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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Schutz eines Antriebsenergiespeichers eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Montage einer solchen Anordnung.
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Aus
US 2013/0126255 A1 ist eine Anordnung eines Antriebsenergiespeichers eines Kraftfahrzeuges bekannt, die eine Beschädigung der Batterie im Falle eines Heckaufpralls auf das Kraftfahrzeug vermeiden soll. Diese Anordnung betrifft einen für den Antriebsenergiespeicher vorgesehenen Aufnahmerahmen mit zwei Längsträgern, die in Fahrzeughochrichtung betrachtet von vorne nach hinten nach oben geschwungen sind.
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Aus
DE 10 2011 112 648 A1 ist eine Anordnung einer Batterie an einer Trägerkonstruktion bekannt, die die Montage eines Antriebsenergiespeichers vereinfachen soll.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Schutz eines Antriebsenergiespeichers eines Kraftfahrzeuges sowie ein Verfahren zur Montage einer solchen Anordnung zur Verfügung zu stellen, die einfach und kostengünstig hergestellt bzw. durchgeführt werden können. Mit der Anordnung soll ein Antriebsenergiespeicher insbesondere vor mechanischen Krafteinwirkungen und Beschädigungen von der Unterseite des Kraftfahrzeuges her geschützt werden.
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Bei einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Schutz eines Antriebsenergiespeichers eines Kraftfahrzeuges ist der Antriebsenergiespeicher in einem von der Unterseite des Kraftfahrzeuges zugänglichen Bereich angeordnet. Dies ist insbesondere der Bereich unterhalb eines Motorraums, einer Fahrgastzelle, einer Ladefläche und/oder eines Kofferraums. Der Bereich muss nicht frei zugänglich sein, sondern kann auch von einer Unterbodenverkleidung abgedeckt und somit nicht sichtbar sein. Er muss nur insoweit zugänglich sein, als von unten auf das Kraftfahrzeug einwirkende Kräfte zu einer unmittelbaren oder mittelbaren Schädigung des Antriebsenergiespeichers führen können. Dabei ist an dem Kraftfahrzeug mindestens ein, von dem Antriebsenergiespeicher entkoppelter, sich zumindest teilweise über die Länge lA des Antriebsenergiespeichers erstreckender Schutzbügel ausgebildet oder angeordnet, dessen Abstand zum Boden im Vergleich zu dem sich in Fahrzeugquerrichtung innenseitig anschließenden Antriebsenergiespeichers maximal so groß ist wie der Abstand des Antriebsenergiespeichers zum Boden. Mit "von dem Antriebsenergiespeicher entkoppelt" ist vorliegend gemeint, dass der Schutzbügel keine direkte Verbindung zu dem Antriebsenergiespeicher aufweist, um zu vermeiden, dass Kräfte, die in den Schutzbügel eingeleitet werden, unmittelbar auf den Antriebsenergiespeicher übertragen werden. Der Schutzbügel wird daher vorzugsweise als separates Element an einem karosseriefesten Bauteil des Kraftfahrzeuges befestigt. Mit sich zumindest teilweise über die Länge lA des Antriebsenergiespeicher erstreckend ist gemeint, dass der Antriebsenergiespeicher und der Schutzbügel in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet überlappende Bereiche aufweisen, so dass im Falle von von unten in Richtung Boden des Kraftfahrzeuges einwirkenden Kräften, die sich über die gesamte Fahrzeugbreite erstrecken, von dem Schutzbügel aufgenommen werden.
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Aus Gründen der Entkopplung ist es auch bevorzugt, wenn der bzw. die Schutzbügel in Fahrzeugquerrichtung betrachtet den Antriebsenergiespeicher nicht überlappt bzw. überlappen, sondern wenn der bzw. die Schutzbügel seitlich neben dem Antriebsenergiespeicher angeordnet sind. In diesem Fall ist sichergestellt, dass ein Einfedern oder eine Deformation des Schutzbügels in Fahrzeughochrichtung nicht zu einer Stoßeinwirkung auf den Antriebsenergiespeicher führt. Ferner wird die Bodenfreiheit des Kraftfahrzeuges so weniger stark eingeschränkt.
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Solche Kräfte können beim Auffahren auf und Abfahren von Bordsteinkanten mit einem Kraftfahrzeug auftreten. Mit einer erfindungsgemäßen Anordnung soll direkten Krafteinwirkungen von Bordsteinkanten oder sonstigen Hindernissen, die mit einem Kraftfahrzeug befahren oder überfahren werden, auf einen Antriebsenergiespeicher möglichst vermieden oder reduziert werden, um eine Schädigung des Antriebsenergiespeichers zu vermeiden.
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In einer praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung ist der Antriebsenergiespeicher zwischen einem rechten Längsträger und einem linken Längsträger des Kraftfahrzeuges angeordnet, wobei ein erster Schutzbügel eine Verbindung zum rechten Längsträger und ein zweiter Schutzbügel eine Verbindung zum linken Längsträger aufweist. Die Längsträger eines Kraftfahrzeuges sind üblicherweise (biege)steif ausgebildete Kraftfahrzeugteile, welche sich zur Verbindung oder Ausbildung eines separaten Schutzbügels insoweit besonders eignen.
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Wenn sich bei einer erfindungsgemäßen Anordnung der Antriebsenergiespeicher in einen Bereich des Kraftfahrzeuges zwischen einem rechten Radhaus und einem linken Radhaus erstreckt, ist es bevorzugt, wenn ein erster Schutzbügel eine Verbindung zu einem vor dem rechten Radhaus angeordneten rechten Lagerbock und ein zweiter Schutzbügel eine Verbindung zu einem vor dem linken Radhaus angeordneten zweiten Lagerbock aufweist. Der erste und der zweite Lagerbock eines Kraftfahrzeuges eignen sich insoweit besonders zur Anbindung eines Schutzbügels, als Lagerböcke eine hohe Eigensteifigkeit aufweisen und in solchen Lagerböcken in der Regel Schraubanbindungen zur Anbindung anderer Bauteil vorgesehen sind. Solche Schraubanbindungen können zur Herstellung einer Verbindung mit einem Schutzbügel mitgenutzt werden. Insoweit kann in diesem Fall bei einer erfindungsgemäßen Anordnung der mindestens eine Schutzbügel besonders einfach und kostengünstig als separates Element hergestellt werden und mit einem Längsträger und/oder einem Lagerbock verschraubt werden. Sofern der Schutzbügel auch mit einem oder mehreren Lagerböcken verschraubt ist, können die Schraubverbindungen des Lagerbocks, welche üblicherweise vorgesehen sind, um einen Achsträger im Bereich des Lagerbocks zu verschrauben, mitgenutzt werden.
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Der Schutzbügel einer erfindungsgemäßen Anordnung kann besonders einfach und kostengünstig als gebogenes Rohr hergestellt und ausgebildet werden. Rohre sind als Standardprofile einfach und kostengünstig verfügbar und können in hoher Stückzahl und vollautomatisiert mit geeigneten Biegemaschinen in eine gewünschte Form gebracht werden.
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Der Schutzbügel einer erfindungsgemäßen Anordnung kann besonders robust und gleichzeitig einfach und kostengünstig hergestellt werden, wenn dieser mindestens eine sich überwiegend in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeugquerrichtung erstreckende Auflageplatte und/oder mindestens eine sich überwiegend in Fahrzeughochrichtung und in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Stützplatte aufweist. Eine Auflageplatte und/oder eine Stützplatte sind vorzugsweise in dem Bereich eines Schutzbügels ausgebildet, welcher einem Radkasten zugewandt ist. In diesem Bereich treten erfahrungsgemäß besonders hohe Kräfte auf, da ein Kraftfahrzeug, das auf einen Bordstein gefahren wird, unmittelbar benachbart zu den Radkästen am tiefsten einfedert und somit in diesem Bereich eine Gefahr einer Beschädigung des Antriebsenergiespeichers am größten ist.
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Die Montage einer erfindungsgemäßen Anordnung wird erleichtert, wenn an dem Schutzbügel mehrere plattenartige Handhabungselemente ausgebildet und/oder befestigt sind. Solche Handhabungselemente können insbesondere dazu genutzt werden, einen Schutzbügel vor der Montage an einem Kraftfahrzeug mithilfe eines Handhabungswerkzeuges zu greifen und so zu halten, dass dieses unkompliziert montiert werden kann.
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Es ist bevorzugt, wenn sich der Schutzbügel einer erfindungsgemäßen Anordnung über mindestens 50 Prozent der Länge lA des Antriebsenergiespeichers erstreckt. Dabei bezieht sich die Angabe 50 Prozent der Länge des Antriebsenergiespeichers auf den Bereich des Antriebsenergiespeichers, welcher sich seitlich, d.h. in Fahrzeugquerrichtung betrachtet, unmittelbar an den Schutzbügel anschließt. Dies gilt insbesondere für Fälle, in denen sich Schutzbügel entlang der Seitenkante eines Antriebsenergiespeichers erstrecken.
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Es ist weiter bevorzugt, wenn bei einer erfindungsgemäßen Anordnung an dem Kraftfahrzeug ein Unterboden befestigt ist, welcher den Schutzbügel und den Antriebsenergiespeicher von der Unterseite her zumindest teilweise abdeckt. Ein solcher Unterboden stellt nicht nur einen wirksamen Schutz vor Verschmutzung dar, sondern verbessert auch die aerodynamischen Eigenschaften eines Kraftfahrzeuges und sorgt dafür, dass sich Fahrzeuge, die von dem Kraftfahrzeug überfahren werden, nicht zwischen dem Schutzbügel und dem Antriebsenergiespeicher verfangen und/oder festklemmen.
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Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Anordnung an einem Kraftfahrzeug, von welchem in 1 nur ausgewählte Elemente in einer Ansicht von unten dargestellt sind,
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2 den in 1 mit II gekennzeichneten Bereich in einer vergrößerten Darstellung,
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3 den in 1 mit III gekennzeichneten Bereich in einer vergrößerten Darstellung,
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4 den in 2 zu erkennenden Schutzbügel mit seinen Einzelelementen in einer Explosionsdarstellung,
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5 den in 3 zu erkennenden Schutzbügel mit seinen Einzelelementen in einer Explosionsdarstellung,
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6 den in 1 mit VI gekennzeichneten Bereich des Kraftfahrzeuges vor der Montage der erfindungsgemäßen Schutzbügel und einer Fahrzeugachse,
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7 die in den 1 bis 6 gezeigte erfindungsgemäße Anordnung in einer Seitenansicht,
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8 den in 7 mit VIII gekennzeichneten Bereich in einer Ansicht von unten und
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9 den in 7 mit IX gekennzeichneten Bereich in einer perspektivischen Ansicht von schräg unten.
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Unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung im Detail erläutert. Eine erfindungsgemäße Anordnung 10 betrifft den Schutz eines Antriebsenergiespeichers 12, welcher in der gezeigten Ausführungsform zwischen einem rechten Längsträger 14 und einem linken Längsträger 16 angeordnet ist. Der Antriebsenergiespeicher 12 erstreckt sich über die Länge lA und ragt in der gezeigten Ausführungsform gegenüber dem rechten Längsträger 14 und dem linken Längsträger 16 nach unten hervor. In der in 1 gezeigten Ausführungsform erstreckt sich der Antriebsenergiespeicher 12 in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) betrachtet bis in den Bereich zwischen einem rechten Radhaus 18 und einem linken Radhaus 20. Wie in 1 ebenfalls zu erkennen ist, sind seitlich neben dem Antriebsenergiespeicher 12 ein erster Schutzbügel 22 und ein zweiter Schutzbügel 24 angeordnet. Der Schutzbügel 22, 24 ist insbesondere in den 4 und 5 gut zu erkennen. Die Schutzbügel 22, 24 bestehen jeweils aus einem gebogenen Rohr 26, einer sich überwiegend in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Auflageplatte 28, einer sich überwiegend in Fahrzeughochrichtung und in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Stützplatte 30, einem separaten Befestigungselement 32 und mehreren plattenartigen Handhabungselementen 34. Die vorstehend genannten Elemente werden in der gezeigten Ausführungsform durch Schweißen fest miteinander verbunden. Sie können auch auf andere Art und Weise fest miteinander verbunden werden oder ein Schutzbügel 22, 24 kann auch einstückig mit sämtlichen Elementen ausgebildet werden.
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Der Antriebsenergiespeicher 12 ist in der gezeigten Ausführungsform nicht mit dem Längsträger 14, 16, sondern mit einem (nicht mit Bezugszeichen versehenen) Querträger und mit weiteren karosseriefesten Elementen verschraubt. Kräfte, die über die Schutzbügel 22, 24 aufgenommen werden, werden somit nicht direkt an den Antriebsenergiespeicher 12 weitergeleitet, sondern zunächst in die Längsträger 14, 16 bzw. die Lagerböcke 38 eingeleitet. Krafteinwirkungen in den Antriebsenergiespeicher werden somit nicht in den Antriebsenergiespeicher oder allenfalls mittelbar von den Längsträgern 14, 16 bzw. den Lagerböcken 38 zum Querträger oder auf andere karosseriefeste Elemente und von diesen auf den Antriebsenergiespeicher übertragen. Dadurch können die auf den Antriebsenergiespeicher 12 einwirkenden Erschütterungen im Falle eines Aufpralls des Fahrzeuges mit den Schutzbügeln 22, 24 auf eine Bordsteinkante oder ein sonstiges Hindernis reduziert werden.
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In den 2, 3 und 9 ist besonders gut zu erkennen, dass die Schutzbügel 22, 24 jeweils mit dem Befestigungselement an dem rechten Längsträger 14 bzw. linken Längsträger 16 verschraubt werden. Darüber hinaus ist zu erkennen, dass die Schutzbügel 22, 24 mit ihren Auflageplatten 28 und jeweils zwei Schraubverbindungen 36 mit einem Lagerbock 38 verbunden werden.
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In 9 ist auch ein Teil eines Achsträgers 40 zu erkennen. In der gezeigten Ausführungsform wird der Achsträger 40 zusammen mit der Auflageplatte 28 der Schutzbügel 22, 24 mit den dargestellten Schrauben 44 verschraubt.
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In 9 ist auch eine Mutter 46 dargestellt, die verwendet wird, um den Schutzbügel 22 nach dem Aufstecken mit seinem Befestigungselement 32 auf einen an dem Längsträger 14 angeschweißten Bolzen 48 mittels Schraubverbindung 36 zu befestigen
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In der in 1 erkennbaren Ausführungsform erstrecken sich die Schutzbügel 22, 24 ungefähr über 70 Prozent der Länge lA des Antriebsenergiespeichers 12.
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In 7 ist auch gut zu erkennen, dass der Abstand dS des Schutzbügels 22, 24 zum Boden geringer ist als der Abstand dA des Antriebsenergiespeichers 12.
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Der in 7 mit a gekennzeichnete Abstand zwischen dem Bereich des Schutzbügels 22, welcher auf gleichem Höhenniveau mit dem Antriebsenergiespeicher 12 ist, kommt zu dem vorderen Bereich des Hinterrades 42 des Kraftfahrzeuges 10 und beträgt in der gezeigten Ausführungsform ca. 130 mm. Dieser Abstand ist vorzugsweise kleiner als 250 mm.
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In 8 ist erkennbar, dass der Schutzbügel 22 in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet teilweise überlappend mit dem zum Lagerbock 38 führenden Achsträger 40 angeordnet ist. Insoweit schützt der Schutzbügel 22 in diesem Bereich zusätzlich vor mechanischen Einwirkungen auf den Achsträger 40, welcher – wie in 7 erkennbar ist – einen größeren Abstand zum Boden aufweist als der Schutzbügel 22.
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Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Anordnung
- 12
- Antriebsenergiespeicher
- 14
- rechter Längsträger
- 16
- linker Längsträger
- 18
- rechtes Radhaus
- 20
- linkes Radhaus
- 22
- erster Schutzbügel
- 24
- zweiter Schutzbügel
- 26
- gebogenes Rohr
- 28
- Auflageplatte
- 30
- Stützplatte
- 32
- Befestigungselement
- 34
- Handhabungselement
- 36
- Schraubverbindung
- 38
- Lagerbock
- 40
- Achsträger
- 42
- Hinterrad
- 44
- Schraube
- 46
- Mutter
- 48
- Bolzen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2013/0126255 A1 [0002]
- DE 102011112648 A1 [0003]
