie durch die Doppelpfeile in Figur 1B angedeutet) .
Ohne Einbuchtung 6 wird der Elektrodenstapel nur durch die axiale Verspannung zwischen einer Decke und einem Boden
(Teile nicht explizit gekennzeichnet) des Gehäuseteils 10 gehalten. Mit der Einbuchtung 6 wird der Elektrodenstapel hingegen von allen Seiten gehalten und/oder insbesondere axial und radial verspannt oder fixiert.
In Figur IC ist das Gehäuseteil 10 der elektrochemischen Zelle 100 mit zwei Einbuchtungen 6, welche axial zueinander versetzt angeordnet sind, versehen, wodurch eine Verspannung des Elektrodenstapels 20 relativ zum Gehäuseteil 10 oder andere Eigenschaften der elektrochemischen Zelle 100 unter Umständen weiter verbessert werden können.
In Figur 2A ist ein Teil eines Sickenwerkzeugs 1 in einer seitlichen Darstellung angedeutet, wobei das Sickenwerkzeug 1 mit einem Gehäuseteil 10 einer elektrochemischen Zelle (vgl. Figur 1A bis IC) während einer konventionellen Versickung wechselwirkt. Das Sickenwerkzeug 1, vorzugsweise ein
Sickenrad, weist eine Kontaktfläche 2 auf. Über die
Kontaktfläche 2 wechselwirkt das Sickenrad 1 mit dem
Gehäuseteil 10. Die Figur 2A zeigt vorzugsweise eine Seiten¬ oder Querschnittsansicht der genannten Komponenten. Durch die gebogenen Pfeile wird in Figur 2A angedeutet, dass bei der gezeigten Versickung entweder das Gehäuseteil 10 oder das Sickenwerkzeug oder beide Teile rotiert und/oder angetrieben werden, nachdem sie in mechanischen Kontakt zueinander gebracht wurden. Das Gehäuseteil 10 wird dabei in einem
Kontaktbereich KB des Gehäuseteils 10 verformt oder
gequetscht. Dementsprechend ist das Gehäuseteil 10
zweckmäßigerweise aus einem verformbaren Material,
beispielsweise einem Metall hergestellt. In dem
Kontaktbereich KB wechselwirkt das Sickenrad 1 mit dem
Gehäuseteil 10 mechanisch. In Figur 2B sind schematisch der oben genannte
Kontaktbereichs KB aus einer anderen Perspektive sowie
Bereiche des Gehäuseteils 10 dargestellt. Der große nach links gerichtete Pfeil in dem Kontaktbereich KB deutet eine Bewegungsrichtung BR des Sickenwerkzeugs 1 (vergleiche Figur 2A) auf dem Gehäuseteil 10 an. Die kleinen Pfeile, welche von einem Inneren des Kontaktbereichs KB auf der linken Seite desselben zu einem Rand des Kontaktbereichs KB zeigen, deuten eine Materialverdrängung oder plastische Materialverformung des Materials des Gehäuseteils 10 (vergleiche Figur 2A) an.
Während der beschriebenen Versickung drückt das
Sickenwerkzeug 1 unmittelbar auf das Gehäuseteil und
mittelbar auf den oben beschriebenen Elektrodenstapel (in Figur 2A nicht explizit gekennzeichnet) . Dabei
verformen sich das das Gehäuseteil und der Elektrodenstapel 20 vorzugsweise sowohl irreversible (plastisch) als auch reversibel (elastisch) . Nach dem Versicken beziehungsweise nach dem das Gehäuseteil 10 nicht mehr mit dem Sickenwerkzeug 1 in mechanischen Kontakt steht und/oder eine Kraft auf dieses ausübt, federt das Gehäuseteil 10 oder eine Wand davon zurück und ein Haltedurchmesser, d . h . ein Innendurchmesser des Gehäuseteils 10 in der Einbuchtung wird größer, z . B. von 22,2 mm beim Versicken bis auf 22,6 mm hinterher . Die
elastische Verformung des Elektrodenstapels 20 ist
ausreichend um dieser Ausdehnung des Gehäuseteils zu folgen, so dass das Gehäuseteil 10 den Elektrodenstapel 20 hält oder fixiert . Nachteilhaft ist dabei , dass bei dieser Rückfederung oder Relaxation, die mechanischen Kräfte zwischen dem
Elektrodenstapel 20 (siehe oben) und dem Gehäuseteil 10 geringer werden, so dass die elektrochemische Zelle 100 beispielsweise während einer Schwingungsbelastung oder
Beschleunigung „nur" bis ca. 30 g stabil sein kann .
Ein weiterer Nachteil ist eine MaterialVerdünnung des
Gehäuseteils 10. Während der beschriebenen Versickung wird das Gehäuseteil 10 an der Stelle, an der es mit dem
Sickenwerkzeug 1 wechselwirkt dünner (MaterialVerdrängung) mit der Folge, dass er auch länger wird (vgl . Länge L in den Figuren 1A bis IC) . Nach mehreren Umdrehungen beim Versicken können
Verlängerungen von typischerweise 0,2 mm cl1_ ftTΘtθΊ · D16 S Θ Gehäuseverlängerung ist nachteilig für die Fixierung des Elektrodenstapels oder Kondensatorwickels im Gehäuseteil 10, da dadurch die axialen Haltekräfte nachlassen . Folglich wird auch die Schwingungsbelastbarkeit in axialer Richtung
geringer. Durch eine zweite axial versetzte Einbuchtung 6 kann die Verspannung, welche von der ersten Einbuchtung 6 herrührt sogar wieder gelockert werden.
Anhand der folgenden Figuren 3, 4 und 5A bis 5F soll nun die erfindungsgemäße Versickung eines Gehäuseteils 10 für eine elektrochemische Zelle wie sie oben beschrieben wurde mit einem erfindungsgemäßen Sickenwerkzeug, beziehungsweise ein entsprechend mit dem Sickenwerkzeug behandeltes Gehäuseteil 10 der elektrochemischen Zelle 100 beschrieben werden. Die oben im Zusammenhang der elektrochemischen Zelle
beschriebenen Aspekte können sich ebenfalls auf die im
Folgenden beschriebenen Gegenstände der vorliegenden
Erfindung beziehen.
Figur 3 zeigt schematisch eine Darstellung einer
Kontaktfläche eines Sickenwerkzeugs 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Sickenwerkzeug 1 kann ein Sickenrad oder eine Sickenrolle sein. Das Sickenwerkzeug 1 weist eine
Kontaktfläche 2 auf. Die Kontaktfläche 2 ist vorzugsweise ausgebildet, mit einem Werkstück, beispielsweise einem
Gehäuseteil einer elektrochemischen Zelle (siehe oben) zu wechselwirken. Die Kontaktfläche 2 kann umlaufend um das Sickenwerkzeug 1 herum, beispielsweise umfänglich, angeordnet sein. Die Kontaktfläche 2 weist eine Vielzahl von Erhebungen 4 auf. Die Erhebungen 4 sind lokal und voneinander
abgegrenzt. Die Erhebungen 4 können von einem Rand (nicht explizit gekennzeichnet) der Kontaktfläche 2 beabstandet sein. Weiterhin weisen die Erhebungen jeweils
Erhebungsflächen 8 auf. Die Erhebungsflächen 8 stellen vorzugsweise Oberflächen der Erhebungen senkrecht zu der Erhebungsrichtung dar. Die Erhebungsflächen 8 haben
vorzugsweise einen Flächeninhalt zwischen 0,1 mm2 und 1 mm2. Alternativ kann der Flächeninhalt der Erhebungsflächen 8 kleiner als 0,1 mm2, beispielsweise 0,01 mm2, oder größer als 1 mm2, beispielsweise 10 mm2, sein. Zudem sind die Abstände zwischen benachbarten Erhebungen vorzugsweise größer als 0,5 mm (Abstände nicht explizit gekennzeichnet) . Eine Abmessung der Erhebungen 4 ist vorzugsweise kleiner als eine Breite B der Kontaktfläche 2. Vorzugsweise sind die Erhebungen 4 weiterhin zufällig verteilt und/oder unregelmäßig angeordnet.
Figur 4 deutet schematisch eine Verformung des Gehäuseteils 10 gemäß einer erfindungsgemäßen Versickung an. Das
Gehäuseteil 10 ist nicht als Ganzes, sondern nur in Form gewisser Bereiche (vgl. Bezugszeichen 10 in Figur 3)
dargestellt. Weiterhin sind die Erhebungen 4 des
Sickenwerkzeugs 1 dargestellt, welche unregelmäßig
nebeneinander angeordnet sind. Die Einbuchtung 6 ist durch die horizontalen Linien angedeutet. Durch die Ausgestaltung der Erhebungen 4 wird eine Verformung oder Verdrängung des Materials des Gehäuseteils 10, welche ohne die Erhebungen hauptsächlich zum Rand der Einbuchtung 6 hin, also in
Richtung der Hauptachse X erfolgt, auch innerhalb der
Einbuchtung 6 erreicht (vgl . senkrechte und waagerechte
Pfeile an den Erhebungen 4), so dass einer Materialverdünnung des Gehäusetei am Rand der Einbuchtung zumindest
teilweise entgegengewirkt werden kann. Die „spaltende"
Wirkung, die von einem normalen glatten Sickenwerkzeug ausgeht , kann hier mit Vorteil verhindert werden, weil die in Figur 4 gekennzeichneten Bereiche des Gehäuseteils 10 zwischen den Erhebungen 4 der Spaltung oder Verdünnung des Gehäuseteils 10 entgegenwirken . Größe und Form der Erhebungen 4 ermöglichen diesbezüglich die Ausbildung vieler kleiner Verformungen und helfen dadurch auch das oben genannte
Zurückfedern des Gehäuseteils 10 nach dem Versicken
einzuschränken oder zu verhindern . Der Grund hierfür ist, dass eine einzelne kleine Verformung eine relativ zu dieser kleinere Rückfederung oder Feder-Relaxation bewirkt .
Mit anderen Worten wird die Verformung des Gehäuseteils nicht durch eine große Kraftfläche oder Quetsch-Fläche, sondern durch die vielen, kleinen Erhebungsflächen 8 (vgl . Figur 3 ) erreicht . Dadurch werden die äußeren Abmessungen des
Gehäuseteils 10 , insbesondere die Länge L, weniger
beeinflusst , insbesondere vergrößert . Außerdem wird ein großflächiges Rückfedern beim Entfernen des Sickenrades vermieden (vgl . unten) . Im Gegensatz zu einer konventionellen Versickung, beispielsweise mit einer glatten Sicke oder
Einbuchtung sind erfindungsgemäß eventuell mehr Umdrehungen mit dem Sickenwerkzeug nötig, um die Einbuchtung samt
Vertiefungen zweckmäßig in das Gehäuseteil einzuprägen .
Dieser Prozess kann auch als eine Art von „dengeln"
bezeichnet werden .
Die Figuren 5A bis 5F deuten die erfindungsgemäße Behandlung eines Gehäuseteils 10 einer elektrochemischen Zelle 100 wie oben beschrieben, insbesondere die Versickung des
Gehäuseteils, beispielsweise während der Herstellung der elektrochemischen Zelle, an. Es ist jeweils eine Kontur des Gehäuseteils 10 zu sehen, welche während des Verfahrens für die Versickung des Gehäuseteils 10 oder das erfindungsgemäße Versehen des Gehäuseteils mit einer Sicke oder Einbuchtung 6 entsteht .
In den Figuren 5A bis 5F ist der jeweils durch die
Einbuchtung 6 axial zu dem Gehäuseteil 10 zu fixierende
Elektrodenstapel (vgl. Figur 1A bis IC) zur besseren
Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet. In Figur 5A ist das Gehäuseteil 10 lediglich mit einer konventionellen
Einbuchtung 6 mit einer glatten Oberfläche versehen worden (vgl. auch Figuren 1A bis IC) . Entsprechend der Form der Sicke 6, muss man sich jeweils auf der linken Seite des
Gehäuseteils 10 oder dessen Kontur einen Außenraum des
Gehäuseteils 10 und auf der rechten Seite jeweils ein
Innenraum oder Hohlraum (nicht explizit gekennzeichnet) des Gehäuseteils 10 vorstellen. Die gestrichelte Linie oder
Kontur deutet jeweils die Position des Gehäuseteils 10 während des Behandlungsverfahrens oder während der Versickung an. Durch diese Linie oder Kontur wird ein minimaler
Durchmesser des Gehäuseteils 10 oder der Kontur definiert, wohingegen die durchgezogene Linie ein Rückfedern und/oder einen Haltedurchmesser (siehe oben) andeutet. Die gilt ebenfalls für die übrigen Figuren.
In Figur 5B ist ein erfindungsgemäßer Versickungsprozess mit einem erfindungsgemäßem Sickenwerkzeug (vgl. Figur 3) auf das Gehäuseteil 10 angewendet worden, so dass in dem gezeigten Querschnitt oder Bereich des Gehäuseteils 10 bereits zwei Vertiefungen 5 eingeprägt sind. Die Größe und Form der
Vertiefungen 5 entsprechen vorzugsweise im Wesentlichen der Größe und der Form der Erhebungen 4 des herangezogenen
Sickenwerkzeugs 1. Es ist in Figur 5B zu erkennen, dass dadurch der Haltedurchmesser sich bereits an den minimalen Durchmesser des Gehäuseteils angenähert hat, d. h. die durchgezogene Kontur ist näher an die gestrichelte Linie in Figur 5A gerückt, als dies in Figur 5A der Fall ist. Der
Haltedurchmesser wird vorzugsweise (ohne eine explizite
Darstellung) bis zur gegenüberliegenden nicht dargestellten Seite des jeweiligen Gehäuseteils 10 gemessen. Die Figuren 5B bis 5F stellen vorzugsweise Momentaufnahmen einer erfindungsgemäßen Versickung dar, wobei das Gehäuseteil 10 - eventuell durch mehrere Umläufe des Sickenrades auf dem Gehäuseteil 10 - immer weiter verformt und dabei mit immer mehr Vertiefungen 5 versehen wird. Die Oberfläche der
Einbuchtung 6 ist in Figur 5F - im Gegensatz zur Figur 5A - entsprechend vergrößert, so dass eine plastische Verformung des Materials des Gehäuseteils 10 insbesondere am Rand der Einbuchtung 6 im Zustand des Gehäuseteils aus Figur 5F in maßgeblicher Weise verhindert werden kann.
In den Figuren 5E und 5F überdecken sich beispielsweise die durchgezogene und die gestrichelte Kontur, so dass die gestrichelte Kontur bereits nicht mehr sichtbar ist.
Entsprechend wird hier auch das Zurückfedern des Gehäuseteils 10 verhindert wird (siehe oben) . Weiterhin kann, wie oben beschrieben, insbesondere einer Verdünnung von Material am Rand der Einbuchtung 6 entgegengewirkt werden (vergleiche Figuren 2A und 2B) . Beispielsweise kann der Durchmesser eines Elektrodenstapels
22,2 mm betragen. Nachdem der Elektrodenstapel in ein
Gehäuseteil eingesetzt und für die Versickung in einer geeigneten Vorrichtung ein konventionelles Sickenrad gegen das sich beispielsweise drehende Gehäuseteil gedrückt wurde, kann der Haltedurchmesser (siehe oben) 22,6 mm betragen . Das heißt, der Haltedurchmesser hat sich bei der oben
beschriebenen Relaxation um 0 , 4 mm vergrößert . Das
Gehäuseteil 10 ist hierbei vorzugsweise oder üblicherweise um ca. 0 , 2 mm länger geworden .
Nach Einsatz des erfindungsgemäßen Sickenrads (vgl . Figur 3 ) kann vorzugsweise ein Haltedurchmesser von 22,4 mm gemessen werden . Das heißt, der Haltedurchmesser hat sich bei der Relaxation nur noch um 0 , 2 mm vergrößert .
Um eine gleichmäßigere Versickung zu erreichen, kann das entsprechende Gehäuseteil nochmals mit einem konventionellen oder Standard-Sickenrad nachbearbeitet werden, so dass kleinere Erhebungen eingedrückt werden . Mit dieser
„Nacharbeit" kann der Haltedurchmesser auf 22,3 mm weiter reduziert worden . Wegen der geringen Längenausdehnung des Gehäuseteils kann das erfindungsgemäße Gehäuseteil auch mit einer Doppelsicke, d.h. zwei axial voneinander versetzten Einbuchtungen versehen werden, ohne dass sich, wie oben erwähnt, eine axiale
Fixierung des Elektrodenstapels durch das Einprägen der zweiten Einbuchtung wieder löst oder lockert . Durch solche doppelten Sickprozesse oder Versickungen können sich die Gehäuseteile erfindungsgemäß um weniger als 0 , 1 mm
verlängern . Der Haltedurchmesser kann hier wie im oben genannten Beispiel 22,4 mm betragen .
Vor einer erfindungsgemäßen Versickung kann das
Sickenwerkzeug weiterhin entgratet werden, um bessere Ergebnisse und/oder eine gleichmäßigere Versickung zu
erzielen .
Weitere Vorteile der vorgeschlagenen Versickung betreffen die Möglichkeit, dass der Durchmesser des Elektrodenstapels oder des Kondensatorwickels im Gegensatz zu einer
elektrochemischen Zelle oder einem Kondensator, welche (r) mit einer Stauchsicke versickt wurde, nicht durch das
Behandlungs- oder Versickungsverfahren eingeschränkt wird. Dadurch kann das innere Volumen des Gehäuseteils effizienter genutzt werden, weil keine Mindestsicktiefe zum Erreichen einer plastischen Verformung erreicht werden muss . Weiterhin bleibt die mechanische Stabilität der elektrochemischen Zelle in Längsrichtung beispielsweise im Gegensatz zur Stauchsicke erhalten .
Überdies kann die Einbuchtung im Endeffekt tiefer in den Wickel eindringen, weil das Risiko einer Beschädigung von der Sicktiefe (vgl . minimaler Durchmesser oben) während der
Versickung und nicht vom Endzustand der Sicke (vgl .
Haltedurchmesser oben) abhängt . Das heißt, bei gleichem
Beschädigungsrisiko darf die erfindungsgemäße Sicke tiefer in den Elektrodenstapel eindringen . Wenn die Sicktiefe zu gering eingestellt ist, so dass beispielsweise keine Gegenkräfte vom Elektrodenstapel wirken, kann die Sickenoberfläche nach mehreren Umläufen relativ glatt werden . Ist j edoch das
Sickenwerkzeug oder Sickenrad zu tief eingestellt, dann wirken sehr hohe Kräfte zwischen Elektrodenstapel und
Sickenrad und das Material wird zwangsläufig auf die Rillen des Sickenrads ausweichen . Dann wird auch nach mehreren
Umläufen die Sickenoberfläche nicht glatt . Das heißt, die Sickenoberfläche enthält Informationen über die Kräfte, die vom Elektrodenstapel ausgeübt werden und gibt somit einen Hinweis darauf, ob die Sickentiefe richtig eingestellt war oder ist . Unter Umständen kann durch das stetige Messen des „Glanzfaktors " oder der Reflektivität des Gehäuseteils die Sickentiefe so gesteuert wird, dass auch bei variierenden Durchmessern des Elektrodenstapels immer die optimale
Sicktiefe erreicht wird .
Vor der Versickung wird zweckmäßigerweise ein
Elektrodenstapel 20 (vergleiche Figuren 1A bis IC) in das Gehäuseteil 10 eingesetzt, sodass, während der Versickung, der Elektrodenstapel mit dem Gehäuseteil 10 fixiert wird. Dabei kann der Verfahrensschritt aus Figur 5A (Sicke 6 mit glatter Oberfläche) unter Umständen bereits durchgeführt werden, ohne dass der Elektrodenstapel in das Gehäuseteil 10 eingesetzt wurde.
Weiterhin ist im Rahmen der vorliegenden Anmeldung
vorgesehe die Gehäuseteile der elektrochemischen
Zellen mit einer Viel zahl von erfindungsgemäßen Sicken oder Einbuchtungen versehen werden . Auch können die vorgestellten Sicken mit Stauchsicken kombiniert werden . Mehrere Sicken haben beispielsweise den Vorteil einer besseren thermischen Kopplung zwischen Elektrodenstapel und Gehäuseteil , wobei ebenfalls die WechselStrombelastbarkeit mit Vorteil erhöht werden kann, insbesondere in Kombination mit einem
Wärmeabieiter, vorzugsweise Aluminium umfassend . Die für die hohe Wärmeleitung wirksame Schicht des Wärmeableiters besteht vorzugsweise aus Aluminium (AI) . Diese Schicht kann aber auch aus einem elektrisch isolierenden Material mit guten
Wärmeleitungseigenschaften gebildet sein.
Ein zur Ausbildung von Wärmeableitern geeigneter
Verbundwerkstoff, vorzugsweise ein Aluminium-Klebeband kann z. B. als ein Band vorhanden sein, das eine Trägerschicht aus AI (AI-Folie) und eine darauf aufgebrachte
Haftvermittlungsschicht aufweist. Alternativ ist es möglich, einen als AI-Band vorhandenen Wärmeabieiter abschnittsweise, z . B . an mindestens einem Ende des Bandes mit einer
Klebeschicht zu versehen. Ein Aluminium-Klebeband kann beispielsweise mit einer Gesamtdicke von 40 bis 60
Mikrometern bereitgestellt werden. Die Dicke der
Haftvermittlungsschicht beträgt dabei z. B. 10 bis 50% der Gesamtdicke des Aluminium-Klebebands.
Das Gehäuseteil kann beispielsweise mittels eines einzigen erfindungsgemäßen Sickenwerkzeug oder Sickenrad mit der erfindungsgemäßen Einbuchtung versehen werden .
Alternativ können die folgenden sequenziellen Prozessschritte vorgesehen sein :
- Versickung mit einem Sickenwerkzeug mit einer glatten Oberfläche und ohne erfindungsgemäße Erhebungen,
beispielsweise bis das Gehäuseteil den Elektrodenstapel berührt,
- Versickung mit einem grob strukturierten Sickenwerkzeug, um die genannte Längenausdehnung des Gehäuseteils zu vermeiden, und
- Versickung mit einem fein strukturierten Sickenwerkzeug, um das genannte Rückfedern des Gehäuseteils zu
minimieren Weiterhin kann das Gehäuseteil bereits während seiner
Herstellung mit einer schwach ausgeprägten Sicke versehen sein, die noch ein Einsetzen des Elektrodenstapels
ermöglicht . Diese Sicke kann dann nach dem Einsetzen oder der Montage noch mit einem oben beschriebenen Sickenrad vertieft werden, so dass eine Fixierung des Elektrodenstapels ohne Verlängerung des Gehäuseteils erreicht werden kann. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die
Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugs zeichenliste
1 Sickenwerkzeug
2 Kontaktfläche
4 Erhebung
5 Vertiefung
6 Einbuchtung
8 Erhebungsflächen
10 Gehäuseteil
20 Elektrodenstapel
21 Elektrodenfolien
100 Elektrochemische Zelle
L Länge
B Breite
KB Kontaktbereich
BR Bewegungsrichtung
X Hauptachse

Claims

Patentansprüche
1. Sickenwerkzeug (1) für die Versickung eines Werkstücks (10), wobei das Sickenwerkzeug (1) eine Kontaktfläche (2) aufweist, die ausgebildet ist, mit dem Werkstück (10) zu wechselwirken, wobei die Kontaktfläche (2) eine Vielzahl von lokalen, voneinander abgegrenzten Erhebungen (4) aufweist, wobei der Abstand einer ersten Erhebung (4) zu einer zu dieser am nächsten angeordneten Erhebung (4) sich von dem Abstand einer zweiten Erhebung (4) zu einer zu dieser am nächsten angeordneten Erhebung (4) unterscheidet.
2. Sickenwerkzeug (1) nach Anspruch 1, wobei eine Abmessung der Erhebungen (4) kleiner ist als eine Breite der
Kontaktfläche (2) .
3. Sickenwerkzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Erhebungen (4) Erhebungsflächen (8) mit einem Flächeninhalt zwischen 0,1 mm2 und 1 mm2 aufweisen.
4. Sickenwerkzeug (1) nach mindestens einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abstand zwischen
benachbarten Erhebungen (4) größer ist als 0,5 mm.
5. Sickenwerkzeug (1) nach mindestens einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei die Erhebungen (4) zufällig verteilt und/oder unregelmäßig angeordnet sind.
6. Sickenwerkzeug (1) nach mindestens einem der
vorhergehenden Ansprüche, welches ein Sickenrad oder eine Sickenrolle ist.
7. Sickenwerkzeug (1) nach mindestens einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sickenwerkzeug (1) dazu ausgebildet ist, einseitig von außen mit dem Werkstück (10) zu wechselwirken.
8. Elektrochemische Zelle (100) umfassend ein Gehäuseteil (10) und einen in dem Gehäuseteil (10) angeordneten
Elektrodenstapel (20), wobei das Gehäuseteil (10) einen
Hohlraum definiert und mindestens eine Einbuchtung (6) aufweist, wobei in der Einbuchtung (6) eine Vielzahl von lokalen Vertiefungen (5) ausgebildet ist, und wobei die zumindest eine Einbuchtung (6) den Elektrodenstapel (20) relativ zu dem Gehäuseteil (10) fixiert.
9. Elektrochemische Zelle (100) nach Anspruch 8, wobei sich die Einbuchtung (6) über den gesamten Umfang des Gehäuseteils (10) hinweg erstreckt.
10. Elektrochemische Zelle (100) nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Einbuchtung (6) eine erste Einbuchtung ist, und wobei das Gehäuseteil (10) eine zweite zu der ersten
Einbuchtung (6) axial versetzt angeordnete Einbuchtung (6) aufweist .
11. Elektrochemische Zelle (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, welche gemäß einem Elektrolytkondensator (100) ausgebildet ist, wobei der Elektrodenstapel (20) ein
Kondensatorwickel ist, der Elektrodenfolien (21) und einen mit den Elektrodenfolien (20) in Kontakt stehenden
Elektrolyten umfasst.
12. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Zelle (100) mit folgenden Schritten: Bereitstellen eines Gehäuseteils (10) und eines
Sickenwerkzeugs (1),
Bereitstellen eines Elektrodenstapels (20) und Einsetzen des Elektrodenstapels (20) in das Gehäuseteil (10), - Versehen des Gehäuseteils (10) mit einer Sicke (6)
mittels des Sickenwerkzeugs (1) derart, dass in der Sicke eine Vielzahl von lokalen, voneinander
abgegrenzten, nach innen gerichteten Vertiefungen (5) ausgebildet werden, wobei der Elektrodenstapel (20) durch das Versehen mit der Sicke (6) im Gehäuseteil (10) fixiert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei bei dem Versehen des Gehäuseteils (10) mit der Sicke (6), in einem ersten
Bearbeitungsschritt mittels eines groben Sickenwerkzeugs (1) eine Kontur der Sicke (6) und/oder der Vertiefungen (5) in das Gehäuseteil (10) eingeprägt wird und in einem
anschließenden Bearbeitungsschritt mittels eines feinen
Sickenwerkzeugs (10), die Vertiefungen (5) definiert werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei nach dem Einsetzen des Elektrodenstapels (20) in das Gehäuseteil (10), das
Gehäuseteil (10) zunächst verformt wird bis das Gehäuseteil (10) den Elektrodenstapel (20) berührt, und wobei das
Gehäuseteil (10) anschließend mit der Sicke (6) versehen wird .
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das Sickenwerkzeug (1) bei dem Erzeugen der Sicke (6) einseitig von außen auf das Gehäuseteil (10) einwirkt.
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