压力平衡装置的制作方法

本发明涉及一种压力平衡装置，其用于平衡电化学或电气装置的容纳壳体中的内部压力，特别用于电池壳体，所述压力平衡装置具有壳体，所述壳体包括至少一个气体通道开口，其中所述气体通道开口借助于气体可渗透的或气密的膜片来封闭，所述膜片保持在壳体中的膜片安装部中或膜片安装部上，并且切割元件配设给所述膜片，所述切割元件配置和定位成，在所述膜片变形时，所述切割元件至少在一个点处破坏所述膜片，以便在所述压力平衡装置的内侧和所述压力平衡装置的外侧之间经由所述气体通道开口实现流动连接。

背景技术：

1、这种压力平衡装置从de 10 201 1 080 325a1中已知。该已知的压力平衡装置具有支撑元件，该支撑元件具有法兰区段，该法兰区段具有用于附接到电池壳体的钻孔。这样，支撑元件覆盖电池壳体中的孔的边缘。支撑元件连接到膜片，所述膜片阻断支撑元件的气体通道开口。膜片在支撑元件和夹紧件之间张紧并且以周向密封的方式保持。此外，使用壳体状的保护元件，所述保护元件在中央区域中具有切割元件。该切割元件与膜片相对。保护元件用于防止从压力平衡装置的外侧接近膜片。保护元件具有气体通道开口。该膜片是气体可透过的，但基本上是拒水的。拒水的功能使得来自环境的水不能从外侧到达内侧或仅能以不显著的程度从外侧到达内侧。在正常运行期间，膜片可以提供环境和电池壳体之间的气体平衡。这是可能的，因为膜是气体可透过的。如果现在例如由于电池壳体中的故障而出现突然的爆裂压力，则膜片向外拱起。在切割元件和膜片的外面之间设置有间距，该间距确定膜片在这种损坏情况下的允许变形。如果膜片拱起超过允许的变形，则膜片碰到设计为尖端的切割元件。切割元件损坏膜片，使得膜片撕裂。气体于是可以快速地从电池壳体通过气体通道开口逸出到环境中。由此防止电池壳体爆炸。

2、从现有技术已知的压力平衡装置具有复杂的设计。此外，由于在相同设计的各个装置部件之间出现不可避免的尺寸公差，不能保证在相同类型的不同紧急脱气装置中切割元件始终精确地处于距膜片的表面相同的间距处。因此，在过载情况下不能精确地再现爆裂行为。

技术实现思路

1、本发明致力于提供一种上面所提及类型的稳定的压力平衡装置，该压力平衡装置使用少量装配工作和少量零件来确保可再现的爆裂行为。

2、该问题的解决在于，切割元件借助于弹簧区段间接地或直接地耦联到壳体，使得当所述膜片变形时，所述切割元件至少局部地位移。根据本发明，弹簧区段的弹簧特性确保可再现的爆裂行为。特别地，例如可以利用弹簧区段来设定弹簧特性或者由弹簧区段得到弹簧特性。随着膜片的变形增加，经由弹簧区段提供的作用到膜片上的反作用力也提高。弹簧区段的弹簧力传递到切割元件并且因此施加到切割元件的刃上。然后，从切割元件的特定的位移路径，弹簧力变得很高，使得刃切割膜片，所述膜片然后释放气体通道开口。

3、为了能够确保用于切割元件的限定的偏转过程，切割元件可以设置成具有间接地或直接地与切割元件邻接的偏转件，该偏转件在膜片的至少一个运行位置中承靠在膜片上。

4、特别地，可以设置成在膜片的未被压力加载的基本位置中，特别当在内侧和外侧的区域中存在相同的环境压力时，偏转件承靠在膜片上，特别是横跨其表面承靠在膜片上。在这种情况下，偏转件已经在基本位置中精确地配设于膜片，由此得到可特别好地再现的爆裂行为。

5、出人意料地，如果设置成使得切割元件的偏转件和/或弹簧区段至少局部地与膜片连接，特别是形状配合地与膜片连接，则会得到切割元件的特别好的功能性。

6、但是，为了减少装配工作和零件数目，切割元件也可以设置成一体地连接到壳体。

7、为了实现节省空间设计的压力平衡装置，气体通道开口可以设置成由壳体的内壁界定，其中优选地设置成内壁为周向的设计，并且切割元件可以设置成在气体通道开口的方向上从内壁突出，并且优选地以舌状方式从内壁突出。

8、根据本发明的压力平衡装置可以设计成，切割元件在相对的侧部上具有边缘，所述边缘侧向地界定切割元件，并且切割元件与内壁间隔开地间接地或直接地邻接所述边缘。此外，如果边缘设置成优选在从内壁到切割元件的自由端部的方向上至少局部地会聚，则可以简单的方式在边缘的会聚的端部区段的区域中产生限定的切割元件。在本发明中，一个或多个边缘也可以分别具有或形成至少一个切割元件。

9、然而根据本发明，可以设置成使得切割元件的至少自由端部和/或边缘和/或切割元件的与壳体的内壁间隔开地布置的其它区域具有或形成刃。

10、根据本发明，也可以设置成使得所述壳体包括具有连接区段的膜片安装部，并且所述膜片通过安装区段周向地与所述连接区段连接。这导致简单的设计。特别也可以设置成使得所述膜片在塑料注塑模制工艺中与所述壳体背面注塑。因此，将膜片与壳体的连接和密封集成到注塑模制工艺中。然而在本发明的范围内，膜片也可以结合到制成的壳体，特别通过材料连接的方式。在本发明的范围内，也可以优选地设置成使得所述接触区段以平面的方式过渡到所述连接区段中。这允许膜片精确配合到接触区段上。特别有利的是，接触区段无缝地过渡到连接区段中，即这两个部件区域形成一致的表面。

11、本发明的一个可设想到的变型是，膜片具有膜片的外面和与其相对的膜片的内面，膜片的外面面向壳体的外侧并且膜片的内面面向壳体的内侧，并且切割元件与膜片的外面相对，特别在膜片的未加载压力的基本位置中搁置在该膜片的外面上。

12、根据本发明的一种可能的变型，可以设置成提供行程限制器，所述行程限制器在朝向壳体的外侧的方向上与切割元件间隔开地保持止动部，并且当膜片变形时切割元件撞击抵靠止动部。在这种情况下，压力平衡装置可以设计为使得膜片在运行期间变形。膜片的变形也使得切割元件能够位移。如上所述，切割元件克服弹簧区段的力移动。这使得可以实现具有作用到切割元件的刃上的相应的力作用的弹簧特性。一旦切割元件碰到止动部，则在力-弹簧图中产生作用到切割元件的刃上的力的急剧上升，并且随后在达到不允许的高压时利用切割元件破坏膜片。以这种方式可以可靠的方式设定可再现的爆裂行为。

13、如果行程限制器借助于连接区段与壳体一体地连接，则这导致使用少量装配工作和少量零件的简单设计。

14、此外，紧凑设计的实现可以在于，行程限制器的止动部通过间隔件与壳体的内壁保持间隔开，所述内壁至少局部地形成气体通道开口。

15、本发明的一种可设想到的变型是，壳体具有密封区段，该密封区段具有周向的密封件和/或能量导向器，其中密封件和/或能量导向器作为单独的部件布置在安装表面的区域中，或者密封件和/或能量导向器在安装表面的区域中与壳体一体式地形成。安装表面可以是用于将压力平衡装置支撑在电化学或电气装置的容纳壳体上的表面。例如可以将周向的突出部用作能量导向器。其可以用于在容纳壳体和壳体之间的连接区域中熔化，以便以这种方式形成连接和/或密封。可以设想到，例如借助于超声波焊接、激光焊接或摩擦焊接来建立材料连接。也可以设想到，连接配对件通过用中心定位冲头或通过热冲压固定来结合。此外，可以设想到，在连接配对件之间也建立材料连接。

16、在本发明中，切割元件的刃可以是线性的或其它形状的刃。此外，切割元件的刃也可以形成尖型刃。

17、在本发明中，膜片可以设计成是防水的或基本上防水的；膜片可以特别地被设计为片材元件，特别地被设计为塑料膜。用于膜片的聚酯材料例如可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚碳酸酯，或者它也可以完全由这种材料构成。

18、所述膜片优选地成形如圆盘。这导致当膜片变形时的有利性质。