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DE102021124476A1 - PROCEDURE FOR MAKING A FLUID-TIGHT FITTING ON A PROFILE, INSERT AND BATTERY BOX - Google Patents

PROCEDURE FOR MAKING A FLUID-TIGHT FITTING ON A PROFILE, INSERT AND BATTERY BOX Download PDF

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DE102021124476A1
DE102021124476A1 DE102021124476.5A DE102021124476A DE102021124476A1 DE 102021124476 A1 DE102021124476 A1 DE 102021124476A1 DE 102021124476 A DE102021124476 A DE 102021124476A DE 102021124476 A1 DE102021124476 A1 DE 102021124476A1
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DE
Germany
Prior art keywords
profile
screw
sealing compound
chamber
wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102021124476.5A
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German (de)
Inventor
Leonard Dobos
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lisa Draexlmaier GmbH
Original Assignee
Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lisa Draexlmaier GmbH filed Critical Lisa Draexlmaier GmbH
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Priority to CN202211160317.2A priority patent/CN115839368A/en
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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer fluiddichten Verschraubung (100) an einem Profil (106), wobei eine Schraube (102) durch eine Wand (114) des Profils (106) in eine hinter der Wand (114) liegende Kammer (112) hinein geschraubt wirdund damit eine Schrauböffnung in der Wand (114) bildet, wobei die Kammer (112) durch die Wand (114) und ein in einen Innenraum des Profils (106) eingelegtes Einlegeteil (101) ausgebildet wird, wobei in der Kammer (112) eine Dichtmasse (116) angeordnet ist, die Schraube (102) beim Einschrauben in die Dichtmasse (116) eingedreht und dabei die Dichtmasse (116) durch die Schraube (102) beim Einschrauben teilweise verdrängt wird und sich die verdrängte Dichtmasse (116) um die Schraube (102) und die Schrauböffnung legt und somit die Verschraubung (100) durch die Dichtmasse (116) abgedichtet wird.

Figure DE102021124476A1_0000
The present invention relates to a method for producing a fluid-tight screw connection (100) on a profile (106), a screw (102) passing through a wall (114) of the profile (106) into a chamber located behind the wall (114). (112) is screwed in and thus forms a screw opening in the wall (114), the chamber (112) being formed by the wall (114) and an insert part (101) placed in an interior space of the profile (106), with the A sealing compound (116) is arranged in the chamber (112), the screw (102) is screwed into the sealing compound (116) when it is screwed in and the sealing compound (116) is thereby partially displaced by the screw (102) when it is screwed in and the displaced sealing compound ( 116) around the screw (102) and the screw opening and thus the screw connection (100) is sealed by the sealing compound (116).
Figure DE102021124476A1_0000

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer fluiddichten Verschraubung an einem Profil, ein Einlegeteil für ein Profil, sowie einen Batteriekasten.The present invention relates to a method for producing a fluid-tight screw connection on a profile, an insert for a profile, and a battery box.

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden hauptsächlich in Verbindung mit Batteriekästen für Elektrofahrzeuge beschrieben.The present invention is described below mainly in connection with battery boxes for electric vehicles.

Ein Batteriekasten soll wasserdicht sein. Dazu können Einzelteile des Batteriekastens beispielsweise stoffschlüssig miteinander verbunden werden, um eine durchgehende Hülle zu schaffen. Beispielsweise können die Einzelteile verschweißt werden.A battery box should be waterproof. For this purpose, individual parts of the battery box can be bonded together, for example, in order to create a continuous shell. For example, the individual parts can be welded.

Ein verschweißter Batteriekasten ist dabei jedoch bei Wartungsarbeiten störend.However, a welded battery box is disruptive during maintenance work.

Alternativ kann der Batteriekasten aus Einzelteilen zusammengesetzt werden und anschließend mit einer wasserdichten Beschichtung versiegelt werden. Beispielsweise kann der Batteriekasten mit einem Wachs besprüht und auf diese Weise beschichtet werden.Alternatively, the battery box can be assembled from individual parts and then sealed with a waterproof coating. For example, the battery box can be sprayed with a wax and coated in this way.

Das Beschichten ist ein komplexer Vorgang, bei dem bestimmte Parameter strikt einzuhalten sind, um eine zuverlässige Abdichtung des Batteriekastens sicherzustellen.Coating is a complex process that requires strict adherence to certain parameters to ensure reliable sealing of the battery box.

Die Einzelteile des Batteriekastens können auch mit zwischenliegenden Dichtungen verschraubt werden. Dabei kann jedoch mit der Zeit Wasser über die Verschraubungen in die Einzelteile eindringen. Um das Wasser am Eindringen zu hindern, können die Verschraubungen mit der wasserdichten Beschichtung versiegelt werden.The individual parts of the battery box can also be screwed together with intermediate seals. However, over time, water can penetrate the individual parts via the screw connections. To prevent water from entering, the screw connections can be sealed with the waterproof coating.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer fluiddichten Verschraubung an einem Profil, ein verbessertes Einlegeteil für ein Profil, sowie einen verbesserten Batteriekasten bereitzustellen. Eine Verbesserung kann hierbei beispielsweise eine verbesserte Abdichtung der Verschraubung gegen ein Eindringen von Flüssigkeiten und/oder eine vereinfachte Prozessführung betreffen.It is therefore an object of the invention to provide an improved method for producing a fluid-tight screw connection on a profile, an improved insert for a profile, and an improved battery box using means that are as simple as possible in terms of construction. An improvement here can relate, for example, to improved sealing of the screw connection against the ingress of liquids and/or simplified process management.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.The object is solved by the subject matter of the independent claims. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims, the description and the accompanying figures.

Bei dem hier vorgestellten Ansatz wird eine Schraube durch eine Wand eines Profils in eine innerhalb des Profils angeordnete Dichtmasse hineingeschraubt. Die Dichtmasse wird dabei durch die Schraube teilweise verdrängt. Durch die Rotation der Schraube entsteht Reibung zwischen der Dichtmasse und der Schraube, wodurch die Dichtmasse und die Schraube erhitzt werden. Durch die lokale Wärmeeinwirkung kann die Dichtmasse teilverflüssigt bzw. plastifiziert werden und an der Schraube anhaften. Durch eine Rückstellkraft der Dichtmasse kann die flüssige Dichtmasse auch in die Verschraubung zwischen der Schraube und dem Profil eindringen und die Verschraubung so abdichten. Alternativ kann die Rückstellkraft so groß sein, dass die elastische Dichtmasse die Schraube beziehungsweise das Gewinde abformt und so die Verschraubung abdichtet.In the approach presented here, a screw is screwed through a wall of a profile into a sealing compound arranged within the profile. The sealing compound is partially displaced by the screw. The rotation of the bolt creates friction between the sealant and the bolt, causing the sealant and bolt to heat up. Due to the local effect of heat, the sealant can be partially liquefied or plasticized and adhere to the screw. Due to a restoring force of the sealing compound, the liquid sealing compound can also penetrate into the screw connection between the screw and the profile and thus seal the screw connection. Alternatively, the restoring force can be so great that the elastic sealing compound molds the screw or the thread and thus seals the screw connection.

Damit die Dichtmasse nicht einfach ausweichen kann, ist die Dichtmasse innerhalb einer Kammer angeordnet. Die Kammer begrenzt auch eine benötigte Menge der Dichtmasse und kann zu einer Gewichtsbegrenzung beitragen. Die Kammer wird dabei anteilig durch zumindest eine Wand des Profils und durch zumindest eine Wand eines Einlegeteils gebildet. Durch das Einlegeteil kann der hier vorgestellte Ansatz auch an Standardprofilen ohne eigene speziell dafür vorgesehene Kammer angewendet werden.So that the sealing compound cannot simply escape, the sealing compound is arranged within a chamber. The chamber also limits a required amount of sealant and may contribute to weight limitation. The chamber is formed proportionally by at least one wall of the profile and by at least one wall of an insert. Thanks to the insert, the approach presented here can also be used on standard profiles without their own specially designed chamber.

Es wird ein Verfahren zum Herstellen einer fluiddichten Verschraubung an einem Profil vorgestellt, wobei eine Schraube durch eine Wand des Profils in eine hinter der Wand liegende Kammer hinein geschraubt wirdund damit eine Schrauböffnung in der Wand bildet, wobei die Kammer durch zumindest die eine Wand und ein in einen Innenraum des Profils eingelegtes Einlegeteil ausgebildet wird, wobei in der Kammer eine Dichtmasse angeordnet ist, die Schraube beim Einschrauben in die Dichtmasse eingedreht und dabei die Dichtmasse durch die Schraube beim Einschrauben teilweise verdrängt wird und sich die verdrängte Dichtmasse um die Schraube und die Schrauböffnung legt und somit die Verschraubung durch die Dichtmasse abgedichtet wird.A method for producing a fluid-tight screw connection on a profile is presented, wherein a screw is screwed through a wall of the profile into a chamber located behind the wall and thus forms a screw opening in the wall, the chamber passing through at least one wall and one in an interior space of the profile, an insert piece is formed, with a sealing compound being arranged in the chamber, the screw being screwed into the sealing compound as it is being screwed in, and the sealing compound being partially displaced by the screw as it is being screwed in, and the displaced sealing compound being around the screw and the screw opening puts and thus the screw is sealed by the sealant.

Ferner wird ein Einlegeteil für ein Profil vorgestellt, wobei das Einlegeteil in einem Innenraum des Profils anordenbar ist und mit zumindest einer Wand des Profils eine Kammer für eine Dichtmasse ausbildet, so dass die Dichtmasse beim Einschrauben einer Schraube teilweise verdrängbar ist und sich die verdrängte Dichtmasse um die Schraube und eine Schrauböffnung in der Wand legt.Furthermore, an insert for a profile is presented, wherein the insert can be arranged in an interior of the profile and forms a chamber for a sealing compound with at least one wall of the profile, so that the sealing compound can be partially displaced when a screw is screwed in and the displaced sealing compound moves around the screw and a screw hole in the wall.

Außerdem wird ein Batteriekasten für ein Elektrofahrzeug vorgestellt, wobei der Batteriekasten zumindest ein Profil mit zumindest einem Einlegeteil gemäß dem hier vorgestellten Ansatz aufweist, wobei das Einlegeteil in einem Innenraum des Profils angeordnet ist und mit zumindest einer Wand des Profils eine Kammer ausbildet, in der eine Dichtmasse angeordnet ist, wobei zumindest eine Schraube durch die Wand in die Kammer hinein geschraubt ist, wobei die Schraube in die Dichtmasse eingedreht ist und eine Verschraubung des Profils durch die Dichtmasse fluiddicht abgedichtet ist.In addition, a battery box for an electric vehicle is presented, the battery box having at least one profile with at least one insert according to the approach presented here, the insert being arranged in an interior of the profile and forming a chamber with at least one wall of the profile, in which a Sealing compound is arranged, wherein at least one screw is screwed through the wall into the chamber, the screw being screwed into the sealing compound and a screw connection of the profile is sealed fluid-tight by the sealing compound.

Ein Profil kann ein Rahmenprofil eines Batteriekastens sein. Das Profil kann beispielsweise aus einem Metallwerkstoff, insbesondere einem Aluminiumwerkstoff oder einem Stahlwerkstoff bestehen. Das Profil kann beispielsweise ein Strangpressprofil oder ein Strangziehprofil sein. Das Profil kann ein offenes Profil oder ein geschlossenes Profil sein. Das Profil kann entlang einer Haupterstreckungsrichtung eine im Wesentlichen gleichbleibende Querschnittsgeometrie aufweisen. Beispielsweise aus Gewichtsgründen kann das Profil auch mit Ausschnitten versehen sein. Das Profil kann insbesondere ein einfaches Hohlprofil ohne innere Strukturen sein.A profile can be a frame profile of a battery box. The profile can consist, for example, of a metal material, in particular an aluminum material or a steel material. The profile can be, for example, an extruded profile or an extruded profile. The profile can be an open profile or a closed profile. The profile can have an essentially constant cross-sectional geometry along a main extension direction. For weight reasons, for example, the profile can also be provided with cutouts. In particular, the profile can be a simple hollow profile without internal structures.

Ein Einlegeteil kann ebenso ein Strangpressprofil oder ein Strangziehprofil sein. Das Einlegeteil kann beispielsweise aus einem Metallwerkstoff, insbesondere einem Aluminiumwerkstoff oder einem Stahlwerkstoff bestehen. Das Einlegeteil kann beispielsweise aus demselben Werkstoff bestehen, wie das Profil und kann somit gleiche physikalische Eigenschaften, insbesondere ein gleiches Wärmeausdehnungsverhalten, aufweisen. Alternativ kann das Einlegeteil auch aus einem anderen Werkstoff bestehen, beispielsweise einem Kunststoff. Das Einlegeteil kann entlang einer Haupterstreckungsrichtung eine im Wesentlichen gleichbleibende Querschnittsgeometrie aufweisen. Auch das Einlegeteil kann beispielsweise aus Gewichtsgründen auch mit Ausschnitten versehen sein. Das Einlegeteil kann vor dem Verschrauben in axialer Richtung in das Profil hineingeschoben werden und so eine innere Struktur des Profils ausbilden.An insert can also be an extruded profile or an extruded profile. The insert can consist, for example, of a metal material, in particular an aluminum material or a steel material. The insert can, for example, consist of the same material as the profile and can therefore have the same physical properties, in particular the same thermal expansion behavior. Alternatively, the insert can also consist of a different material, for example a plastic. The insert can have an essentially constant cross-sectional geometry along a main extension direction. The insert can also be provided with cutouts, for example for reasons of weight. The insert can be pushed into the profile in the axial direction before screwing and thus form an inner structure of the profile.

Der Batteriekasten kann aus mehreren solchen Profilen mit eingeschobenen Einlegeteilen und weiteren Einzelteilen zusammengesetzt sein. Insbesondere können die Einzelteile als Klemmteile der hier vorgestellten Verschraubung an die Profile gepresst werden. Ebenso können die Profile unter Verwendung der vorgestellten Verschraubung miteinander verbunden werden. Der Batteriekasten ist dazu ausgebildet, Batteriemodule eines Elektrofahrzeugs zu umschließen und vor Umwelteinflüssen sowie mechanischen Einflüssen zu schützen. Der Batteriekasten kann Teil einer Crashstruktur des Elektrofahrzeugs sein.The battery box can be composed of several such profiles with inserted inserts and other individual parts. In particular, the individual parts can be pressed onto the profiles as clamping parts of the screw connection presented here. The profiles can also be connected to one another using the screw connection presented. The battery box is designed to enclose battery modules of an electric vehicle and to protect them from environmental influences and mechanical influences. The battery box can be part of a crash structure of the electric vehicle.

Das Einlegeteil kann zumindest eine an zumindest einer Seite offene Kammer aufweisen. In eingeschobenen Zustand kann die offene Kammer zusammen mit zumindest einer Wand des Profils eine geschlossene Kammer ausbilden. Das Einlegeteil kann sich in eingeschobenem Zustand an zumindest zwei diagonal gegenüberliegenden inneren Ecken des Profils abstützen. Die Kammer kann sich in eingeschobenen Zustand des Einlegeteils im Wesentlichen über eine Länge des Profils beziehungsweise des Einlegeteils erstrecken. Zumindest eine Wand der geschlossenen Kammer kann durch eine Außenwand des Profils ausgebildet sein. Wenn die Kammer an einer Kante des Profils angeordnet ist, können auch zumindest zwei Wände der geschlossenen Kammer durch Außenwände des Profils ausgebildet sein.The insert can have at least one chamber that is open on at least one side. In the pushed-in state, the open chamber can form a closed chamber together with at least one wall of the profile. When pushed in, the insert can be supported on at least two diagonally opposite inner corners of the profile. When the insert part is in the pushed-in state, the chamber can extend essentially over a length of the profile or the insert part. At least one wall of the closed chamber can be formed by an outer wall of the profile. If the chamber is arranged at an edge of the profile, at least two walls of the closed chamber can also be formed by outer walls of the profile.

Das Einlegeteil kann das Profil im Bereich der Kammer an zumindest zwei linienförmigen Berührungsflächen berühren. Die Berührungsflächen können an der einen Wand des Profils oder an unterschiedlichen Wänden des Profils anliegen. Die Berührungsflächen können an der Wand beziehungsweise den Wänden flächig anliegen, um eine Dichtwirkung an dem Profil zu erreichen. Das Einlegeteil kann ein Übermaß gegenüber dem Profil aufweisen, um im eingeschobenen Zustand eine Klemmwirkung an dem Profil zu erreichen. Das Einlegeteil kann beim Einschieben geringfügig elastisch verformt werden, um die Klemmwirkung zu erreichen. Das Einlegeteil kann sich im Wesentlichen über die volle Länge des Profils erstrecken. So können beispielsweise mechanische Eigenschaften des Profils durch das Einlegeteil eingestellt werden. Alternativ kann pro Verschraubung oder pro Gruppe von Verschraubungen ein eigenes Einlegeteil verwendet werden. Dabei können die einzelnen Einlegeteile voneinander beabstandet sein.The insert can touch the profile in the area of the chamber on at least two linear contact surfaces. The contact surfaces can rest on one wall of the profile or on different walls of the profile. The contact surfaces can lie flat against the wall or walls in order to achieve a sealing effect on the profile. The insert can be oversized in relation to the profile in order to achieve a clamping effect on the profile when it is pushed in. The insert can be slightly elastically deformed when inserted in order to achieve the clamping effect. The insert can essentially extend over the full length of the profile. For example, mechanical properties of the profile can be adjusted by the insert. Alternatively, a separate insert can be used for each screw connection or group of screw connections. The individual inserts can be spaced apart.

Eine Schraube kann eine Standardschraube sein und in ein existierendes Gewinde der Wand eingeschraubt werden. Die Schraube kann auch eine selbstschneidende Schraube sein und in ein passendes Kernloch im Profil eingeschraubt werden. Die selbstschneidende Schraube kann dabei das Gewinde in die Wand formen. Die Schraube kann auch eine selbstbohrende und selbstschneidende Schraube sein und selbständig ein Loch in die Wand bohren und das Gewinde darin ausformen.A screw can be a standard screw and can be screwed into an existing thread in the wall. The screw can also be a self-tapping screw and can be screwed into a suitable core hole in the profile. The self-tapping screw can form the thread in the wall. The screw can also be a self-drilling and self-tapping screw and independently drill a hole in the wall and form the thread in it.

Eine Dichtmasse kann eine dauerelastische Masse sein. Die Dichtmasse kann zumindest am Einlegeteil anhaften. Die Dichtmasse kann thermoplastische Eigenschaften aufweisen. Die Dichtmasse kann beim Eindrehen der Schraube durch Reibung erwärmt und verflüssigt werden. Dabei kann die verflüssigte Dichtmasse die Schraube benetzen und eine Klebewirkung an der Schraube entfalten. Die Klebewirkung kann sich insbesondere beim Abkühlen und Erhärten der Dichtmasse entfalten. Die verflüssigte Dichtmasse kann auch in die Verschraubung eindringen und dort wieder erhärten bzw. verfestigen. Alternativ oder ergänzend kann die Dichtmasse von der Schraube insbesondere seitlich verdrängt werden und auf die Verdrängung mit einer Rückstellkraft reagieren. Durch die Rückstellkraft kann die Dichtmasse an die Schraube angepresst werden und an der Schraube abdichten. Zusätzlich können beim Einschrauben entstehende Partikel in der Dichtmasse gebunden werden.A sealing compound can be a permanently elastic compound. The sealing compound can at least adhere to the insert. The sealing compound can have thermoplastic properties. The sealing compound can be heated and liquefied by friction when screwing in the screw. The ver liquid sealant wet the screw and develop an adhesive effect on the screw. The adhesive effect can unfold in particular when the sealing compound cools and hardens. The liquefied sealing compound can also penetrate into the screw connection and harden or solidify there again. Alternatively or additionally, the sealing compound can be displaced laterally by the screw, in particular, and can react to the displacement with a restoring force. Due to the restoring force, the sealing compound can be pressed onto the screw and seal it on the screw. In addition, particles produced when screwing in can be bound in the sealing compound.

Die Schraube kann ein Klemmteil gegen das Profil klemmen. Ebenso kann die Schraube ohne ein Klemmteil in das Profil geschraubt werden. Die Schraube kann auch mehrere übereinander angeordnete Klemmteile gegen das Profil klemmen. Das Klemmteil kann beispielsweise ein Deckel oder ein Boden des Batteriekastens sein. Zwischen dem Klemmteil und dem Profil kann eine Dichtmasse angeordnet sein. Die Dichtmasse kann die gleiche Dichtmasse wie in der Kammer sein. Das Klemmteil kann ein Schraubloch aufweisen, durch das die Schraube in das Profil geschraubt wird. Eine Position der Verschraubung kann durch das Schraubloch im Klemmteil bestimmt sein. Die Schraube kann auch durch ein Klemmteil ohne Loch und dann durch das Profil geschraubt werden. Ein Kopf der Schraube kann auf dem Klemmteil aufsetzen und das Klemmteil gegen das Profil pressen. Zwischen dem Kopf und dem Klemmteil kann eine Dichtscheibe angeordnet werden. Die Dichtscheibe kann ein duktiles Material aufweisen und eine Kontur des Klemmteils zumindest anteilig abformen. Die Dichtscheibe kann beispielsweise aus einem Aluminiummaterial sein.The screw can clamp a clamping part against the profile. The screw can also be screwed into the profile without a clamping part. The screw can also clamp several clamping parts arranged one above the other against the profile. The clamping part can be a cover or a base of the battery box, for example. A sealing compound can be arranged between the clamping part and the profile. The sealing compound can be the same sealing compound as in the chamber. The clamping part can have a screw hole through which the screw is screwed into the profile. A position of the screw connection can be determined by the screw hole in the clamping part. The screw can also be screwed through a clamping part without a hole and then screwed through the profile. A head of the screw can rest on the clamping part and press the clamping part against the profile. A sealing disk can be arranged between the head and the clamping part. The sealing washer can have a ductile material and at least partially mold a contour of the clamping part. The sealing washer can be made of an aluminum material, for example.

Das vorab mit der Dichtmasse ausgerüstete Einlegeteil kann vor dem Einschrauben in das Profil eingebracht werden. Die Dichtmasse kann in der offenen Kammer des Einlegeteils angeordnet werden, bevor das Einlegeteil in das Profil geschoben wird. Die Dichtmasse kann durch einen Hersteller des Einlegeteils vorab in der noch zumindest an einer Seite offenen Kammer angeordnet werden. Die Dichtmasse kann mit einem Übermaß in der offenen Kammer angeordnet werden, um im eingeschobenen Zustand des Einlegeteils eine Andruckkraft am Profil zu erzeugen. Das Profil kann beim Einschieben erwärmt werden, um ein Gleiten der Dichtmasse entlang des Profils zu vereinfachen und/oder eine Haftung der Dichtmasse am Profil nach dem Erkalten des Profils zu verbessern.The insert, which has been previously equipped with the sealing compound, can be inserted into the profile before it is screwed in. The sealant can be placed in the open chamber of the insert before the insert is slid into the profile. The sealing compound can be arranged in advance by a manufacturer of the insert part in the chamber which is still open on at least one side. The sealing compound can be arranged with an excess in the open chamber in order to generate a pressing force on the profile when the insert part is pushed in. The profile can be heated during insertion in order to make it easier for the sealing compound to slide along the profile and/or to improve adhesion of the sealing compound to the profile after the profile has cooled.

Die Dichtmasse kann auch unmittelbar vor dem Einschrauben in die Kammer dosiert werden. Die Dichtmasse kann in einem fließfähigen oder pastösen Zustand dosiert werden. Die Dichtmasse kann in das zugeschnittene Profil mit eingeschobenem Einlegeteil dosiert werden. Die Dichtmasse kann unter Verwendung einer Dosiereinrichtung dosiert werden. Die Dichtmasse kann durch eine an einer Stirnseite des Profils beziehungsweise des Einlegeteil angeordnete Düse in die Kammer eingebracht werden. Alternativ kann die Dichtmasse durch eine in die Kammer eingeschobene Lanze dosiert werden. Am Ende der Lanze kann die Düse angeordnet sein. Die Lanze kann entlang der Kammer bewegt werden, während die Dichtmasse dosiert wird. Insbesondere kann die Dichtmasse dosiert werden, während die Lanze aus der Kammer zurückgezogen wird.The sealing compound can also be metered into the chamber immediately before screwing it in. The sealant can be dosed in a free-flowing or pasty state. The sealant can be dosed into the cut profile with the inserted insert. The sealant can be dosed using a dosing device. The sealing compound can be introduced into the chamber through a nozzle arranged on an end face of the profile or the insert. Alternatively, the sealing compound can be dosed by a lance pushed into the chamber. The nozzle can be arranged at the end of the lance. The lance can be moved along the chamber while the sealant is metered. In particular, the sealing compound can be dosed while the lance is being withdrawn from the chamber.

Die Dichtmasse kann durch eine längs der Kammer verlaufende Profilöffnung des Profils in die Kammer dosiert werden. Eine Profilöffnung kann sich entlang der Kammer erstrecken. Die Profilöffnung durchbricht dabei eine Wand der Kammer und auch eine Außenwand des Profils. Dabei kann die Wand der Kammer auch die Außenwand des Profils sein. Die Wand der Kammer und die Außenwand des Profils können auch voneinander beabstandet sein. Dann kann die Profilöffnung Wände aufweisen, welche die Wand der Kammer mit der Außenwand des Profils verbinden. Die Wände der Kammer sind durch die Profilöffnung im Wesentlichen C-förmig. Eine Applikationsdüse kann zum Dosieren der Dichtmasse durch die Profilöffnung in die Kammer eingeführt werden. Dabei kann die Dichtmasse insbesondere lokal im Bereich der Verschraubung in die Kammer dosiert werden. Die Applikationsdüse kann während des Dosierens entlang der Profilöffnung bewegt werden und im Bereich der Verschraubung Dichtmasse aus der Applikationsdüse in die Kammer dosiert werden.The sealing compound can be metered into the chamber through a profile opening of the profile running along the chamber. A profile opening can extend along the chamber. The profile opening breaks through a wall of the chamber and also an outer wall of the profile. The wall of the chamber can also be the outer wall of the profile. The wall of the chamber and the outer wall of the profile can also be spaced apart. Then the profile opening can have walls connecting the wall of the chamber to the outer wall of the profile. The walls of the chamber are essentially C-shaped due to the profile opening. An application nozzle can be inserted through the profile opening into the chamber to dose the sealant. In this case, the sealing compound can be metered into the chamber, in particular locally in the area of the screw connection. The application nozzle can be moved along the profile opening during dosing and sealant can be dosed from the application nozzle into the chamber in the area of the screw connection.

Die Kammer kann im Wesentlichen vollständig mit der Dichtmasse ausgefüllt werden. Die Dichtmasse kann dabei von einem Ende der Kammer bis zum anderen Ende der Kammer befüllt werden. Dadurch können fluiddichte Verschraubungen überall entlang der Kammer hergestellt werden.The chamber can be essentially completely filled with the sealing compound. The sealing compound can be filled from one end of the chamber to the other end of the chamber. This allows fluid tight fittings to be made anywhere along the length of the chamber.

Die Kammer kann lokal im Bereich der Verschraubung mit der Dichtmasse ausgefüllt werden. Die Position der Verschraubung kann vordefiniert sein. Die Dichtmasse kann als Portion an der Position der Verschraubung dosiert werden. Zwischen So kann zwischen den Portionen Luft in der Kammer angeordnet sein. Durch entlang der Kammer verteilte Portionen kann Dichtmasse eingespart werden. Die offene Kammer kann nur im Bereich um die Verschraubung ausgefüllt werden. Dabei kann eine vorbestimmte Strecke vor und nach der Verschraubung mit der Dichtmasse gefüllt werden. Beispielsweise kann eine Düse entlang der offenen Kammer gezogen werden und im Bereich der Verschraubung Dichtmasse aus der Düse beziehungsweise Lanze in die offene Kammer dosiert werden. Zwischen zwei Verschraubungen kann das Dosieren unterbrochen werden.The chamber can be locally filled with the sealant in the area of the screw connection. The position of the screw connection can be predefined. The sealant can be dosed as a portion at the position of the screw connection. Air can thus be arranged in the chamber between the portions. Sealing compound can be saved by portions distributed along the chamber. The open chamber can only be filled in the area around the screw connection. A predetermined distance can be filled with the sealing compound before and after the screw connection. For example, a nozzle can be pulled along the open chamber and sealing compound can be drawn out of the nozzle or lance in the area of the screw connection be dosed into the open chamber. Dosing can be interrupted between two screw connections.

Als Dichtmasse kann ein Butylwerkstoff in die Kammer dosiert werden. Butyl beziehungsweise ein Butylwerkstoff ist dauerelastisch und weist insbesondere bei erhöhter Temperatur ein gutes Haftungsvermögen an Metall auf. Der Butylwerkstoff kann einfach aus einer Düse dosiert werden. Dazu kann der Butylwerkstoff beispielsweise auf eine Temperatur zwischen 130°C und 150°C erwärmt werden. In erwärmtem Zustand ist der Butylwerkstoff pastös und plastisch verformbar. In der Kammer kann der Butylwerkstoff wieder abkühlen und dabei zum dauerelastischen Zustand erhärten. Der Butylwerkstoff ist wiederverwendbar. Alternativ kann als Dichtmasse Moosgummi verwendet werden.A butyl material can be dosed into the chamber as a sealing compound. Butyl or a butyl material is permanently elastic and has good adhesion to metal, particularly at elevated temperatures. The butyl material can be easily dosed from a nozzle. For this purpose, the butyl material can be heated to a temperature between 130°C and 150°C, for example. When heated, the butyl material is pasty and plastically deformable. The butyl material can cool down again in the chamber and harden to a permanently elastic state. The butyl material is reusable. Alternatively, foam rubber can be used as a sealing compound.

Die Schraube kann beim Einschrauben ein Material der Wand seitlich verdrängen, die Wand durchbohren und ein Gewinde in das verdrängte Material formen. Die Schraube kann eine Fließbohrschraube sein. Eine Spitze der Schraube kann auf die durchgehende Wand des Profils aufgesetzt werden, in Rotation versetzt werden und gegen die Wand gedrückt werden. Dabei wird die Wand durch Reibung lokal erhitzt, bis das Metallmaterial des Profils fließfähig wird. Durch den Druck verdrängt die Spitze das Material der Wand seitlich und formt so eine ringförmige Verdickung der Wand, während die Wand durchdrungen wird. Das Durchdringen erfolgt im Idealfall spanlos. Wenn die Spitze durch die Wand gedrungen ist, dringt sie in die dahinterliegende Dichtmasse ein und verdrängt diese im Wesentlichen seitlich. Eventuell beim Durchdringen entstehende Späne können durch die Dichtmasse in der Kammer eingebettet werden. Ein an die Spitze anschließender Schaft der Schraube weist ein konisches Außengewinde auf, das ein Innengewinde in die noch fließfähige Verdickung presst, beziehungsweise formt. Das Formen des Gewindes erfolgt im Idealfall ebenfalls spanlos. Eventuell beim Formen des Gewindes entstehende Späne können durch die Dichtmasse in der Kammer eingebettet werden. Ein an das konische Gewinde anschließender zylindrischer Teil des Außengewindes greift in das frisch geformte Innengewinde ein und zieht einen an das zylindrische Gewinde anschließenden Schraubenkopf der Schraube in Richtung des Profils. Dabei kann ein zwischen dem Schraubenkopf und dem Gewinde angeordnetes Klemmteil gegen das Profil gepresst werden. Die heiße Spitze und der ebenfalls erhitzte konische Teil des Gewindes erhitzen beim Eindringen die Dichtmasse. Reibung zwischen der gesamten Schraube und der Dichtmasse verstärkt die Erwärmung der Dichtmasse weiter. Die Dichtmasse wird lokal begrenzt verflüssigt und benetzt die heiße Schraube. Die seitliche Verdrängung der flüssigen Dichtmasse wird durch angrenzende kalte Dichtmasse behindert und es entsteht ein hoher Druck in der flüssigen Dichtmasse. Durch den hohen Druck wird die flüssige Dichtmasse auch in einen Spalt zwischen dem Innengewinde des Profils und dem Außengewinde der Schraube gepresst und dichtet so die Verschraubung dauerhaft ab.When screwed in, the screw can laterally displace a material of the wall, pierce the wall and form a thread in the displaced material. The screw can be a flow drill screw. A tip of the screw can be placed on the continuous wall of the profile, rotated and pressed against the wall. The wall is heated locally by friction until the metal material of the profile becomes fluid. The pressure causes the tip to displace the material of the wall laterally, forming an annular thickening of the wall as the wall is penetrated. Ideally, penetration is chipless. Once the tip has passed through the wall, it penetrates the underlying sealant and essentially displaces it laterally. Any shavings that may occur during penetration can be embedded in the chamber by the sealing compound. A shank of the screw adjoining the tip has a conical external thread which presses or forms an internal thread into the thickening which is still free-flowing. Ideally, the thread is also formed without cutting. Any chips produced when forming the thread can be embedded in the chamber by the sealant. A cylindrical part of the external thread adjoining the conical thread engages in the freshly formed internal thread and pulls a screw head of the screw adjoining the cylindrical thread in the direction of the profile. A clamping part arranged between the screw head and the thread can be pressed against the profile. The hot tip and the conical part of the thread, which is also heated, heat the sealant as it penetrates. Friction between the entire bolt and the sealant further increases the heating of the sealant. The sealant is locally liquefied and wets the hot screw. The lateral displacement of the liquid sealant is impeded by adjacent cold sealant and high pressure is created in the liquid sealant. Due to the high pressure, the liquid sealant is also pressed into a gap between the internal thread of the profile and the external thread of the screw and thus permanently seals the screw connection.

Figurenlistecharacter list

Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Figur erläutert. Es zeigt:

  • 1 eine Darstellung einer fluiddichten Verschraubung mit einem Einlegeteil gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 2 eine Darstellung eines vorab vollständig befüllten Einlegeteils gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
  • 3 eine Darstellung eines vorab lokal befüllten Einlegeteils gemäß einem Ausführungsbeispiel.
An advantageous exemplary embodiment of the invention is explained below with reference to the accompanying figure. It shows:
  • 1 an illustration of a fluid-tight screw connection with an insert part according to an exemplary embodiment;
  • 2 a representation of a previously completely filled insert part according to an embodiment; and
  • 3 a representation of a previously locally filled insert according to an embodiment.

Die Figur ist lediglich eine schematische Darstellung und dient nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.The figure is only a schematic representation and serves only to explain the invention. Elements that are the same or have the same effect are provided with the same reference symbols throughout.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

1 zeigt eine Darstellung einer fluiddichten Verschraubung 100 mit einem Einlegeteil 101 gemäß einem Ausführungsbeispiel. An der Verschraubung 100 ist eine Schraube 102 in ein Schraubloch eines Profils 106 geschraubt. Die Schraube 102 weist ein Außengewinde auf. Das Schraubloch weist ein Innengewinde auf. Das Profil 106 ist ein Rahmenprofil eines Batteriekastens 108 für ein Elektrofahrzeug. Die Schraube 102 presst ein Klemmteil 110 gegen das Profil 106. Das Klemmteil 110 ist beispielsweise ein Deckel des Batteriekastens 108. 1 shows an illustration of a fluid-tight screw connection 100 with an insert 101 according to an exemplary embodiment. A screw 102 is screwed into a screw hole of a profile 106 on the screw connection 100 . The screw 102 has an external thread. The screw hole has an internal thread. The profile 106 is a frame profile of a battery box 108 for an electric vehicle. The screw 102 presses a clamping part 110 against the profile 106. The clamping part 110 is, for example, a cover of the battery box 108.

Das Profil 106 ist ein Strangpressprofil oder ein Strangziehprofil aus einem Aluminiummaterial oder einem Stahlmaterial. Das Profil 106 weist entlang seiner Haupterstreckungsrichtung einen im Wesentlichen unveränderten Querschnitt auf. Dabei kann das Profil 106 beispielsweise auch Biegungen aufweisen, in deren Bereich der Querschnitt verändert sein kann. Das Profil 106 ist hier ein geschlossenes Hohlprofil mit einem viereckigen Querschnitt. Das Profil 106 kann also als ein Vierkantrohr bezeichnet werden.The profile 106 is an extruded profile or an extruded profile made of an aluminum material or a steel material. The profile 106 has an essentially unchanged cross section along its main extension direction. The profile 106 can also have bends, for example, in the area of which the cross section can be changed. The profile 106 is a closed hollow profile with a square cross section. The profile 106 can thus be referred to as a square tube.

Das Einlegeteil 101 ist ebenfalls ein Strangpressprofil oder ein Strangziehprofil aus einem Aluminiummaterial oder einem Stahlmaterial. Das Einlegeteil 101 weist entlang seiner Haupterstreckungsrichtung ebenfalls einen im Wesentlichen unveränderten Querschnitt auf. The insert 101 is also an extruded profile or an extruded profile made of an aluminum material or a steel material. The insert 101 has along its Main extension also has a substantially unchanged cross-section.

Das Einlegeteil 101 ist in einen Innenraum des Profils 106 eingeschoben und liegt im Bereich von zwei diagonal gegenüberliegenden Innenecken des Profils 106 an Innenflächen des Profils 106 an.The insert 101 is pushed into an interior space of the profile 106 and rests against inner surfaces of the profile 106 in the area of two diagonally opposite inner corners of the profile 106 .

Das Einlegeteil 101 bildet im Bereich einer der Innenkanten des Profils 106 zusammen mit einer Wand 114 des Profils eine Kammer 112 aus, die sich über die ganze Länge des Profils 106 erstreckt. Das Schraubloch befindet sich in der Wand 114. In alternativen Ausführungsbeispielen können auch zwei oder mehr Wände 114 der Kammer 112 durch Wände des Profils 106 ausgebildet sein. An der Verschraubung 100 ist die Schraube 102 durch das Klemmteil 110 und durch die Wand 114 hindurch in die Kammer 112 hinein geschraubt. Das Innengewinde ist in der Wand 114 ausgebildet. Das Klemmteil 110 wird durch die Schraube 102 gegen diese Wand 114 gepresst.The insert 101 forms a chamber 112 in the area of one of the inner edges of the profile 106 together with a wall 114 of the profile, which chamber extends over the entire length of the profile 106 . The screw hole is in the wall 114. In alternative exemplary embodiments, two or more walls 114 of the chamber 112 can also be formed by walls of the profile 106. At the screw connection 100 the screw 102 is screwed through the clamping part 110 and through the wall 114 into the chamber 112 . The internal threads are formed in the wall 114 . The clamping part 110 is pressed against this wall 114 by the screw 102 .

Im Bereich der Kammer 112 liegt das Einlegeteil 101 mit drei Flächen an einer Innenseite des Profils 106 an. Dabei erstrecken sich zwei der Flächen entlang gegenüberliegender Seiten der Kammer 112 und dichten so die Kammer 112 gegen den restlichen Innenraum des Profils 106 ab. Die dritte Fläche ist eine Stützfläche und stützt das Einlegeteil 101 gegen ein Verkippen innerhalb des Innenraums ab.In the region of the chamber 112, the insert part 101 bears against an inside of the profile 106 with three surfaces. In this case, two of the surfaces extend along opposite sides of the chamber 112 and thus seal the chamber 112 from the remaining interior of the profile 106 . The third surface is a support surface and supports the insert part 101 against tilting within the interior.

Bei dem hier vorgestellten Ansatz ist zumindest im Bereich der Verschraubung 100 in der Kammer 112 eine Dichtmasse 116 angeordnet. Die Schraube 102 ist in die Dichtmasse 116 eingedreht. Die Schraube 102 hat die Dichtmasse 116 zumindest teilweise seitlich verdrängt. Die verdrängte Dichtmasse 116 liegt an der Schraube 102 und dem Schraubloch an und dichtet die Verschraubung 100 fluiddicht ab.In the approach presented here, a sealing compound 116 is arranged in the chamber 112 at least in the area of the screw connection 100 . The screw 102 is screwed into the sealing compound 116 . The screw 102 has at least partially displaced the sealing compound 116 laterally. The displaced sealing compound 116 rests against the screw 102 and the screw hole and seals the screw connection 100 in a fluid-tight manner.

Beim Eindrehen der Schraube 102 in die Dichtmasse 116 ist die Dichtmasse 116 zumindest durch Reibung zwischen der Dichtmasse 116 und der Schraube 102 erhitzt worden und hat sich dabei zumindest teilverflüssigt. In flüssigem Zustand hat die Dichtmasse 116 die Schraube 102 benetzt und ist zumindest anteilig in die Gewindegänge zwischen dem Innengewinde und der Schraube 102 eingedrungen. Die Dichtmasse 116 haftet an einer Oberfläche der Schraube 102 und des Innengewindes und dichtet so die Gewindegänge ab.When the screw 102 is screwed into the sealing compound 116, the sealing compound 116 has been heated at least by friction between the sealing compound 116 and the screw 102 and has at least partially liquefied in the process. In the liquid state, the sealing compound 116 has wetted the screw 102 and has penetrated at least partially into the thread turns between the internal thread and the screw 102 . The sealing compound 116 adheres to a surface of the screw 102 and the internal threads and thus seals the threads.

In einem Ausführungsbeispiel ist die Verschraubung 100 eine Direktverschraubung. Bei der Direktverschraubung hat die Schraube 102 die nicht vorgebohrte Wand 114 durchdrungen und dabei das Schraubloch und das Innengewinde geformt. Bei der Direktverschraubung kann die Schraube 102 auch optional zuerst das Klemmteil 110 durchdringen. Im dargestellten Beispiel weist das Klemmteil 110 jedoch ein Durchgangsloch auf. Die Schraube 102 ist für die Direktverschraubung innerhalb des Durchgangslochs auf das Profil 106 aufgesetzt worden und in Rotation versetzt worden. Dabei kann die Schraube 102 die Wand 114 spanlos oder spanabhebend durchdringen. Die hinter der Wand 114 angeordnete Dichtmasse 116 bindet die bei der Direktverschraubung möglicherweise anfallenden Späne dauerhaft.In one embodiment, the fitting 100 is a direct fitting. In the case of the direct screw connection, the screw 102 has penetrated the wall 114 which has not been pre-drilled, thereby forming the screw hole and the internal thread. In the case of direct screwing, the screw 102 can also optionally penetrate the clamping part 110 first. In the example shown, however, the clamping part 110 has a through hole. The screw 102 has been placed on the profile 106 for direct screwing within the through hole and has been set in rotation. The screw 102 can penetrate the wall 114 without cutting or by cutting. The sealing compound 116 arranged behind the wall 114 permanently binds the chips that may occur during direct screwing.

Beim Durchdringen der Wand 114 werden die Schraube 102 und die Wand 114 durch Reibung zwischen der Schraube 102 und der Wand 114 erhitzt. Die erhitzte Wand 114 wird weich und ermöglicht das Durchdringen der Schraube 102. Beim Durchdringen verdrängt die Schraube 102 das Metallmaterial der Wand 114 zur Seite und es entsteht eine ringförmige Verdickung in der Wand. Die Schraube 102 formt das Innengewinde in die Innenseite der Verdickung. Die erhitzte Schraube 102 dringt dann in die bereits anteilig durch die erhitzte Wand 114 erwärmte Dichtmasse 116 ein. Dabei kann die Dichtmasse 116 dünnflüssig werden und die Schraube 102 sowie das Innengewinde besonders gut benetzen. Auch das Binden der Späne funktioniert mit dünnflüssiger Dichtmasse 116 besonders gut.When penetrating the wall 114 the screw 102 and the wall 114 are heated by friction between the screw 102 and the wall 114 . The heated wall 114 softens, allowing the screw 102 to penetrate. Upon penetration, the screw 102 displaces the metal material of the wall 114 aside and an annular thickening occurs in the wall. The screw 102 forms the internal threads in the inside of the enlargement. The heated screw 102 then penetrates into the sealing compound 116 that has already been partially heated by the heated wall 114 . The sealing compound 116 can become thin and wet the screw 102 and the internal thread particularly well. The binding of the chips also works particularly well with the thin liquid sealing compound 116.

In einem Ausführungsbeispiel werden das Profil 106 und das Einlegeteil 101 mit leerer Kammer 112 auf die erforderliche Länge für den Batteriekasten 108 geschnitten und anschließend die Dichtmasse 116 in die Kammer 112 dosiert, bevor die Verschraubung 100 ausgeführt wird. Die Dichtmasse 116 kann dabei über die offenen Enden der Kammer 112 in die Kammer 112 dosiert werden.In one exemplary embodiment, the profile 106 and the insert 101 with an empty chamber 112 are cut to the required length for the battery box 108 and then the sealing compound 116 is metered into the chamber 112 before the screw connection 100 is carried out. The sealing compound 116 can be metered into the chamber 112 via the open ends of the chamber 112 .

In einem Ausführungsbeispiel wird eine Lanze mit einer Düse am Ende von einer Seite in die Kammer 112 eingeführt und bis zur anderen Seite durchgeschoben. Anschließend wird die Dichtmasse 116 aus der Düse dosiert und die Lanze mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit durch die Kammer 112 zurück gezogen. Die Geschwindigkeit ist dabei so groß, dass die aus der Düse strömende Dichtmasse 116 den vollständigen Querschnitt der Kammer 112 auffüllt. Dadurch können Poren und Lufteinschlüsse in der Dichtmasse 116 im Wesentlichen verhindert werden. Vor Beginn des Dosierens kann das andere Ende der Kammer 112 verschlossen werden, um ein Auslaufen der Dichtmasse 116 zu verhindern.In one embodiment, a lance with a nozzle at the end is inserted into the chamber 112 from one side and pushed through to the other side. The sealing compound 116 is then metered out of the nozzle and the lance is drawn back through the chamber 112 at a predetermined speed. The speed is so great that the sealing compound 116 flowing out of the nozzle fills the entire cross section of the chamber 112 . As a result, pores and air inclusions in the sealing compound 116 can be essentially prevented. Before dosing begins, the other end of the chamber 112 can be closed in order to prevent the sealing compound 116 from escaping.

In einem Ausführungsbeispiel wird die Lanze durch die Kammer 112 zurückgezogen und die Dichtmasse 116 in Bereichen von zukünftigen Verschraubungen 100 dosiert. Dabei wird pro Verschraubung 100 jeweils eine Portion der Dichtmasse 116 dosiert. Eine Portion füllt den Querschnitt der Kammer 112 von kurz vor der Verschraubung 100 bis kurz hinter die Verschraubung 100. Zwischen den Verschraubungen 100 bleibt die Kammer 112 leer. So kann eine Menge der verwendeten Dichtmasse 116 gegenüber einer vollständigen Befüllung der Kammer 112 reduziert werden.In one embodiment, the lance is withdrawn through chamber 112 and sealant 116 is metered into areas of prospective fasteners 100 . For each screw connection 100 each metered a portion of the sealing compound 116. A portion fills the cross-section of the chamber 112 from just before the screw connection 100 to just behind the screw connection 100. Between the screw connections 100, the chamber 112 remains empty. In this way, the amount of sealing compound 116 used can be reduced compared to completely filling the chamber 112 .

In einem Ausführungsbeispiel wird als Dichtmasse 116 ein Butylwerkstoff in die Kammer 112 dosiert. Der Butylwerkstoff wird dabei mit einer erhöhten Temperatur dosiert. Durch die erhöhte Temperatur ist der Butylwerkstoff zumindest dickflüssig beziehungsweise pastös und kann den Querschnitt der Kammer plastisch füllen. Zusätzlich weist der Butylwerkstoff durch die erhöhte Temperatur eine gute Haftung an den Wänden der Kammer 112 auf. Der Butylwerkstoff bleibt beim Abkühlen auf Umgebungstemperatur dauerelastisch, kann jedoch nicht mehr plastisch verformt werden. Durch das Erwärmen beim Eindrehen der Schraube 102 wird der Butylwerkstoff wieder plastisch verformbar und haftet gut an der Schraube 102 an.In one exemplary embodiment, a butyl material is metered into chamber 112 as sealing compound 116 . The butyl material is dosed with an increased temperature. Due to the increased temperature, the butyl material is at least viscous or pasty and can plastically fill the cross section of the chamber. In addition, the butyl material has good adhesion to the walls of the chamber 112 due to the increased temperature. The butyl material remains permanently elastic when it cools down to ambient temperature, but can no longer be plastically deformed. Due to the heating when screwing in the screw 102, the butyl material becomes plastically deformable again and adheres well to the screw 102.

In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Dichtmasse 116 durch eine längs der Kammer 112 verlaufende Profilöffnung in die Kammer 112 dosiert. Die Profilöffnung ermöglicht einen Zugang zu der Kammer 112 an jeder Stelle des Profils 106.In an exemplary embodiment that is not shown, the sealing compound 116 is metered into the chamber 112 through a profile opening running along the length of the chamber 112 . The profile opening allows access to the chamber 112 at any point of the profile 106.

Zum Dosieren wird eine Applikationsdüse beziehungsweise Fülldüse von außen durch die Profilöffnung gesteckt und die Dichtmasse in die Kammer 112 dosiert.For dosing, an application nozzle or filling nozzle is inserted through the profile opening from the outside and the sealing compound is dosed into the chamber 112 .

In einem Ausführungsbeispiel wird die Applikationsdüse an einem Ende des Profils 106 in die Kammer 112 eingeführt, mit dem Dosieren begonnen und die Applikationsdüse während des Dosierens entlang der Profilöffnung bis zum anderen Ende des Profils 106 bewegt. Dabei wird die Kammer 112 vollständig mit der Dichtmasse 116 aufgefüllt.In one embodiment, the application nozzle is inserted into the chamber 112 at one end of the profile 106, dosing is started, and the application nozzle is moved along the profile opening to the other end of the profile 106 during dosing. In the process, the chamber 112 is completely filled with the sealing compound 116 .

In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird die Dichtmasse 116 nur in Bereichen von zukünftigen Verschraubungen 100 dosiert. Dabei wird beim Bewegen der Applikationsdüse entlang der Profilöffnung kurz vor der Verschraubung mit dem Dosieren begonnen und das Dosieren kurz hinter die Verschraubung 100 eingestellt beziehungsweise bis kurz vor die nächste Verschraubung 100 unterbrochen. Zwischen den Verschraubungen 100 bleibt die Kammer 112 leer. Die Applikationsdüse kann dabei mit einer konstanten Geschwindigkeit entlang der Profilöffnung bewegt werden.In an alternative exemplary embodiment, the sealing compound 116 is only dosed in areas of future screw connections 100 . When the application nozzle is moved along the profile opening, dosing begins shortly before the screw connection and the dosing is stopped just after the screw connection 100 or interrupted until just before the next screw connection 100 . The chamber 112 remains empty between the screw connections 100 . The application nozzle can be moved along the profile opening at a constant speed.

2 zeigt eine Darstellung eines vorab vollständig befüllten Einlegeteils 101 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Einlegeteil 101 ist hier vor dem Einschieben in das nicht dargestellte Profil dargestellt. Das Einlegeteil 101 bildet ohne die Wand des Profils bereits eine zumindest an einer Seite offene Kammer 200 aus. Die zumindest eine offene Seite der offenen Kammer 200 wird beim Einschieben durch die zumindest eine Wand des Profils verschlossen. 2 shows an illustration of an insert 101 that has been completely filled in advance according to an exemplary embodiment. The insert 101 is shown here before it is pushed into the profile, which is not shown. Without the wall of the profile, the insert part 101 already forms a chamber 200 that is open at least on one side. The at least one open side of the open chamber 200 is closed by the at least one wall of the profile when it is pushed in.

Hier ist die offene Kammer 200 vollständig von einem Ende zum anderen Ende mit der Dichtmasse 116 vorab befüllt. Die Dichtmasse 116 ragt an der offenen Seite aus der offenen Kammer 200 hervor. Beim Einschieben in das Profil wird die Dichtmasse 116 elastisch deformiert beziehungsweise zusammengequetscht. Dadurch steht die Dichtmasse 116 in der dann geschlossenen Kammer unter einer Vorspannung und wird durch die Vorspannung kräftig gegen die eindringende Schraube gepresst. Durch das Anpressen an die Schraube entsteht eine große Reibung und somit resultiert eine starke Erwärmung der Dichtmasse 116. Um die Vorspannung abzubauen, dringt die verflüssigte Dichtmasse 116 in die Verschraubung ein und dichtet diese ab.Here, the open chamber 200 is completely pre-filled from end to end with the sealant 116 . The sealing compound 116 protrudes from the open chamber 200 on the open side. When pushed into the profile, the sealing compound 116 is elastically deformed or squeezed. As a result, the sealing compound 116 in the chamber which is then closed is under prestress and is pressed strongly against the penetrating screw by the prestress. Pressing against the screw creates a great deal of friction, which results in the sealing compound 116 heating up considerably. In order to reduce the preload, the liquefied sealing compound 116 penetrates the screw connection and seals it.

3 zeigt eine Darstellung eines vorab lokal befüllten Einlegeteils 101 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Einlegeteil 101 entspricht dabei im Wesentlichen dem Einlegeteil in 2. Hier ist die offene Kammer 200 an den Stellen mit der Dichtmasse 116 vorab befüllt, an denen in eingeschobenem Zustand später die Verschraubungen sein werden. Dabei ist lokal im Bereich 300 jeder Verschraubung eine Portion 302 Dichtmasse 116 in die offene Kammer 200 dosiert worden. Auch hier ragt die Dichtmasse 116 an der offenen Seite aus der offenen Kammer 200 hervor. 3 12 shows an illustration of an insert 101 that has been locally filled in advance according to an exemplary embodiment. The insert 101 essentially corresponds to the insert in 2 . Here, the open chamber 200 is pre-filled with the sealing compound 116 at the points where the screw connections will later be in the inserted state. A portion 302 of sealing compound 116 has been metered into the open chamber 200 locally in the area 300 of each screw connection. Here, too, the sealing compound 116 projects out of the open chamber 200 on the open side.

Mit anderen Worten wird eine Abdichtung einer Direktverschraubung durch einen vorab befüllten Einleger in ein Profil vorgestellt.In other words, sealing of a direct screw connection is presented by means of a previously filled insert in a profile.

Bei Direktverschraubungen kann eine Dichtigkeit der durch die Direktverschraubung geformten Gewinde nicht gewährleistet werden. Im Fall der Batteriesysteme ist aber genau diese Funktion der Dichtigkeit relevant bis hin zu sicherheitsrelevant. Verfügbare Schraubsysteme, also sowohl Schrauben und Profile, in denen die Verschraubung vorgenommen wird, als auch die prozessualen Schraubtechniken, können keine hundertprozentige Sicherheit bezüglich der Dichtigkeit leisten.In the case of direct screw connections, the tightness of the thread formed by the direct screw connection cannot be guaranteed. In the case of battery systems, however, this tightness function is relevant and even relevant to safety. Available screwing systems, i.e. screws and profiles in which the screwing is carried out, as well as the procedural screwing techniques, cannot provide 100% security with regard to tightness.

Der hier vorgestellte Ansatz stellt sicher, dass in dem durch die Direktverschraubung geformten Gewinde die erforderliche Abdichtung stattfindet.The approach presented here ensures that the required sealing takes place in the thread formed by the direct screw connection.

Durch das Füllen einer Dichtmasse in ein zusätzliches Formteil, das in ein Rahmenprofil, in dem die Verschraubung später stattfindet, eingeschoben und eingeklemmt wird, wird abgesichert, dass das frisch geformte Gewinde während des Schraubvorgangs automatisch abgedichtet wird. Das Tauchen der Schraube in der Dichtmasse verhindert ein Durchdringen von Wasser in das durch die Direktverschraubung geformte Gewinde.By filling a sealing compound into an additional molded part, which is inserted into a frame profile, into which the screw connection takes place later, is pushed in and clamped in place, this ensures that the freshly formed thread is automatically sealed during the screwing process. Dipping the screw in the sealing compound prevents water from penetrating the thread formed by the direct screw connection.

Wenn als Dichtmasse Butyl verwendet wird, weicht die erzeugte Wärme durch die entstandene Reibung beim Gewindeformen gleichzeitig die umliegende Butylmasse auf und klebt an der Schraube an. Die Butylhaftung verbessert sich dabei mit steigender Temperatur. Das gilt aber auch für andere Dichtmassen. Durch das zusätzliche Einschiebeteil mit der vorbefüllten Dichtmasse kann die hier vorgestellte Abdichtung in vorhandenen Trägerprofilen realisiert werden.If butyl is used as the sealing compound, the heat generated by the friction created during thread forming simultaneously softens the surrounding butyl compound and sticks to the screw. The butyl adhesion improves as the temperature rises. But this also applies to other sealants. The seal presented here can be implemented in existing carrier profiles thanks to the additional slide-in part with the pre-filled sealant.

Ein Besprühen der Oberfläche mit z.B. Wachs oder anderen dichtenden Sprühmassen kann so entfallen. Durch die hier vorgestellte Direktverschraubung in die Dichtmasse sind hochwertige Resultate erreichbar. Der Aufwand dabei ist sehr gering. Der Prozess ist sehr stabil und es wird eine gute Reproduzierbarkeit erreicht.Spraying the surface with e.g. wax or other sealing spray masses is no longer necessary. High-quality results can be achieved through the direct screwing into the sealing compound presented here. The effort involved is very low. The process is very stable and good reproducibility is achieved.

Der hier vorgestellte Ansatz kann insbesondere bei Batteriesystemen angewendet werden, ist aber auch in anderen Bereichen anwendbar. Dabei können eine hohe Prozesssicherheit und unter Standard-Industrialisierungsaspekten sehr gute Realisierbarkeit und Funktionsgewährleistung erreicht werden. Die Direktverschraubung in eine mit Dichtmasse versehene Kammer ist eine toleranzneutrale, platzsparende, schmutzfreie und vom Schraubentyp unabhängige Lösung. Durch die Fixierung und Einbindung von beim Bohr- und Gewindeformen durch die selbstschneidende und furchende Schraube eventuell entstehenden Spänen kann eine hohe technische Sauberkeit (TECSA) erreicht werden.The approach presented here can be applied in particular to battery systems, but can also be used in other areas. A high degree of process reliability and, under standard industrialization aspects, very good feasibility and functional guarantee can be achieved. The direct screw connection in a chamber provided with sealing compound is a tolerance-neutral, space-saving, dirt-free solution that is independent of the screw type. A high level of technical cleanliness (TECSA) can be achieved by fixing and embedding any chips that may occur during drilling and thread forming with the self-tapping and tapping screw.

Da es sich bei der vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind die mechanischen Anordnungen und die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander lediglich beispielhaftSince the devices and methods described in detail above are exemplary embodiments, they can be modified to a large extent in the usual way by a person skilled in the art without departing from the scope of the invention. In particular, the mechanical arrangements and the size ratios of the individual elements to one another are merely exemplary

Bezugszeichenlistereference list

100100
Verschraubungscrew connection
101101
Einlegeteilinsert
102102
Schraubescrew
106106
Profilprofile
108108
Batteriekastenbattery box
110110
Klemmteilclamping part
112112
Kammerchamber
114114
WandWall
116116
Dichtmasse sealant
200200
offene Kammer open chamber
300300
Bereich der Verschraubungarea of the screw connection
302302
Portionportion

Claims (11)

Verfahren zum Herstellen einer fluiddichten Verschraubung (100) an einem Profil (106), wobei eine Schraube (102) durch eine Wand (114) des Profils (106) in eine hinter der Wand (114) liegende Kammer (112) hinein geschraubt wirdund damit eine Schrauböffnung in der Wand (114) bildet, wobei die Kammer (112) durch die Wand (114) und ein in einen Innenraum des Profils (106) eingelegtes Einlegeteil (101) ausgebildet wird, wobei in der Kammer (112) eine Dichtmasse (116) angeordnet ist, die Schraube (102) beim Einschrauben in die Dichtmasse (116) eingedreht und dabei die Dichtmasse (116) durch die Schraube (102) beim Einschrauben teilweise verdrängt wird und sich die verdrängte Dichtmasse (116) um die Schraube (102) und die Schrauböffnung legt und somit die Verschraubung (100) durch die Dichtmasse (116) abgedichtet wird.A method of making a fluid tight fitting (100) on a profile (106), wherein a screw (102) is threaded through a wall (114) of the profile (106) into a chamber (112) behind the wall (114) and therewith forms a screw opening in the wall (114), the chamber (112) being formed by the wall (114) and an insert part (101) placed in an interior space of the profile (106), a sealing compound ( 116) is arranged, the screw (102) is screwed into the sealing compound (116) when it is screwed in and the sealing compound (116) is partially displaced by the screw (102) when it is screwed in and the displaced sealing compound (116) moves around the screw (102 ) and the screw opening and thus the screw connection (100) is sealed by the sealing compound (116). Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das vorab mit der Dichtmasse (116) ausgerüstete Einlegeteil (101) vor dem Einschrauben in das Profil (106) eingebracht wird.procedure according to claim 1 , in which the insert part (101), previously equipped with the sealing compound (116), is introduced into the profile (106) before it is screwed in. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Dichtmasse (116) vor dem Einschrauben dosiert wird.Method according to one of the preceding claims, in which the sealing compound (116) is dosed before screwing in. Verfahren gemäß Anspruch 3, bei dem die Dichtmasse (116) durch eine längs der Kammer (112) verlaufende Profilöffnung des Profils (106) in die Kammer (112) eingebracht wird.procedure according to claim 3 , in which the sealing compound (116) is introduced into the chamber (112) through a profile opening of the profile (106) running along the chamber (112). Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kammer (112) im Wesentlichen vollständig mit der Dichtmasse (116) ausgefüllt wird.Method according to one of the preceding claims, in which the chamber (112) is essentially completely filled with the sealing compound (116). Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Kammer (112) lokal im Bereich der Verschraubung (100) mit der Dichtmasse (116) ausgefüllt wird.Method according to one of Claims 1 until 4 , in which the chamber (112) is locally filled with the sealing compound (116) in the area of the screw connection (100). Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem die Dichtmasse (116) ein Butylwerkstoff ist.Method according to one of claims 2 until 6 , in which the sealing compound (116) is a butyl material. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schraube (102) beim Einschrauben ein Material der Wand (114) seitlich verdrängt, die Wand (114) durchbohrt und ein Innengewinde in das verdrängte Material formt.A method according to any one of the preceding claims, wherein the screw (102), when screwed in, laterally displaces a material of the wall (114), pierces the wall (114) and forms internal threads in the displaced material. Einlegeteil (101) für ein Profil (106), wobei das Einlegeteil (101) in einem Innenraum des Profils (106) anordenbar ist und mit zumindest einer Wand (114) des Profils (106) eine Kammer (112) für eine Dichtmasse (116) ausbildet, so dass die Dichtmasse (116) beim Einschrauben einer Schraube (102) teilweise verdrängbar ist und sich die verdrängte Dichtmasse (116) um die Schraube (102) und eine Schrauböffnung in der Wand (114) legt.Insert (101) for a profile (106), wherein the insert (101) can be arranged in an interior of the profile (106) and has a chamber (112) for a sealing compound (116 ) is formed, so that the sealing compound (116) can be partially displaced when a screw (102) is screwed in and the displaced sealing compound (116) wraps around the screw (102) and a screw opening in the wall (114). Einlegeteil (101) gemäß Anspruch 9, wobei das Einlegeteil (101) bereits vor dem Anordnen in dem Innenraum des Profils (106) mit Dichtmasse (116) versehen ist.Insert (101) according to claim 9 , wherein the insert (101) is already provided with sealing compound (116) before it is arranged in the interior of the profile (106). Batteriekasten (108) für ein Elektrofahrzeug, wobei der Batteriekasten (108) zumindest ein Profil (106) mit zumindest einem Einlegeteil (101) gemäß einem der Ansprüche 9 und 10 aufweist, wobei das Einlegeteil (101) in einem Innenraum des Profils (106) angeordnet ist und mit zumindest einer Wand (114) des Profils (106) eine Kammer (112) ausbildet, in der eine Dichtmasse (116) angeordnet ist, wobei zumindest eine Schraube (102) durch die Wand (114) in die Kammer (112) hinein geschraubt ist, wobei die Schraube (102) in die Dichtmasse (116) eingedreht ist und eine Verschraubung (100) an dem Profil (106) durch die Dichtmasse (116) fluiddicht abgedichtet ist.Battery box (108) for an electric vehicle, wherein the battery box (108) has at least one profile (106) with at least one insert (101) according to one of claims 9 and 10 has, wherein the insert (101) is arranged in an interior of the profile (106) and forms a chamber (112) with at least one wall (114) of the profile (106), in which a sealing compound (116) is arranged, with at least a screw (102) screwed through the wall (114) into the chamber (112), the screw (102) being screwed into the sealant (116) and a screw connection (100) on the profile (106) through the sealant (116) is sealed in a fluid-tight manner.
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