气密的罩壳及其制造的制作方法

本发明涉及一种罩壳，其用于气密地保护罩壳的内部空间免受环境影响。本发明还涉及一种制造罩壳的方法。

背景技术：

在所谓的“密封焊接”中，即以激光焊接法来制造气密的罩壳时，始终应关注被精确地加工的棱边，从而焊接过程不会变得不稳定。相应地，由于在其制造过程中的公差链，尤其气密的罩壳的拐角区域特别容易出现非密封性。

例如，在用于燃料电池堆的罩壳的制造过程中，在盖板和壁板之间以及在各个壁板之间会出现间隙。

通过使用激光切割工具，可以产生具有特别精确地成形的棱边的板材，这些棱边相应地很好地适合于在激光焊接法中使用。在此，各个焊缝可以实施为对接焊缝或搭接焊缝。与对接焊缝相比，搭接焊缝在定位波动方面提供更大的公差，然而与具有对接头的焊缝相比，在制造时需要更多的能量。

技术实现要素：

在所提出的本发明的范畴内，提出一种罩壳和一种用于制造罩壳的制造方法。本发明的其他特征和细节由各个优选实施方式、说明书和附图得出。在此，结合根据本发明的罩壳所描述的特征和细节当然也适用于结合根据本发明的制造方法，反之亦然，从而始终可以彼此参考本发明的各个方面的公开内容。

所提出的本发明尤其用于提供一种用于燃料电池堆的气密的罩壳。

因此，在所提出的本发明的第一方面中，提出一种用于气密地保护罩壳的内部空间免受环境影响的罩壳。罩壳包括四个壁板和至少一个盖板，该至少一个盖板具有覆盖面、内表面和四个侧面。所述至少一个盖板在其侧面的每一个上与四个壁板之一焊接，其中，各两个彼此接触的壁板在所述两个彼此接触的壁板的重叠区域中彼此焊接，其中，在所述至少一个盖板和两个壁板彼此接触的各个拐角区域中，用于将第一壁板与至少一个盖板连接的焊缝，用于将第二壁板与至少一个盖板连接的焊缝和用于将第一壁板与第二壁板连接的焊缝彼此面式地接触并且彼此重叠。

在所提出的本发明的上下文中，“焊缝”应理解为一种材料区域，该材料区域在焊接法中形成并且将至少两个元件彼此连接。尤其地，焊缝由借助于激光熔化的材料构成，该材料在熔化之后再次凝固并且至少局部地穿过至少两个元件。

在本发明的上下文中，“盖板”应理解为这样的构件，该构件相对于环境向上或向下限界出罩壳并且由金属制成。盖板尤其可以是板材，例如矩形或长方体形的板材。

在所提出的本发明的上下文中，“多个焊缝的重叠”应理解为多个焊缝彼此相遇或交叉的区域。尤其地，“重叠部”应理解为这样的区域，在该区域中多个焊缝汇合成焊接区域或者说在该区域中各个焊缝过渡到彼此中。

在所提出的本发明的上下文中，“重叠部”应理解为超过一个区域突出的或者说伸出的材料突出部。

在所提出的本发明的上下文中，“拐角区域”应理解为围绕所提出的罩壳的拐角的区域，在该区域中三个焊缝彼此交叉或重叠。尤其地，“拐角区域”应理解为两个壁板和一个盖板彼此接触的区域。

所提出的罩壳可以是长方体形的或基本上是长方体形的，其中，可以在长方体形的罩壳的各个拐角上设置材料突出部。相应地，所提出的罩壳包围长方体形的或基本上长方体形的内部空间，并且将内部空间相对于周围环境气密地密封。

所提出的罩壳尤其基于在罩壳的各个角点上的多个、尤其是三个焊缝的重叠。通过焊缝的重叠部(在该重叠部中焊缝在相同的位置或共同的区域上彼此相遇)，提供了一种特别可靠的密封或者说一种特别好地防止间隙形成的连接。

此外，根据本发明设置的焊缝重叠部能够在制造焊缝时实现高的制造公差。由于与例如对接焊缝相比，焊缝不必终止于固定地预给定的点，而是仅需接触确定的区域，因此可以将各个焊缝制造得“过大”，即制造成具有突出部，该突出部超出重叠区域延伸到重叠区域中。在重叠区域中而不是在精确地预给定的终止点上终止的焊缝一方面特别容易且可靠地制造，另一方面可以补偿根据本发明的罩壳的壁板或盖板的制造公差。

焊缝的重叠区域或者说突出部可以提供使壁板或盖板能与焊缝接触的一个区域，从而可以避免壁板或盖板的精确定向或加工，并且可以容忍高的制造差异。相应地，根据本发明的罩壳可以由简单的板材制成，该板材例如被冲压成型或机械切割。

尤其地，所提出的罩壳可以由未精确切割的或长度不统一的受损的板材制成。仅需要壁板的一个端部是直的且精确的。为此，例如可以在精细切割方面仅在所述端部上对壁板再加工。

此外，根据本发明设置的、在盖板的侧面上设置的、位于盖板与各个壁板之间的连接使得能够通过盖板来补偿各个壁板的长度差异。为此，盖板例如可以构型为特别厚或特别高，使得布置有对应的壁板的盖板的侧面区域的高度提供特别大的间隙空间用于补偿壁板的长度差异。相应地，根据壁板的长度而定，壁板可以终止于盖板的侧面区域的上部区域或下部区域，但始终与盖板重叠，并且取决于此地可以气密地密封罩壳的内部空间。

对于将所提出的罩壳用作燃料电池堆的罩壳的情况，根据本发明设置的、在盖板的侧面上设置的、位于盖板与各个壁板之间的连接使得能够补偿燃料电池堆的堆叠公差。

尤其设置，所提出的罩壳的焊缝被提供或者说布置在各个壁板的重叠区域中或壁板与盖板的重叠区域中。

可以设置，用于将各个壁板与至少一个盖板连接的各个焊缝位于一个平面中。

通过在一个平面中对用于将各个壁板与对应的盖板连接的各个焊缝进行定向，可以使壁板之间的间隙最小化。为此，可以借助盖板来补偿壁板之间的长度差异。

此外可以设置，焊缝分别完全穿过壁板并且局部地侵入至少一个盖板或对应的接触(与被完全穿过的壁板接触)的壁板中，并且尤其沿着一个平面或者说基本上沿着所述盖板或所述壁板的平面形成。

此外可以设置，所述焊缝布置为以至少半个焊缝宽度远离所述至少一个盖板的对应棱边或分别接触的壁板的对应棱边。

从对应的壁板的外侧出发可以特别简单且快速地提供一种焊缝，该焊缝完全穿过对应的壁板并且局部地侵入与该壁板接触的盖板或壁板中。为此，例如可以将激光对准于对应的壁板与盖板或者与另一壁板之间的重叠区域，使得对应的壁板和盖板或另一壁板的材料熔化并在冷却过程之后产生焊缝，该焊缝延伸穿过对应的壁板并伸入盖板中或另一壁板中。

此外可以设置，所述壁板分别在第一端部上以与第一壁板齐平的方式连接，并且在与第一端部相对置的第二端部上包括相对于所接触的第二壁板突出的公差补偿部。

通过壁板的超过对应的接触的壁板突出的突出部或者说重叠区域，提供了一个公差区域，其可以补偿所接触的壁板的制造公差。

此外可以设置，所提出的罩壳的所有焊缝具有一个公差区域，该公差区域相对于在两个壁板之间或在一个壁板与至少一个盖板之间的各个接触区域突出或者说与这些接触区域重叠。

可以特别快速且简单地制造罩壳，在该罩壳中，所有焊缝包括一个公差区域。在此，通过公差区域可靠地避免了由于制造公差引起的不密封性。

此外可以设置，罩壳包括第一盖板和与第一盖板相对置地布置的第二盖板。

为了提供气密的罩壳，所述罩壳可以相对于周围环境从所有侧配备有板。为此，两个盖板(根据罩壳的位置而定，其中一个起盖件的作用，其中另一个起底面的作用)可以以上述方式与各个壁板连接。

可以设置，罩壳是用于燃料电池堆的外罩。

在第二方面中，所提出的本发明涉及一种用于所提出的罩壳的可能构型的制造方法。该制造方法包括壁板连接步骤，在该壁板连接步骤中，各两个壁板借助焊缝连接，其中，该焊缝完全穿过两个壁板中的一个并且仅局部地侵入两个壁板中的另一个中。该制造方法还包括盖板连接步骤，在该盖板连接步骤中，将四个壁板中的每一个在至少一个盖板的侧面端部上借助焊缝连接，其中，该焊缝完全穿过对应的壁板并且仅局部地侵入至少一个盖板中，从而在至少一个壁板的各个拐角点上，用于将第一壁板与至少一个盖板连接的焊缝、用于将第二壁板与至少一个盖板连接的焊缝和用于将第一壁板与第二壁板连接的焊缝面式地彼此接触和重叠。

所提出的制造方法尤其适合于制造所提出的罩壳，使得关于罩壳和制造方法的这些方面可以彼此参考。

可以设置，借助激光焊接法将焊缝引入罩壳中。

由于借助激光焊接法可以特别精确地定位焊缝，因此激光焊接法特别有利地适合于执行所提出的制造方法。

本发明的其他优点，特征和细节从下面的说明书中得出，在说明书中参照附图详细地描述了本发明的实施例。在此，优选实施方式中和说明书中提到的特征分别单独地或以任何组合的方式对于本发明是重要的。

附图说明

在此示出：

图1示出了所提出的罩壳的可能构型的示意图；

图2示出了用于连接根据图1的罩壳的壁板和盖板的焊缝；

图3示出了根据图1的罩壳的拐角区域；

图4示出了根据图1的罩壳的拐角区域中的三个焊缝的重叠区域；

图5是根据图1的罩壳的截面图；

图6示出了所提出的制造方法的可能构型。

具体实施方式

在图1中示出了罩壳100。罩壳100包括第一盖板101，第二盖板103和四个壁板，其中，为了清楚起见仅示出第一壁板105和第二壁板107。

第一壁板105通过第一焊缝109与第一盖板101连接。第一焊缝109在第一壁板105和第一盖板101的重叠区域中延伸并且构造为尤其以至少半个焊缝宽度远离第一壁板105的棱边111和第一盖板101的棱边113。

第二壁板107通过第二焊缝115与第一盖板101连接。第二焊缝115在第二壁板107和第一盖板101的重叠区域中延伸并且构造为尤其以至少半个焊缝宽度远离第二壁板107的棱边117和第一盖板101的棱边119。

根据第一壁板105或第二壁板107的制造公差而定，第一壁板105和第二壁板107可以在盖板101的各个侧面上布置在相同平面中或不同平面中。相应地，第一盖板101通过其厚度或者说其侧面的高度来补偿第一壁板105或第二壁板107的长度的制造公差，使得与第一壁板105或第二壁板107的实际长度无关地确保了重叠区域并相应地确保了由罩壳100包围的内部空间相对于周围环境的气密密封。

由于第一壁板105和第二壁板107在第一盖板101上的侧向布置，第一壁板105和第二壁板107可以相对于彼此运动，使得可以实现第一壁板105和第二壁板107的特别密封的或者说紧靠的定位。

第一壁板105和第二壁板107通过第三焊缝121连接。

第一壁板105和第二盖板103类似于第一焊缝109地通过第四焊缝123连接。

第二壁板107和第二盖板103类似于第二焊缝111地通过第五焊缝125连接。

第一壁板105与第二壁板107重叠，使得得到突出的区域127。突出的区域127用于补偿在制造第一壁板105时的制造公差，从而确保第一壁板105和第二壁板107之间的接触。

此外，在用于将第一壁板105与第一盖板101和/或第二壁板107连接的焊接过程期间，可以通过所述突出的区域127将压力施加到第一壁板105上，从而提供了均匀且气密的第一焊缝109或第三焊缝121。

在图2中以剖视图示出了用于将第一壁板105与第一盖板101连接的第一焊缝109。在此可以看出，第一焊缝109延伸穿过第一壁板105并且延伸到第一盖板101中。

如由箭头201所示，取决于第一盖板101的厚度或者说高度，可以补偿第一壁板101的长度的制造公差。

此外，在图2中可以看到第一盖板101的覆盖面203，内表面205和侧面207。

在图3中，示出了用于连接第一壁板105和第二壁板107的第三焊缝121。在此可以看出，第三焊缝121延伸穿过第一壁板105并且延伸到第二壁板107中。

此外，可以看到突出的区域127，该突出的区域用于补偿第一壁板105的制造公差。

在图4中，以水平穿过第一盖板101的剖视图示出了罩壳100的第一拐角区域400。在此可以看出，第一焊缝109，第二焊缝115和第三焊缝121在拐角区域400中重叠并且接触或者说形成共同的焊接区域。

第一焊缝109和第二焊缝115在此在一个水平穿过第一盖板101的平面中延伸，其中，第一焊缝109穿过第一壁板105延伸，第二焊缝115穿过第二壁板107延伸。

第三焊缝121垂直于，即正交于或基本垂直于第一盖板101延伸，并且相应地垂直于或基本垂直于第一焊缝109并且垂直于或基本垂直于第二焊缝115延伸。

第三焊缝121穿过第一壁板105延伸并且局部地侵入第二壁板107中。

在图5中，以水平穿过第一盖板101的剖视图示出了罩壳100。在此可以看到第一拐角区域400，第二拐角区域501，第三拐角区域503和第四拐角区域505。

此外，可以看到第一焊缝109，第二焊缝115和第三焊缝121。

此外，在图5中示出了将第三壁板509与第一盖板101连接的第六焊缝507和将第四壁板513与第一盖板101连接的第七焊缝511。

第二壁板107与第三壁板509重叠，从而得到突出的区域515。突出的区域515用于补偿在制造第二壁板107时的制造公差，从而确保第二壁板107和第三壁板509之间的接触。

第三壁板509与第四壁板513重叠，从而得到突出的区域517。突出的区域517用于补偿在制造第三壁板509时的制造公差，从而确保第三壁板509和第三壁板513之间的接触。

第四壁板513与第一壁板105重叠，从而得到突出的区域519。突出的区域519用于补偿在制造第四壁板513时的制造公差，从而确保第四壁板513和第一壁板105之间的接触。

第八焊缝521垂直于或基本垂直于第二焊缝115和第六焊缝507延伸并与它们接触或者说在拐角区域501内与它们形成共同的焊缝区域。

第九焊缝523垂直于或基本垂直于第六焊缝507和第七焊缝511延伸并与它们接触或者说在拐角区域503内与它们形成共同的焊接区域。

第十焊缝525垂直于或基本垂直于第七焊缝511和第一焊缝109延伸并与它们接触或者说在拐角区域505内与它们形成共同的焊接区域。

在图600中，示出了所提出的制造方法600的可能构型。

在壁板连接步骤601中，两个壁板分别与一个焊缝连接，其中，焊缝完全穿过两个壁板中的一个，并且仅局部地侵入两个壁板中的另一个。

在盖板连接步骤603中，四个壁板中的每一个在至少一个盖板的侧端部上与一个焊缝连接，其中，焊缝完全穿过对应的壁板并且仅局部地侵入至少一个盖板中，从而在所述至少一个壁板的各个拐角处，用于将第一壁板与所述至少一个盖板连接的焊缝、用于将第二壁板与所述至少一个盖板连接的焊缝和用于将第一壁板与第二壁板的焊缝面式地接触并彼此重叠或者说形成共同的焊接区域。