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Die Erfindung betrifft eine Schutzanordnung zum Schutz einer Fahrzeugbatterie in einer Fahrzeugkarosserie gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Fahrzeugkarosserie mit einer solchen erfindungsgemäßen Schutzanordnung.
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Eine gattungsbildende Schutzanordnung ist aus der
DE 10 2007 023 391 A1 bekannt, die zur Bildung einer seitlichen Einfassung für einen Batterieaufnahmeraum aus zwei Querwänden als Querabstützung und zwei Längswänden als Längsabstützung aufgebaut ist. Durch eine Aussteifung mittels einer Bodenstruktur und einer Deckelstruktur wird für den Batterieaufnahmeraum ein stabiler Käfig geschaffen, der sich im Crashfall nur relativ geringfügig verformen soll, um dadurch Beschädigungen der darin aufgenommenen Fahrzeugbatterie zu vermeiden oder zumindest vermindern zu können.
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Die Befestigung bzw. Abstützung der Einfassung dieser bekannten Schutzanordnung erfolgt an zwei Längsträgern der Fahrzeugkarosserie, wobei die Deckelstruktur und/oder die Bodenstruktur mit Diagonalstreben ausgesteift sein können, die sich an Querträgern der jeweiligen Struktur der Fahrzeugkarosserie abstützen. Stattdessen oder zusätzlich können auch Längsstreben verwendet werden, um die Deckelstruktur und/oder die Bodenstruktur auszusteigen.
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Des Weiteren ist aus der
DE 90 90 093 U1 ein Leichtbau-Elektromobil mit zwei Vorderrädern und einem Hinterrad bekannt, welches ein tragendes, schmales, kästen- oder schalenförmiges Chassis mit mindestens einer vorderen und einer hinteren Querwand aufweist. Ferner umfasst dieses Leichtbau-Elektromobil eine strömungsgünstige, schlanke und alle Räder bedeckende Kunststoffkarosserie. Dabei wird das Chassis durch ein integriertes Kohlefaser-Fachwerk zusätzlich versteift. Eine Batterie dieses Leichtbau-Elektromobils befindet sich vor der vorderen Querwand des Chassis, so dass dadurch die Kräfte der Aufhängung der Batterie von dieser Querwand aufgenommen werden können und zusätzlich durch diese Querwand der Fahrerinnenraum gegen die Batterie abgetrennt wird. Auch wird gemäß dieser
DE 90 90 093 U1 vorgeschlagen, die Batterie im Bereich der Vorderräder tief liegend anzuordnen, wobei ein Teil der Batterie vor der vorderen Querwand und ein Teil hinter dieser Querwand flach auf einem Chassisboden liegt und der vor der Querwand liegende Teil der Batterie durch einen weiteren Boden vom Fahrerraum getrennt wird.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung eine Schutzanordnung zum Schutz einer Fahrzeugbatterie einer Fahrzeugkarosserie zu schaffen, welche hinsichtlich Materialaufwand optimiert ist, aber dennoch gleichzeitig einen ausreichenden Schutz im Falle eines Unfalles sicherstellt.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schutzanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Fahrzeugkarosserie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9.
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Eine solche Schutzanordnung zum Schutz einer Fahrzeugbatterie in einer Fahrzeugkarosserie, welche zur Bildung eines Batterieraums zwei in Querrichtung der Fahrzeugkarosserie verlaufende Querabstützungen und in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie verlaufende seitliche Längsabstützungen aufweist, wobei eine der beiden Querabstützungen als Schutzwand ausgebildet ist, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass sowohl die weitere Querabstützung als auch die seitlichen Längsabstützungen jeweils als Fachwerk ausgebildet sind.
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Durch die Verwendung eines Fachwerks für die weitere Querabstützung als auch für die seitlichen Längsabstützungen können bei geringem Gewicht große Kräfte eingeleitet werden und damit ein ausreichender Schutz im Falle eines Crashs sichergestellt werden.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist die weitere Querabstützung im Bereich einer die Fahrgastzelle der Fahrzeugkarosserie begrenzenden Fahrzeugwand, vorzugsweise einer Fahrzeugrückwand angeordnet, wobei die Fahrzeugwand zwischen der weiteren Querabstützung und der Fahrzeugbatterie verläuft. Damit wird in vorteilhafter Weise die Fahrzeugwand der Fahrgastzelle der Fahrzeugkarosserie in den Schutz der Fahrzeugbatterie eingebunden.
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Vorzugsweise sind dabei diese Fachwerke aus mehreren Versteifungsstreben gebildet, wobei weiterbildungsgemäß die seitlichen Längsabstützungen mit Schubblechen zur Bildung von Schubfeldern versehen sind. Damit kann die Stabilität und Steifigkeit der erfindungsgemäßen Schutzanordnung an eine die aufzunehmende Fahrzeugbatterie angepasst werden.
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Besonders vorteilhaft ist es gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, wenn die Fachwerke oder Schubfelder der seitlichen Längsabstützungen mit einer dreiecksförmigen Kontur ausgebildet sind. Auch eine rechteckförmige Kontur kann vorgesehen werden.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist es ferner vorgesehen, dass das Fachwerk der weiteren Querabstützung aus zwei in Querrichtung und beanstandet zueinander verlaufenden Querträgern ausgebildet ist, wobei die Trägerenden dieser beiden Querträger über eine Diagonalversteifung verbunden sind. Das Fachwerk der weiteren Querabstützung kann auch zur Bildung eines Schubfeldes mit Schubblechen ausgebildet sein.
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Die Anbindung der Schutzanordnung an die Fahrzeugkarosserie erfolgt über Stahlkonsolen sowie Längs- und Querträger der Bodenstruktur sowie der seitlichen Struktur der Fahrzeugkarosserie. So ist es in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die weitere Querabstützung endseitig in Querrichtung über die seitlichen Längsabstützungen hinausgeführt ist. Damit kann die weitere Querabstützung mittels ihrer Trägerenden an die passenden Strukturelemente der Fahrzeugkarosserie angebunden werden.
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Fahrzeugkarosserien von Fahrzeugen, insbesondere von Elektro- und Hybridfahrzeugen können mit einer solchen erfindungsgemäßen Schutzanordnung für die entsprechende Fahrzeugbatterie ausgestattet werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische und schematische Darstellung des hinteren Teils einer Fahrzeugkarosserie mit einer Schutzanordnung für eine Fahrzeugbatterie gemäß der Erfindung,
- 2 eine schematische Darstellung der Fahrzeugkarosserie mit einer Schutzanordnung für eine Fahrzeugbatterie gemäß 1 in einer Draufsicht,
- 3 eine perspektivische und schematische Darstellung der in der Fahrzeugkarosserie gemäß den 1 und 2 verbauten Schutzanordnung.
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In den 1 und 2 ist der hintere Teil einer Fahrzeugkarosserie, beispielsweise eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges dargestellt, in welchem eine Fahrzeugbatterie 2 in einem von einer Schutzanordnung 1 gebildeten Batterieraum 4 angeordnet ist.
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Diese Schutzanordnung 1 wird von einer fahrzeugrückseitigen Schutzwand 10 als Querabstützung, einer fahrzeugvorderseitigen als Fachwerk ausgebildeten weiteren Querabstützung 20 sowie von zwei seitlichen, ebenso jeweils als Fachwerk ausgebildeten Längsabstützungen 30 und 40 gebildet. Hierbei ist besonders darauf hinzuweisen, dass zwischen der fahrzeugvorderseitigen Querabstützung 20 und der Fahrzeugbatterie 2 sich eine rückseitige Fahrzeugwand 6 der Fahrgastzelle 5 der Fahrzeugkarosserie 3 befindet, wobei sich diese weitere Querabstützung 20 an dieser Fahrzeugwand 6 abstützt.
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Der Aufbau dieser Schutzanordnung 1 zeigt 3. Hiernach ist die quer verlaufende Schutzwand 10 als Flächengebilde in beispielsweise einer Sandwichbauweise aus Profilen und Schubfeldern aufgebaut und ist in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) der Fahrzeugkarosserie 3 orientiert. Über an die obere Stirnseite der Schutzwand 10 angebundene und in Längsrichtung (x-Richtung) der Fahrzeugkarosserie 3 verlaufende Stahlkonsolen 11 wird dieselbe mit einer Schweißgruppe (in den Figuren nicht dargestellt) einer Hutablage der Fahrzeugkarosserie 3 verbunden. Über seitlich an der Schutzwand 10 angebundene Träger 12 erfolgt eine Anbindung dieser Schutzwand 10 an seitliche Strukturelemente 7 der Fahrzeugkarosserie 3.
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Die seitlich als Fachwerk ausgebildeten Längsabstützungen 30 und 40 sind im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Schutzwand 10 an dieselbe angebunden, so dass sich zusammen mit der Querabstützung 20 eine rechteckförmige Form des Batterieraumes 4 ergibt.
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Das Fachwerk der Längsabstützung 30 ist mit Streben 31, 32 und 33 aufgebaut, das Fachwerk der Längsabstützung 40 mit Streben 41, 42 und 43, wobei die Streben 31 und 41 jeweils an einer unteren Ecke der Schutzwand 10 im Wesentlichen rechtwinklig abstehend in x-Richtung verlaufen. Die beiden jeweils parallel verlaufenden Streben 32 und 33 bzw. 42 und 43 bilden eine Querverstrebung zwischen der Schutzwand 10 und der Strebe 31 bzw. 41, so dass sich eine dreiecksförmige Kontur des Fachwerks 30 bzw. 40 ergibt. Dabei ist das Ende der Strebe 33 bzw. 43 mit dem Ende der Strebe 31 bzw. 41 zusammengeführt. Entsprechend der dreiecksförmigen Kontur der beiden Fachwerke 30 und 40 werden diese mit einem Schubblechen 34 bzw. 44 versteift.
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Auch könnte anstelle der dreiecksförmigen Kontur eine rechteckförmige Kontur verwendet werden.
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Das Fachwerk der weiteren Querabstützung 20 besteht aus zwei parallelen Querträgern 21 und 22, deren Trägerenden 21a und 22a mit einer Diagonalverstrebung bzw. einem Diagonalkreuz 23 verbunden sind, wobei die Diagonalverstrebung 23 aus zwei Streben 23a und 23b besteht.
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Das Fachwerk der weiteren Querabstützung 20 kann zusätzlich zur Bildung eines Schubfeldes mit Schubblechen (in den Figuren nicht dargestellt) ausgebildet werden.
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Die Streben der weiteren Querabstützung 20 als auch der seitlichen Längsabstützungen 30 und 40 können mit unterschiedlichen Querschnittsformen, wie beispielsweise L-Form, T-Form oder in einem halboffenen oder geschlossenen Profilquerschnitt ausgebildet werden.
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Diese Querabstützung 20 ist mit den Trägerenden 21a und 22a und den daran angebundenen Diagonalverstrebung 23 in Querrichtung (y-Richtung) jeweils über die beiden Längsabstützungen 30 und 40 hinausgeführt und über diese Trägerenden 21a und 22a gemäß den 1 und 2 an entsprechende Strukturelemente 8 der Fahrzeugkarosserie 3 angebunden, wobei gleichzeitig diese Querabstützung 20 mit der Strebe 33 bzw. 43 der Längsabstützung 30 bzw. 40 verbunden ist.
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Die Schutzwand 10 als auch die weitere Querabstützung 20 sowie die seitlichen Längsabstützungen 30 und 40 sind über entsprechende Anbindeelemente, wie beispielsweise Konsolen und/oder Träger mit Bodenstrukturelementen der Fahrzeugkarosserie 3 verbunden.
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Als Material zur Herstellung der Schutzanordnung 1 kann Aluminium, Stahl, kohlenfaserverstärkte Werkstoffe (CFK, GFK) oder eine Mischung aus diesen Materialien verwendet werden.
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Zur Realisierung einer solchen erfindungsgemäßen Schutzanordnung in einer Fahrzeugkarosserie sind daher lediglich bekannte Verbindungstechnologien erforderlich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schutzanordnung
- 2
- Fahrzeugbatterie
- 3
- Fahrzeugkarosserie
- 4
- Batterieraum
- 5
- Fahrgastzelle
- 6
- Fahrzeugwand
- 7
- Strukturelemente der Fahrzeugkarosserie 3
- 8
- Strukturelemente der Fahrzeugkarosserie 3
- 10
- Querabstützung, Schutzwand der Schutzanordnung 1.
- 11
- Stahlkonsole
- 12
- Träger
- 20
- Querabstützung, Fachwerk der Schutzanordnung 1
- 21
- Querträger der Querabstützung 20
- 21a
- Trägerende des Querträgers 21
- 22
- Querträger der Querabstützung 20
- 22a
- Trägerende des Querträgers 22
- 23
- Diagonalverstrebung der Querabstützung 20
- 23a
- Strebe der Diagonalverstrebung 23
- 23b
- Strebe der Diagonalverstrebung 23.
- 30
- Längsabstützung, Fachwerk der Schutzanordnung 1
- 31
- Strebe der Längsabstützung 30
- 32
- Strebe der Längsabstützung 30
- 33
- Strebe der Längsabstützung 30
- 34
- Schubbleche der Längsabstützung 30
- 40
- Längsabstützungen, Fachwerk der Schutzanordnung 1
- 41
- Strebe der Längsabstützung 40
- 42
- Strebe der Längsabstützung 40
- 43
- Strebe der Längsabstützung 40
- 44
- Schubbleche der Längsabstützung 40
