DE102017210663A1

DE102017210663A1 - Anordnung zum Entgasen eines elektrochemischen Energiespeichers sowie Rohrverbinder dazu

Info

Publication number: DE102017210663A1
Application number: DE102017210663.8A
Authority: DE
Inventors: Michael Beab
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2018-12-27
Also published as: CN109119570A; CN109119570B

Abstract

Vorgeschlagen wird u.a. eine Anordnung zum Entgasen eines elektrochemischen Energiespeichers (2) mit einem an einem Gehäuse (1) desselben angeordneten und aus dem Gehäuse (1) herausragenden Abgasungs-Rohrstutzen (3), und mit einem am Abgasungs-Rohrstutzen (3) festgelegten Rohrverbinder (4), wobei der Rohrverbinder (4) eine aus einem Elastomer bestehende Tülle (5) mit einem Kupplungsabschnitt (6) aufweist, an dem ein Abgasungs-Rohr (9) angebracht ist. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass der Kupplungsabschnitt (6) durch ein rohrförmiges Kupplungselement (10) gebildet ist, welches aus einem von der Tülle (5) verschiedenen Material besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Entgasen eines elektrochemischen Energiespeichers nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 der Erfindung. Nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10 der Erfindung betrifft dieselbe ferner einen Rohrverbinder.
Die JP 2002008603 A beschreibt ein Stromversorgungsgerät mit einer Mehrzahl zusammengefasster Zellmodule, deren Gehäuse jeweils einen Abgasungs-Rohrstutzen aufweisen. Die Abgasungs-Rohrstutzen sind unter Vermittlung von als Tülle ausgebildeten Rohrverbindern sowie von Durchführungshülsen an ein gemeinsames Abgasungs-Rohr angeschlossen. Endseitig ist das Abgasungs-Rohr jeweils auf dem aus einem Kautschuk bestehenden tüllenartigen Rohrverbinder aufgeschoben, welcher materialeinheitlich sowie integral einen entsprechenden Kupplungsabschnitt zum Abgasungs-Rohr ausbildet. Das Abgasungs-Rohr weist eine hohe Steifigkeit aus und soll dadurch die Steifigkeit des Stromversorgungsgerätes erhöhen. Hieraus resultiert das Erfordernis, dass auch die tüllenartigen Rohrverbinder eine relativ hohe Steifigkeit aufweisen müssen, welches mit erhöhtem Material und Gewicht einhergeht.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine im Hinblick auf den Stand der Technik alternative Anordnung zum Entgasen eines elektrochemischen Energiespeichers zu schaffen, welche bei Gewährleistung einer sicheren Entgasung im Hinblick auf Material, Kosten und Montierbarkeit optimiert ist.
Ausgehend von einer Anordnung zum Entgasen eines elektrochemischen Energiespeichers mit einem an einem Gehäuse desselben angeordneten und aus dem Gehäuse herausragenden Abgasungs-Rohrstutzen, und mit einem am Abgasungs-Rohrstutzen festgelegten Rohrverbinder, wobei der Rohrverbinder eine aus einem Elastomer bestehende Tülle mit einem Kupplungsabschnitt aufweist, an dem ein Abgasungs-Rohr angebracht ist, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass der Kupplungsabschnitt durch ein Kupplungselement gebildet ist, welches aus einem von der Tülle verschiedenen Material besteht.
Vorteilhaft ist es durch diese Maßnahme ermöglicht, bei minimiertem Gewicht und Materialaufwand den Rohrverbinder respektive dessen Kupplungselement an das jeweils aktuell zu verzeichnende Abgasungs-Rohr anzupassen.
Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
Danach ist das Kupplungselement form-, kraft- und/oder stoffschlüssig mit der Tülle verbunden und somit nicht auf eine bestimmte Fügemaßnahme beschränkt. Bevorzugte Fügemaßnahmen ergeben sich insbesondere dadurch, dass das Kupplungselement als separat hergestelltes Bauteil in eine vorgefertigte Tülle eingefädelt oder integral mit der Tülle ausgebildet ist, indem das Kupplungselement nach einem Kunststoff-Spritzgießverfahren in die Tülle eingespritzt oder als Einlegeteil bei der Herstellung der Tülle nach besagtem Kunststoff-Spritzgießverfahren mit Tüllenmaterial umspritzt ist. Weiter bevorzugt ist das Kupplungselement durch ein Winkelstück gebildet, wodurch ein Anschluss für das Abgasungs-Rohr realisierbar ist, der geringstmöglichen Bauraum benötigt. Insofern ist bevorzugt vorgesehen, dass das als Winkelstück ausgebildete Kupplungselement derart zum Gehäuse des elektrochemischen Energiespeichers angeordnet ist, dass ein Endabschnitt des Kupplungselements achsparallel zum Abgasungs-Rohrstutzen, bevorzugt in diesen hineinragend, und der andere Endabschnitt parallel zu einer zumindest abschnittsweise planen Außenkonturfläche des Gehäuses des elektrochemischen Energiespeichers verläuft. Die Tülle kann dadurch sehr flach ausgebildet werden. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dadurch, dass die Endabschnitte des als Winkelstück ausgebildeten Kupplungselements in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind. Um die Montage des Rohrverbinders samt des Abgasungs-Rohres zu erleichtern, ist das Abgasungs-Rohr zumindest abschnittsweise als Wellrohr ausgebildet und ist zumindest der Kupplungsabschnitt des Kupplungselements dazu ausgebildet und vorgesehen, mit dem zumindest abschnittsweise als Wellrohr ausgebildeten Abgasungs-Rohr verbunden zu werden. Unter einem Wellrohr wird dabei ein Rohr aus weitestgehend starrem Material mit einem wellenförmigen Durchmesser verstanden, woraus eine gewisse Flexibilität des Rohres resultiert. Neben der vereinfachten Montage insbesondere des Wellrohres an den Rohrverbinder können durch diese Maßnahme auch sehr gut Maßabweichungen respektive Toleranzen korrigiert und/oder konstruktionsbedingt in Grenzen voneinander abweichende Anschlusspunkte bedient werden. Darüber hinaus ist die Möglichkeit eröffnet, die Tülle samt Abgasungs-Rohr als von einem Lieferanten bereits fertig montiertes Modul anliefern zu lassen, welches aufgrund der Ausbildung des Abgasungs-Rohres als Wellrohr in der Endmontage einfach und kostengünstig verbaubar ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Tülle aus einem EPDM-Kautschuk (EPDM = Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk), wogegen das Kupplungselement und das Abgasungs-Rohr aus PP (PP = Polypropylen) besteht. EPDM verfügt über eine hohe thermische Beständigkeit, eine hohe Elastizität sowie über eine gute chemische Beständigkeit. Was den Werkstoff PP anbelangt, verfügt dieser über gute mechanische Eigenschaften sowie über eine gute thermische Beständigkeit.
Die Erfindung betrifft auch einen Rohrverbinder, welcher an einen Abgasungs-Rohrstutzen eines Gehäuses eines elektrochemischen Energiespeichers festlegbar ist, mit einer aus einem Elastomer bestehenden Tülle mit einem Kupplungsabschnitt, an dem ein Abgasungs-Rohr anbringbar ist. Dieser Rohrverbinder zeichnet sich dadurch aus, dass der Kupplungsabschnitt durch ein Kupplungselement gebildet ist, welches aus einem von der Tülle verschiedenen Material besteht. Dies hat den Vorteil, dass bei minimiertem Gewicht und Materialaufwand der Rohrverbinder respektive dessen Kupplungselement an das jeweils aktuell zu verzeichnende Abgasungs-Rohr anpassbar ist.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der einzigen Zeichnungsfigur äußerst schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf dieses beschränkt, sondern erfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.
1 zeigt insoweit ein Gehäuse 1 eines elektrochemischen Energiespeichers 2 (gestrichelte Linienführung). Unter besagtem elektrochemischen Energiespeicher 2 werden insbesondere eine Batterie bzw. ein Akkumulator an sich, ein Batteriemodul, wobei beispielsweise mehrere Batteriemodule zu einer Batterie zusammengesetzt sind, sowie ein Zellmodul, wobei beispielsweise mehrere Zellmodule zu einer Batterie oder einem Batteriemodul zusammengesetzt sind, verstanden.
Das Gehäuse 1 weist einen aus demselben herausragenden Abgasungs-Rohrstutzen 3 (gestrichelte Linienführung) auf. An dem Abgasungs-Rohrstutzen 3 ist ein Rohrverbinder 4 festgelegt. Der Rohrverbinder 4 weist eine aus einem Elastomer, bevorzugt aus einem EPDM-Kautschuk (EPDM = Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) bestehende Tülle 5 mit einem Befestigungsabschnitt 6 auf, vermittels dessen die Tülle 5 auf den Abgasungs-Rohrstutzen 3 aufgeschoben ist. Durch ihre Elastizität kombiniert mit Reibschluss ist die Tülle 5 gasdicht am Abgasungs-Rohrstutzen 3 gehaltert. Unter einer Tülle 5 wird im Allgemeinen ein röhrenartiges Teil verstanden.
Die Tülle 5 weist einen ersten Kupplungsabschnitt 7 auf, welcher entgegengesetzt dem besagten Befestigungsabschnitt 6 an der Tülle 5 vorgesehen ist und mit einem an demselben montierbaren zweiten Kupplungsabschnitt 8 eines Abgasungs-Rohres 9 korrespondiert. Das Abgasungs-Rohr 9 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zumindest abschnittsweise durch ein Wellrohr bevorzugt aus einem Kunststoff, weiter bevorzugt aus PP (PP = Polypropylen) gebildet. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf ein Abgasungs-Rohr 9 aus einem Kunststoff, sondern erfasst auch ein Abgasungs-Rohr 9 aus beispielsweise einem Metall oder einer Kombination aus derartigen Werkstoffen.
Der erste Kupplungsabschnitt 7 der besagten Tülle 5 ist durch ein rohrförmiges Kupplungselement 10 gebildet, welches gemäß diesem Ausführungsbeispiel sowie bevorzugt durch ein rohrförmiges Winkelstück gebildet ist. Die Endabschnitte 10a, 10b des als Winkelstück ausgebildeten Kupplungselements 10 sind bevorzugt in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet. Zu den Vorteilen einer solchen Anordnung wurde oben bereits dargetan. In Versuchen zum Anmeldungsgegenstand hat sich dabei ein Kupplungselement 10 als zweckmäßig erwiesen, welches materialeinheitlich dem Abgasungs-Rohr 9, d. h., ebenfalls aus PP (PP = Polypropylen) gebildet ist.
Der erste Kupplungsabschnitt 7 wird durch den Endabschnitt 10b gebildet, welcher vorliegend etwa parallel zu einer zumindest abschnittsweise planen Außenkonturfläche 11 des Gehäuses 1 des elektrochemischen Energiespeichers 2 verläuft. Der Endabschnitt 10a des Kupplungselements 10 reicht gemäß diesem Ausführungsbeispiel in den Abgasungs-Rohrstutzen 3 hinein, verläuft nahezu achsparallel zu demselben und ist vom Befestigungsabschnitt 6 der Tülle 5 sozusagen umschlossen. Es ist somit eine Zwangsführung von aus dem Gehäuse 1 des Energiespeichers 1 austretendem Gas durch das Kupplungselements 10 hindurch geschaffen.
Das Kupplungselement 10 kann form-, kraft- und/oder stoffschlüssig mit der Tülle 5 verbunden sein/werden. Bevorzugt ist das Kupplungselement 10 als vorgefertigtes Einlegeteil bei der Herstellung der Tülle 5 nach einem Kunststoff-Spritzgießverfahren mit Tüllenmaterial, vorliegend EPDM-Kautschuk umspritzt, wodurch ein dichter Verbund zwischen den Fügepartnern durch Stoffschluss erzielt ist.
Alternativ kann das Kupplungselement 10 als separat hergestelltes Bauteil auch in eine vorgefertigte Tülle 5 eingefädelt sein/werden, wobei sich die Tülle 5 unter Vorspannung zumindest abschnittsweise an das Kupplungselement 10 anschmiegt und so ebenfalls eine gasdichte Fügeverbindung zwischen den Fügepartnern bewirkt ist. Darüber hinaus kann es auch von Vorteil sein und ist ebenfalls durch die Erfindung miterfasst, dass das Kupplungselement 10 nach einem Kunststoff-Spritzgießverfahren, insbesondere Zweikomponenten-Kunststoff-Spritzgießverfahren, in die Tülle 5 eingespritzt ist.
Um einen sicheren Füge- respektive Steckverbund mit dem als Wellrohr ausgebildeten zweiten Kupplungsabschnitt 8 des Abgasungs-Rohres 9 zu erzielen, weist der durch den Endabschnitt 10b des Kupplungselements 10 gebildete erste Kupplungsabschnitt 7 auf seinem Außenumfang umlaufende Stege 12 auf, die im Zusammenbau in die Täler der Innenmantelfläche des als Wellrohr ausgebildeten zweiten Kupplungsabschnitts 8 formschlüssig eindringen.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Energiespeicher
3: Abgasungs-Rohrstutzen
4: Rohrverbinder
5: Tülle
6: Befestigungsabschnitt
7: erster Kupplungsabschnitt (Kupplungselement 10)
8: zweiter Kupplungsabschnitt (Abgasungs-Rohr 9)
9: Abgasungs-Rohr
10: Kupplungselement
10a: Endabschnitt
10b: Endabschnitt
11: Außenkonturfläche (Gehäuse 1)
12: Steg

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

JP 2002008603 A [0002]

Claims

Anordnung zum Entgasen eines elektrochemischen Energiespeichers (2) mit einem an einem Gehäuse (1) desselben angeordneten und aus dem Gehäuse (1) herausragenden Abgasungs-Rohrstutzen (3), und mit einem am Abgasungs-Rohrstutzen (3) festgelegten Rohrverbinder (4), wobei der Rohrverbinder (4) eine aus einem Elastomer bestehende Tülle (5) mit einem Kupplungsabschnitt (6) aufweist, an dem ein Abgasungs-Rohr (9) angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsabschnitt (6) durch ein rohrförmiges Kupplungselement (10) gebildet ist, welches aus einem von der Tülle (5) verschiedenen Material besteht.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (10) form-, kraft- und/oder stoffschlüssig mit der Tülle (5) verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (10) als separat hergestelltes Bauteil in eine vorgefertigte Tülle (5) eingefädelt oder integral mit der Tülle (5) ausgebildet ist, indem das Kupplungselement (10) nach einem Kunststoff-Spritzgießverfahren in die Tülle (5) eingespritzt oder als Einlegeteil bei der Herstellung der Tülle (5) nach besagtem Kunststoff-Spritzgießverfahren mit Tüllenmaterial umspritzt ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (10) durch ein Winkelstück gebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das als Winkelstück ausgebildete Kupplungselement (10) derart zum Gehäuse (1) des elektrochemischen Energiespeichers (2) angeordnet ist, dass ein Endabschnitt (10a) des Kupplungselements (10) achsparallel zum Abgasungs-Rohrstutzen (3) und der andere Endabschnitt (10b) parallel zu einer zumindest abschnittsweise planen Außenkonturfläche (11) des Gehäuses (1) des elektrochemischen Energiespeichers (2) verläuft.
Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Endabschnitte (10a, 10b) des als Winkelstück ausgebildeten Kupplungselements (10) in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasungs-Rohr (3) zumindest abschnittsweise als Wellrohr ausgebildet und zumindest der Kupplungsabschnitt (7) des Kupplungselements (10) dazu ausgebildet und vorgesehen ist, mit dem zumindest abschnittsweise als Wellrohr ausgebildeten Abgasungs-Rohr (9) verbunden zu werden.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tülle (5) aus einem EPDM-Kautschuk (EPDM = Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) besteht.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (10) und das Abgasungs-Rohr (9) aus PP (PP = Polypropylen) bestehen.
Rohrverbinder (4), welcher an einen Abgasungs-Rohrstutzen (3) eines Gehäuses (1) eines elektrochemischen Energiespeichers (2) festlegbar ist, mit einer aus einem Elastomer bestehenden Tülle (5) mit einem Kupplungsabschnitt (7), an dem ein Abgasungs-Rohres (9) anbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsabschnitt (7) durch ein rohrförmiges Kupplungselement (10) gebildet ist, welches aus einem von der Tülle (5) verschiedenen Material besteht.