[发明专利]带有角连接元件的成型密封元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于壳体的密封件，特别是用于电池壳体或者用于其他的电化学储能器，该密封件包括一基体，其中，所述基体具有带有密封面的成型密封元件，该密封是有凹凸构造的，并且，所述成型密封元件具有第一端部和第二端部。

背景技术

挤出加工的成型密封元件用来密封大面积的构件。例子是包括容槽及相应盖子的壳体。

成型密封元件能够实现在压力和收缩性(安装特性)方面最佳的机械设计。由此，例如可减小固定螺栓的间距，而不用考虑两个工件的机械夹紧力。借此，这种成型密封元件使得壳体能多次打开而不发生扭曲变形(“波纹板现象”)。

在角上设置成型密封元件经常是很难实现的，因为弯曲地挤压材料会恶化密封性能。成型密封元件的构造轮廓越复杂，这个问题越是突出。

复杂的成型轮廓经常不适于窄小的弯曲曲线。此外，在手工地、不精确地剪切成型密封元件时也会产生很大的公差。

正是在可能采用修剪的成型件的地方，特别是在角上，会出现密封问题。即使对于简单的成型密封元件，例如圆绳，也不允许生成任意小的曲率半径。

此外，弹性体可能在其存放期间发生收缩。因此，有利的是，挤出加工的成型密封元件或者是在其马上就要投入使用前才予以定长切断，或者采用具有相对较小收缩的弹性体。

对于大批量的件数，壳体密封件要在特意为其制造的工具(模具)中加工成工件。通常情况下，这只有在件数为约1000件以上的较大批量时才可经济地生产，特别是需要高额投资用于相应的工具(模具)，并且需要大型的压力机。

因此，对于小批量件数的这类要求，扁平密封件大多是由垫料或者板料批量生产的。在此，产生大量的材料废品当然是不利的。成型密封元件不能适配于应用状况也是不利的。在使用垫料或者板料时，并不能毫无问题地加工成型密封元件。

设置于壳体的盖子或者容槽上的、并且后来成网状的密封带条无法实现构造轮廓的最佳设计。此外，只能提供相对较小的弹性体型谱(弹性体系列)用于密封带条。此外缺点还有：在打开壳体时，这样设置的密封带条会脱落，并且由此不可再用。为替代密封件，将盖子或者容槽引向履带式涂覆设备则是必需的。

在这个背景下，值得追求的是：在小批量件数时也可以经济地提供优化的壳体密封件。

大型电池系统或者其他电化学储存器诸如超级电容器得到了越来越多的应用。

例如它们被应用于电动车辆或者混合动力车辆，工业用牵引系统，如叉车或者机器人，应用于地面运输车辆以及体育运动用车辆和娱乐活动用车辆。其他方面还应用于铁路和航空。

在所有这些应用中，电池通常由大量的被安置在电池壳体中的单个的电池单元组成。这种方式使用的能量储存器的典型电压可达1000V。电流强度可能大于100A。电池壳体的典型尺寸为500mm×800mm。

电池壳体具有以下任务：保护其内部的构件不受环境的影响。尤其是，水或者其他传导性流体渗入电池壳体内时是有害的，因为它们在与导电部件接触时会引起短路，并且可能与电池单元的活性成分，特别是与锂非常剧烈地反应，此时，例如释放出氢气气体。此外，还会腐蚀电子监控系统或者电池管理系统。

因为电池系统非常昂贵，电池壳体必须可重复打开。否则的话，例如，只有在焊开(用电焊打开)电池壳体之后，才可对监控电子系统中脱开的触点进行修理。而焊开的过程却隐藏着很大的危险，因为由此可能持久损害对温度敏感的电池构件。

大型储能器的壳体通常包括容槽(在其内安置有构件)和盖子。盖子和容槽要么由金属构成，要么由高强度的塑料构成。盖子和容槽彼此材料接合地、密封地连接。作为密封件，经常是使用弹性体密封件。

电池壳体或者电池壳体-密封件复合体通常必须提供针对灰尘的防护、针对可能积存于外部的水的防护、以及针对由于清洁器具例如高压清洁器而积存于外部的水的防护。

通常情况下，电池壳体必须满足安全等级IP67。在这个测试中，外部积存的水施加30分钟时间、0.1bar的过压(1米水柱)。该测试结束后，在电池壳体内部不允许有水存在。在一些特别的应用场合中，例如用于越野车或者电动船中的电池，可能还需要进一步的要求，例如应满足安全等级IP68。

附加地还要求：使电池壳体的内部针对电磁辐射干扰得到防护，或者说使电池不发射电磁辐射干扰，这一点会引起对密封件设计方案的影响。此外，密封件还应该能够补偿表面质量的公差，以及必要时补偿电池壳体构件的扭曲变形。

上述要求也可能在其他应用场合，例如在开关柜、电动行走设备的充电站和窗户中出现。