DE102017216779B4 - Verbindungssystem zum festen aber trennbaren Verbinden von Fahrzeugteilen mittels magnetischer Verbindungselemente - Google Patents

Verbindungssystem zum festen aber trennbaren Verbinden von Fahrzeugteilen mittels magnetischer Verbindungselemente Download PDF

Info

Publication number
DE102017216779B4
DE102017216779B4 DE102017216779.3A DE102017216779A DE102017216779B4 DE 102017216779 B4 DE102017216779 B4 DE 102017216779B4 DE 102017216779 A DE102017216779 A DE 102017216779A DE 102017216779 B4 DE102017216779 B4 DE 102017216779B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
connection
connecting elements
vehicle parts
vehicle
connection system
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.)
Active
Application number
DE102017216779.3A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102017216779A1 (de
Inventor
Andreas Ehm
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.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
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 Audi AG filed Critical Audi AG
Priority to DE102017216779.3A priority Critical patent/DE102017216779B4/de
Publication of DE102017216779A1 publication Critical patent/DE102017216779A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102017216779B4 publication Critical patent/DE102017216779B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D27/00Connections between superstructure or understructure sub-units
    • B62D27/06Connections between superstructure or understructure sub-units readily releasable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D24/00Connections between vehicle body and vehicle frame
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0405Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
    • B60K2001/0438Arrangement under the floor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0455Removal or replacement of the energy storages
    • B60K2001/0472Removal or replacement of the energy storages from below

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

Verbindungssystem (200) zum festen aber trennbaren Verbinden von Fahrzeugteilen, mit dem die Fahrzeugteile an mehreren Verbindungspunkten magnetisch verbunden werden und die Fahrzeugteile hierzu an den Verbindungspunkten mit koppelbaren ersten und zweiten Verbindungselementen (210, 220) ausgebildet sind, wobei die ersten Verbindungselemente (210) einen Permanentmagneten (212) und die zweiten Verbindungselemente (220) ebenfalls einen Permanentmagneten (222) oder ein ferromagnetisches Gegenstück (221) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Verbindungselemente (210, 220) auch mit Formschlussmitteln ausgebildet sind, die einen formschlüssigen Eingriff ermöglichen und dadurch ergänzend zur trennbaren magnetischen Verbindung auch eine trennbare formschlüssige Verbindung zur Absicherung von Querkräften herbeiführen, wobei diese Formschlussmittel an den ersten und/oder zweiten Verbindungselementen (210, 220) toleranzausgleichend und vibrationsdämpfend ausgebildet sind und hierzu aus einem weichen oder gummiartigen Kunststoff gebildet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verbindungssystem zum festen aber trennbaren Verbinden von Fahrzeugteilen. Die Erfindung betrifft ferner bevorzugte Verwendungen und ein Kraftfahrzeug.
  • Heutzutage werden Fahrzeugteile weitgehend durch stoffschlüssige Fügeverbindungen, wie z. B. Schweißen, Löten oder Kleben, und/oder formschlüssige Fügeverbindungen, wie z. B. Schrauben oder Nieten, miteinander verbunden. Aufgrund sich verändernder Anforderungen, die sich z. B. aus neuen Fahrzeugkonzepten ergeben, sind neue Verbindungskonzepte erforderlich, die bspw. eine einfache und schnelle Verbindungsherstellung und Verbindungstrennung ermöglichen.
  • Die einem anderen Fachgebiet zugehörige DE 10 2012 214 788 A1 beschreibt ein Verbindungssystem für ein Tragwerk, bspw. im Bereich des Messebaus oder im Regalbau, umfassend ein Verbindungselement, das mindestens einen ersten Magneten aufweist, und ein mit dem Verbindungselement zusammenwirkendes Gegenelement, das mindestens einen Gegenpol mit mindestens einem zweiten Magneten und/oder mindestens einen zumindest bereichsweise magnetisierbaren Gegenpol umfasst.
  • Die DE 20 2013 102 694 U1 offenbart ein Fahrzeugdachhimmel-Befestigungssystem zum Anbringen eines Dachhimmels an einer nicht magnetischen Dachstruktur. Die DE 10 2015 001 924 A1 offenbart eine Befestigungsanordnung zur Befestigung wenigstens eines Stoßfängerbauteils an wenigstens einem kraftfahrzeugseitigen Karosseriebauteil. Die WO 95/ 28 295 A1 offenbart eine Fahrzeugtür mit einem Kollisionsschutzkörper, wobei der Kollisionsschutzkörper eine mit der Fahrzeugtür lösbar verbundene Bauteileinheit bildet. Die DE 10 2014 008 481 A1 offenbart einen Träger mit mindestens einer Aufnahme zum Anordnen mindestens eines Teils eines Gasspeichers und/oder mindestens eines Teils einer Batterie an dem Träger, wobei der Träger durch Befestigungsmittel an einem Unterboden eines Fahrzeugs anzuordnen ist. Die US 2017 / 0 028 900 A1 offenbart eine Vorrichtung, ein System und eine Methode für eine Demontage einer LKW Einheit von einer LKW Karosserie.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Verbindungskonzept für Fahrzeugteile anzugeben, das eine einfache und schnelle Verbindungsherstellung und Verbindungstrennung ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch das erfindungsgemäße Verbindungssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Mit nebengeordneten Patentansprüchen erstreckt sich die Erfindung auch auf bevorzugte Verwendungen des erfindungsgemäßen Verbindungssystems und auf ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, das wenigstens zwei mit dem erfindungsgemäßen Verbindungssystem verbundene Fahrzeugteile aufweist. Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich analog für alle Erfindungsgegenstände aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung.
  • Das erfindungsgemäße Verbindungssystem zum festen aber trennbaren bzw. lösbaren Verbinden von Fahrzeugteilen sieht vor, dass die Fahrzeugteile an mehreren Verbindungspunkten bzw. -stellen magnetisch verbunden werden und die Fahrzeugteile hierzu an diesen Verbindungspunkten mit koppelbaren bzw. verbindbaren ersten und zweiten Verbindungselementen ausgebildet sind, wobei die ersten Verbindungselemente (wenigstens) einen (ersten) Permanentmagneten und die zweiten Verbindungselemente ebenfalls (wenigstens) einen (zweiten) Permanentmagneten und/oder (wenigstens) ein ferromagnetisches Gegenstück aufweisen.
  • Die ersten und zweiten Verbindungselemente sind komplementär bzw. korrespondierend ausgebildet. Die zweiten Verbindungselemente können auch als Gegenelemente bezeichnet werden.
  • Zum Verbinden der Fahrzeugteile (im Sinne von aneinander Befestigen) werden an den vorgegebenen Verbindungspunkten die ersten und zweiten Verbindungselemente gekoppelt, sodass zwischen den Verbindungselementen eine magnetische Anziehungskraft wirken kann, die eine feste aber dennoch trennbare magnetische Verbindung bzw. Magnetverbindung herbeiführt. Das erfindungsgemäße Verbindungssystem ermöglicht somit ein schnelles, einfaches und insbesondere auch werkzeugloses Verbinden der Fahrzeugteile. Ferner wird auch ein vergleichsweise schnelles und einfaches Trennen bzw. Lösen der Fahrzeugteile ermöglicht, falls z. B. eines der Fahrzeugteile ausgetauscht bzw. ausgewechselt werden soll. Das erfindungsgemäße Verbindungssystem ermöglicht ferner das Verbinden von Fahrzeugteilen, die aus unterschiedlichsten Werkstoffen (Stahl, Aluminium, Kunststoff, faserverstärkter Kunststoff etc.) gebildet sein können (sog. Mischverbindungen bzw. Mischbau).
  • Fahrzeugteile im Sinne der Erfindung sind insbesondere größere und/oder schwerere bzw. massigere Fahrzeugbauteile, Fahrzeugbaugruppen, Fahrzeugkomponenten, Fahrzeugmodule, Fahrzeuganbauteile und dergleichen, die bislang im Wesentlichen durch stoffschlüssige und/oder formschlüssige Fügeverbindungen mit anderen Fahrzeugteilen verbunden werden.
  • Unter einem festen Verbinden wird im Sinne der Erfindung insbesondere verstanden, dass zwischen den zu verbindenden Fahrzeugteilen eine dauerhaft haltbare Verbindung mit vorgegebener Ausrichtung bzw. Relativlage erzeugt bzw. herbeigeführt wird. Bevorzugt sind mit der erzeugten Verbindung hohe Verbindungskräfte übertragbar, die denen der bislang verwendeten stoffschlüssigen und/oder formschlüssigen Fügeverbindungen für die Fahrzeugteile entsprechen können.
  • Unter einem trennbaren Verbinden wird im Sinne der Erfindung insbesondere verstanden, dass die verbundenen Fahrzeugteile ohne Beschädigung und ohne größeren Aufwand wieder getrennt werden können. Verbinden und Trennen sind also reversible Vorgänge.
  • Als Dauer- bzw. Permanentmagneten kommen bevorzugt Hochleistungsmagnete, wie z. B. Neodym-Magnete, zum Einsatz, mit denen hohe Haltekräfte realisierbar sind. Ein Dauer- bzw. Permanentmagnet kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein und kann auch als Permanentmagneteinrichtung bezeichnet werden. Die von Permanentmagneten gegebenenfalls ausgehenden Störfelder können durch geeignete Auslegung für kleine Magnetfeldtiefen und/oder magnetische Abschirmmaßnahmen vermindert werden.
  • Die Permanentmagnete zumindest der ersten Verbindungselemente können schaltbar sein. Schaltbare Permanentmagnete sind aus dem Stand der Technik bekannt (siehe z. B. Wikipedia „Schaltbarer Magnet“). Beim Verbinden wird ein einfaches Positionieren der Fahrzeugteile ermöglicht, solange die Permanentmagnete noch nicht eingeschaltet sind. Durch Ausschalten der Permanentmagnete kann die magnetische Verbindung an den Verbindungspunkten dann wieder aufgehoben und die Fahrzeugteile können getrennt werden. Sind beide Verbindungselemente mit Permanentmagneten ausgebildet, kann wenigstens einer dieser Permanentmagneten auch so schaltbar sein, dass sich die beiden Permanentmagnete gegenseitig abstoßen, um dadurch z. B. ein einfaches Trennen der Fahrzeugteile zu ermöglichen. Das Schalten der Permanentmagnete kann manuell oder auch motorisch, insbesondere mittels Elektromotoren, erfolgen. Die schaltbaren Permanentmagnete können einzeln geschaltet werden. Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass die schaltbaren Permanentmagnete gemeinsam, insbesondere gleichzeitig, geschaltet werden (z. B. mittels Seilzugmechanismus oder Kabelbaum).
  • Die ersten und zweiten Verbindungselemente können für eine reine kraftschlüssige Verbindung ausgelegt sein. Die ersten und zweiten Verbindungselemente sind ferner mit Formschlussmitteln ausgebildet, die einen formschlüssigen und gegebenenfalls sogar hinterschnittigen Eingriff ermöglichen und dadurch ergänzend zur trennbaren magnetischen Verbindung (Kraftschluss) auch eine trennbare formschlüssige Verbindung (Formschluss) herbeiführen. Die formschlüssige Verbindung dient dann insbesondere der Absicherung unerwartet auftretender hoher Quer- bzw. Scherkräfte (bspw. bei einem Crash). Der formschlüssige Eingriff kann beim Verbinden auch die Ausrichtung der Fahrzeugteile vereinfachen (Vorfixierung). Ferner können beim formschlüssigen Verbinden Rast- bzw. Ploppeffekte erzeugt werden. Die ersten und zweiten Verbindungselemente sind bspw. als komplementäre Stecker und Buchsen ausgebildet.
  • Die Formschlussmittel an den ersten und/oder zweiten Verbindungselementen sind toleranzausgleichend ausgebildet. Damit ist insbesondere gemeint, dass die Formschlussmittel an den ersten und/oder zweiten Verbindungselementen so beschaffen sind, dass beim formschlüssigen Verbinden ein Toleranzausgleich, insbesondere quer zur Füge- bzw. Kopplungsrichtung, ermöglicht wird. Der Toleranzausgleich kann dann im Weiteren auch eine unterschiedliche Wärmeausdehnung der verbundenen Fahrzeugteile ermöglichen. Der Toleranzausgleich kann durch konstruktive Gestaltung und/oder geeignete Werkstoffauswahl realisiert werden. Bevorzugt sind die Formschlussmittel aus Kunststoff (z. B. POM, PTFE, PE, PET, PEEK, PVDF oder PPS), insbesondere aus einem weichen oder gummiartigen Kunststoff (z. B. BR, IR, IIR, CR, EPDM, NBR), gebildet.
  • Ferner sind die Formschlussmittel an den ersten und/oder zweiten Verbindungselementen auch vibrationsdämpfend ausgebildet und sind hierzu insbesondere aus einem weichen oder gummiartigen Kunststoff (s. o.) gebildet.
  • Das erfindungsgemäße Verbindungssystem kann ferner Mittel oder eine Einrichtung aufweisen, mit der an wenigstens einem Verbindungspunkt die magnetische Verbindung überwacht werden kann. Bei unbeabsichtigter Trennung der magnetischen Kraftschlussverbindung am Verbindungspunkt kann eine Warnmeldung (Alarm) ausgelöst werden. Damit kann sowohl die Fahrsicherheit des Kraftfahrzeugs erhöht als auch ein Diebstahlsschutz realisiert werden. Durch Trennen der gekoppelten Verbindungselemente verändert sich der magnetische Flussverlauf am Verbindungspunkt, was z. B. mittels eines insbesondere mit dem Bordnetz verbundenen Sensors (z. B. induktiver Sensor, Hall-Sensor oder dergleichen) erfasst werden kann. In analoger Weise kann auch erfasst werden, ob sich am Verbindungspunkt die Magnetverbindung richtig aufgebaut hat bzw. fehlerhaft ist.
  • Die Anordnung der Verbindungselemente an den Fahrzeugteilen und die in den Verbindungselementen umfassten Permanentmagnete ermöglichen außerdem eine zerstörungsfreie Prüfung dieser Fahrzeugteile im Hinblick auf deren Originalität.
  • Das erfindungsgemäße Verbindungssystem kann für das feste aber trennbare Verbinden einer Fahrgastzelle (Life-Modul) mit einer Antriebsplattform (Drive-Modul) verwendet werden. Diese Anwendung bezieht sich im Besonderen auf ein innovatives, aus wenigstens zwei Modulen bestehendes Fahrzeugkonzept, das aus einer Antriebsplattform mit Antrieb, Fahrwerk und Energiespeicher sowie einer Fahrgast- und/oder Laderaumzelle besteht, die trennbar miteinander verbunden sind, sodass bei Bedarf ein Austausch bzw. Wechsel möglich ist.
  • Das erfindungsgemäße Verbindungssystem kann auch für das feste aber trennbare Verbinden eines Batteriemoduls mit einer Fahrzeugkarosserie oder einem Fahrgestell (Chassis) verwendet werden. Damit wird ein besonders einfacher Wechsel des Batteriemoduls ermöglicht.
  • Das erfindungsgemäße Verbindungssystem kann auch für das feste aber trennbare Verbinden eines Interieur- oder Exterieurmoduls mit einer Fahrzeugkarosserie verwendet werden. Ein Interieurmodul ist z. B. eine Interieur-Plattform, ein Cockpitmodul, eine Innenverkleidung, ein Sitz oder eine Sitzbank oder dergleichen. Ein Exterieurmodul ist z. B. ein Außenverkleidungsteil (Panel), ein Dachmodul oder dergleichen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die in den Figuren der Zeichnung gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, auch frei von bestimmten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein und die Erfindung entsprechend weiterbilden. Ferner sind die gezeigten und/oder erläuterten Merkmale im Rahmen der Erfindung zu weiteren Anwendungs- und Ausführungsmöglichkeiten kombinierbar.
    • 1 zeigt eine erste Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Verbindungssystems zum Verbinden einer Fahrgastzelle mit einer Antriebsplattform.
    • 2 zeigt eine zweite Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Verbindungssystems zum Verbinden eines Batteriemoduls mit der Karosserie bzw. dem Fahrgestell eines Kraftfahrzeugs.
    • 3 zeigt eine dritte Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Verbindungssystems zum Verbinden von Interieurmodulen mit einer Fahrzeugkarosserie.
    • 4 zeigt eine vierte Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Verbindungssystems zum Verbinden eines Exterieurmoduls mit einer Fahrzeugkarosserie.
    • 5 zeigt in mehreren schematischen Schnittdarstellungen verschiedene Ausführungsmöglichkeiten (magnetischer) Verbindungselemente für erfindungsgemäße Verbindungssysteme.
    • 6 zeigt eine fünfte Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Verbindungssystems zum Verbinden eines Dachmoduls mit einer Fahrzeugkarosserie sowie zwei weitere Ausführungsmöglichkeiten von (magnetischen) Verbindungselementen.
  • 1a zeigt ein Kraftfahrzeug 100, das eine Antriebsplattform (erstes Fahrzeugteil) 110 und eine Fahrgastzelle (zweites Fahrzeugteil) 120 aufweist, die mit einem erfindungsgemäßen Verbindungssystem 200 an mehreren Verbindungspunkten fest aber dennoch trennbar miteinander verbunden, d. h. aneinander befestigt werden können. Hierzu ist sowohl die Antriebsplattform 110 als auch die Fahrgastzelle bzw. das Insassenmodul 120 an den Verbindungspunkten mit ersten Verbindungselementen 210 und zweiten Verbindungselementen 220 ausgestattet. Die Verbindungselemente 210/220 können als separate Bauelemente ausgebildet sein, die in geeigneter Weise an der Antriebsplattform 110 bzw. der Fahrgastzelle 120 befestigt sind. Ebenso ist eine in die Fahrzeugteile integrierte Ausbildung der Verbindungselemente 210/220 möglich.
  • Die Verbindungselemente 210/220 bewirken eine permanentmagnetische Verbindung zwischen Antriebsplattform 110 und Fahrgastzelle 120, wie nachfolgend noch näher beschrieben. Die Verbindung zwischen Antriebsplattform 110 und Fahrgastzelle 120 wird im Wesentlichen nur durch die gekoppelten Verbindungselemente 210/220 herbeigeführt, wodurch ein schnelles und einfaches Verbinden und Trennen dieser beiden Fahrzeugteile 110/120 möglich ist. Wie aus der Draufsicht der 1b erkennbar, sind beispielhaft nur vier Verbindungspunkte bzw. -stellen vorgesehen, wobei die Permanentmagnete in den Verbindungselementen 210 und/oder 220 so ausgelegt sind, dass damit eine ausreichend hohe Halte- bzw. Haftkraft erreicht wird. Zur Übertragung von Querkräften (d. h. quer zu der mit dem Pfeil veranschaulichten translatorischen Kopplungsrichtung) können komplementäre bzw. korrespondierende Formschlussmittel an den Verbindungselementen 210/220 vorgesehen sein. Optional können zusätzliche Formschlusselemente zwischen Antriebsplattform 110 und Fahrgastzelle 120 vorgesehen sein. (Dies gilt analog auch für die anderen Anwendungsmöglichkeiten.)
  • 2 zeigt ein Kraftfahrzeug 100 und ein mit dem Unterboden der Karosserie (erstes Fahrzeugteil) 130 magnetisch verbindbares Batteriemodul (zweites Fahrzeugteil) 140, wobei die feste aber dennoch trennbare Verbindung an mehreren Verbindungspunkten mittels erster und zweiter Verbindungselementen 210/220 erfolgt. Das Batteriemodul bzw. die Fahrbatterie 140 ist also magnetisch montierbar, was einen schnellen Austausch ermöglicht. Für die Energieübertragung können zusätzliche Schnittstellen, bspw. sich selbst verbindende Steckverbindungen, vorgesehen sein.
  • 3 zeigt ein Kraftfahrzeug 100 mit wechselbaren Interieurmodulen 151 und 152, die als Plattformen ausgebildet sind. Die Interieurmodule (zweite Fahrzeugteile) 151/152 werden fest aber dennoch trennbar an einer Vielzahl von Verbindungspunkten magnetisch mit der Fahrzeugkarosserie (erstes Fahrzeugteil) 130 verbunden, wozu an der Fahrzeugkarosserie 130 erste Verbindungselemente 210a/210b und an den Interieurmodulen 151/152 zweite Verbindungselemente (in der Figur nicht sichtbar) vorgesehen sind, die verschieden ausgebildet sind und unterschiedliche Kopplungsrichtungen (horizontal und vertikal) aufweisen. Durch die waagrechte Einbaulage eines Interieurmoduls 151/152 addieren sich in vorteilhafter Weise dessen Gewichtskraft und die magnetische Anziehungskraft an den vertikal wirkenden Verbindungselementen 210a. Um den Einbau und Ausbau zu vereinfachen, können Führungselemente 133/153, wie z. B. seitliche Führungsschienen, vorgesehen sein. Die Interieurmodule 151/152 können eine Batterie, insbesondere eine Fahr- bzw. Traktionsbatterie, umfassen. Für die Daten- und Energieübertragung können zusätzliche Schnittstellen, bspw. sich selbst verbindende Steckverbindungen, vorgesehen sein.
  • 4 zeigt ein Kraftfahrzeug 100 und ein als äußere Seitenwandverkleidung 160 ausgebildetes Exterieurmodul (zweites Fahrzeugteil), das fest aber dennoch trennbar an einer Vielzahl von Verbindungspunkten magnetisch mit der Fahrzeugkarosserie (erstes Fahrzeugteil) 130 verbunden werden kann. Hierzu ist die Fahrzeugkarosserie 130 mit ersten Verbindungselementen 210 und die Seitenwandverkleidung 160 mit zweiten Verbindungselementen (in der Figur nicht sichtbar) ausgestattet.
  • 5a zeigt ein erstes Verbindungselement 210 und ein zweites Verbindungselement 220 die miteinander koppelbar sind. Das erste Verbindungselement 210 weist einen (ersten) Permanentmagneten 212 auf, der z. B. eingeklebt oder austauschbar eingeschraubt ist. Das zweite Verbindungselement 220 weist ebenfalls einen (zweiten) Permanentmagneten 222 oder ein ferromagnetisches Gegenstück 221, z. B. ein Stahlinsert, auf. Die Verbindungselemente 210/220 sind, wie gezeigt, mehrstückig ausgebildet, wobei auch eine einstückige Ausbildung, z. B. aus einer Neodym-Eisen-Bor-Legierung bzw. einem ferromagnetischen Werkstoff, möglich ist. Beim Verkoppeln übt der Permanentmagnet 212 des ersten Verbindungselements 210 auf den Permanentmagneten 222 bzw. das Gegenstück 221 des zweiten Verbindungselements 220 eine starke Anziehungskraft aus, wodurch eine feste aber dennoch trennbare magnetische Verbindung entsteht. Die Verbindungselemente 210/220 sind näherungsweise als Stecker und Buchse ausgebildet. Durch den formschlüssigen Eingriff sind zwischen den Verbindungselementen 210/220 auch Quer- bzw. Scherkräfte (quer zur Kopplungs- bzw. magnetischen Anziehungsrichtung) übertragbar. Welches der Verbindungselemente 210/220 an welchem der zu verbindenden Fahrzeugteile angeordnet wird, ergibt sich z. B. aus praktischen Erwägungen.
  • Bei der in 5b gezeigten Ausführungsmöglichkeit wird sogar ein hinterschnittiger Formschluss zwischen den beiden Verbindungselementen 210/220 ermöglicht. Das erste Verbindungselement 210 umfasst als Formschlussmittel einen Aufsatz 214, der eine konische Ausnehmung mit Hinterschnitt aufweist. Das zweite Verbindungselement 220 umfasst als Formschlussmittel einen Konus mit Vorsprung. Beim Verkoppeln wird durch die konische Ausnehmung am ersten Verbindungselement 210 und durch den Konus am zweiten Verbindungselement 220 eine Zentrierung und eine Vorfixierung der zu verbindenden Fahrzeugteile bewirkt. Durch Eingriff des Vorsprungs in den Hinterschnitt wird zusätzlich ein Rast- bzw. Ploppeffekt erzeugt. Der Aufsatz 214 ist vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere aus weichem oder gummiartigem Kunststoff, gebildet. Dadurch wird zwischen den beiden Verbindungselementen 210/220, insbesondere quer zur Kopplungsrichtung, ein Toleranzausgleich ermöglicht. Ferner wird auch eine Dämpfung, insbesondere Vibrationsdämpfung, ermöglicht. Der Permanentmagnet 212 ist als schaltbarer Magnet (s. o.) ausgebildet und weist hierzu eine Stellschraube 213 oder dergleichen auf.
  • Bei der in 5c gezeigten Ausführungsmöglichkeit weist das erste Verbindungselement 210 anstelle des in 5b gezeigten Aufsatzes 214 einen aus Kunststoff, insbesondere weichem oder gummiartigem Kunststoff, gebildeten Einsatz 215 auf. Das zweite Verbindungselement 220 und dessen Formschlussmittel sind entsprechend ausgebildet.
  • Bei der in 5d gezeigten Ausführungsmöglichkeit ist der (erste) Permanentmagnet 212 verschieblich im ersten Verbindungselement 210 gelagert und kann sich in Kopplungsrichtung bewegen, wie mit dem Pfeil veranschaulicht. Indem der (erste) Permanentmagnet 212 in die gezeigte (untere) Position bewegt bzw. rückbewegt werden kann, ist ein einfacheres Fügen und Trennen der Fahrzeugteile möglich, da diese dann z. B. ohne störende Konturen relativ zueinander verschoben werden können. Das zweite Verbindungselement 220 kann mit einem (zweiten) schaltbaren Permanentmagneten 222 ausgebildet sein, der auch so geschaltet werden kann, dass sich die beiden Permanentmagnete 212 und 222 gegenseitig abstoßen und dadurch z. B. eine Rückbewegung des (ersten) Permanentmagnete 212 bewirkt wird. Die Rückbewegung des (ersten) Permanentmagneten 212 kann außerdem durch nicht gezeigte Federelemente (z. B. einer Rückholfeder) erfolgen. Ferner ist ein sich mitbewegender manschettenartiger Einsatz 216 aus Kunststoff vorgesehen, der analog zu den in 5b und 5c gezeigten Ausführungsmöglichkeiten toleranzausgleichend und dämpfend wirken kann. Die Bezugszeichen 217 und 218 bezeichnen einen den (ersten) Magneten 212 tragenden Kolben (Trägerplatte) und eine Kolbenführung (Führungshülse). Ferner ist der Magnet 221 bzw. das Gegenstück 222 im zweiten Verbindungselement 220 bezüglich der Abmessungen des Magneten 212 im ersten Verbindungselement 210 überdimensioniert, sodass auch bei toleranzbedingtem Versatz in Querrichtung eine ausreichende Überdeckung gewährleistet ist.
  • 6a zeigt ein Kraftfahrzeug 100 und ein als Dachmodul 170 ausgebildetes Exterieurmodul (zweites Fahrzeugteil), das magnetisch mit den A-, B- und C-Säulen der Fahrzeugkarosserie (erstes Fahrzeugteil) 130 verbunden ist.
  • 6b veranschaulicht schematisch die feste aber dennoch trennbare Verbindung an der in 6a gekennzeichneten rechten B-Säule 135. Die B-Säule 135 weist an ihrem oberen Ende ein integriertes erstes Verbindungselement 210 mit einem Permanentmagneten 212, der auch als loses Magnetstück ausgebildet sein kann, auf. Der Magnet 212 kann zusätzlich mit der B-Säule 135 verschraubt oder verklebt sein. Das Dachmodul 170 weist im Verbindungsbereich ein integriertes zweites Verbindungselement 220 auf. Das zweite Verbindungselement 220 kann optional mit einem Permanentmagneten 222 oder einem ferromagnetischen Gegenstück 221 ausgebildet sein, sodass auch bei Dachmodulen 170 aus Aluminium oder Kunststoff eine magnetische Verbindung möglich ist.
  • 6c zeigt eine weitere Ausführungsmöglichkeit mit einer wechselbaren Hülse 230, die einerseits als Formschlussmittel und andererseits als Adapter für unterschiedliche dachseitige Anschlussgeometrien fungiert.

Claims (7)

  1. Verbindungssystem (200) zum festen aber trennbaren Verbinden von Fahrzeugteilen, mit dem die Fahrzeugteile an mehreren Verbindungspunkten magnetisch verbunden werden und die Fahrzeugteile hierzu an den Verbindungspunkten mit koppelbaren ersten und zweiten Verbindungselementen (210, 220) ausgebildet sind, wobei die ersten Verbindungselemente (210) einen Permanentmagneten (212) und die zweiten Verbindungselemente (220) ebenfalls einen Permanentmagneten (222) oder ein ferromagnetisches Gegenstück (221) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Verbindungselemente (210, 220) auch mit Formschlussmitteln ausgebildet sind, die einen formschlüssigen Eingriff ermöglichen und dadurch ergänzend zur trennbaren magnetischen Verbindung auch eine trennbare formschlüssige Verbindung zur Absicherung von Querkräften herbeiführen, wobei diese Formschlussmittel an den ersten und/oder zweiten Verbindungselementen (210, 220) toleranzausgleichend und vibrationsdämpfend ausgebildet sind und hierzu aus einem weichen oder gummiartigen Kunststoff gebildet sind.
  2. Verbindungssystem (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Permanentmagnete (212) der ersten Verbindungselemente (210) schaltbar sind.
  3. Verbindungssystem (200) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Einrichtung, mit der an wenigstens einem Verbindungspunkt die magnetische Verbindung überwacht werden kann.
  4. Verwendung eines Verbindungssystems (200) gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 3 für das Verbinden einer Fahrgastzelle (120) mit einer Antriebsplattform (110).
  5. Verwendung eines Verbindungssystems (200) gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 3 für das Verbinden eines Batteriemoduls (140) mit einer Fahrzeugkarosserie (130) oder einem Fahrgestell.
  6. Verwendung eines Verbindungssystems (200) gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 3 für das Verbinden eines Interieurmoduls (151, 152) oder Exterieurmoduls (160) mit einer Fahrzeugkarosserie (130).
  7. Kraftfahrzeug (100), insbesondere Personenkraftwagen, umfassend wenigstens zwei Fahrzeugteile, die mit einem Verbindungssystem (200) gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 3 fest aber trennbar miteinander verbunden sind.
DE102017216779.3A 2017-09-22 2017-09-22 Verbindungssystem zum festen aber trennbaren Verbinden von Fahrzeugteilen mittels magnetischer Verbindungselemente Active DE102017216779B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017216779.3A DE102017216779B4 (de) 2017-09-22 2017-09-22 Verbindungssystem zum festen aber trennbaren Verbinden von Fahrzeugteilen mittels magnetischer Verbindungselemente

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017216779.3A DE102017216779B4 (de) 2017-09-22 2017-09-22 Verbindungssystem zum festen aber trennbaren Verbinden von Fahrzeugteilen mittels magnetischer Verbindungselemente

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102017216779A1 DE102017216779A1 (de) 2019-03-28
DE102017216779B4 true DE102017216779B4 (de) 2022-02-24

Family

ID=65638438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017216779.3A Active DE102017216779B4 (de) 2017-09-22 2017-09-22 Verbindungssystem zum festen aber trennbaren Verbinden von Fahrzeugteilen mittels magnetischer Verbindungselemente

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017216779B4 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10665140B1 (en) * 2016-06-22 2020-05-26 Waymo Llc Various interior and exterior features for autonomous vehicles
EP3744620A1 (de) * 2019-05-27 2020-12-02 Wolfgang Friedrich Tankred Verbindung zwischen fahrzeugoberteil und -unterteil mit zugehörigen verbindungs- und positioniereinrichtungen
JP2021084607A (ja) * 2019-11-29 2021-06-03 日野自動車株式会社 移動体
KR102370497B1 (ko) * 2020-02-10 2022-03-07 현대자동차주식회사 차량의 조립형 차체
KR102336410B1 (ko) * 2020-04-22 2021-12-08 현대자동차주식회사 조립형 차량

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995028295A1 (de) 1994-04-15 1995-10-26 Steyr-Daimler-Puch Aktiengesellschaft Fahrzeugtüre mit lösbarem kollisionsschutz
DE202013102694U1 (de) 2012-06-28 2013-07-08 Ford Global Technologies, Llc Magnetisches Fahrzeugbefestigungssystem zur Verwendung mit einer nicht magnetischen Karosseriestruktur
DE102012214788A1 (de) 2012-08-20 2014-05-22 Octanorm-Vertriebs-GmbH für Bauelemente Verbindungssystem für ein Tragwerk und Tragwerk
DE102014008481A1 (de) 2014-06-07 2015-12-17 Audi Ag Träger für mindestens einen Energiespeicher an einem Fahrzeug
DE102015001924A1 (de) 2015-02-13 2016-08-18 Audi Ag Befestigungsanordnung und Kraftfahrzeug
US20170028900A1 (en) 2015-07-27 2017-02-02 NR-LOK, Corp. Interchangeable truck bed

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995028295A1 (de) 1994-04-15 1995-10-26 Steyr-Daimler-Puch Aktiengesellschaft Fahrzeugtüre mit lösbarem kollisionsschutz
DE202013102694U1 (de) 2012-06-28 2013-07-08 Ford Global Technologies, Llc Magnetisches Fahrzeugbefestigungssystem zur Verwendung mit einer nicht magnetischen Karosseriestruktur
DE102012214788A1 (de) 2012-08-20 2014-05-22 Octanorm-Vertriebs-GmbH für Bauelemente Verbindungssystem für ein Tragwerk und Tragwerk
DE102014008481A1 (de) 2014-06-07 2015-12-17 Audi Ag Träger für mindestens einen Energiespeicher an einem Fahrzeug
DE102015001924A1 (de) 2015-02-13 2016-08-18 Audi Ag Befestigungsanordnung und Kraftfahrzeug
US20170028900A1 (en) 2015-07-27 2017-02-02 NR-LOK, Corp. Interchangeable truck bed

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017216779A1 (de) 2019-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017216779B4 (de) Verbindungssystem zum festen aber trennbaren Verbinden von Fahrzeugteilen mittels magnetischer Verbindungselemente
DE102013107646B4 (de) Vorspannungssystem für ein Sicherheitsgurtrückhaltesystem und Gerät für eine Fahrzeugsitzanordnung
DE102013216555B4 (de) Befestigungsvorrichtung für eine Batterie in einem Kraftfahrzeug
DE102011011252A1 (de) Lastenträgersystem für ein Kraftfahrzeug mit integrierter Energieversorgungseinrichtung
DE102012106805A1 (de) Doppelkammer-Seitenairbag-Vorrichtung für ein Fahrzeug
DE102012200350A1 (de) Anordnung zum Befestigen eines Energiespeichers
DE102010041048A1 (de) Befestigungssystem
DE102020128870B4 (de) Anbauvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit zwei Abschleppösenaufnahmen
DE102019106226A1 (de) Kraftfahrzeug mit einem Achsträger und einer elektrischen Speichereinheit
DE102018211346A1 (de) Kraftfahrzeug
DE102012009393B4 (de) Montageanordnung zum Einbau einer Ladesteckdose in eine Karosserie eines Fahrzeugs und Einbauverfahren
EP3947044A1 (de) Halterungsbasisteil zur befestigung wenigstens eines kameragehäuses an einem fahrzeugteil eines fahrzeugs, kameragehäuse und kamerasystem
DE102015001924A1 (de) Befestigungsanordnung und Kraftfahrzeug
DE102020111968A1 (de) Befestigungsanordnung eines Speichermoduls an einem Gehäuse eines elektrischen Energiespeichers, Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Lösen einer solchen Befestigungsanordnung
DE102015210926A1 (de) Befestigungsvorrichtung für eine Batterie
DE102020115633B4 (de) Schnellwechsel-System für eine Batterie, Batteriegehäuse mit einem solchen Schnellwechsel-System und Batterie mit einem solchen Batteriegehäuse
DE102016100453B4 (de) Montagehilfe und Verfahren zum Montieren eines Gassackes mittels einer Montagehilfe
DE102016224965A1 (de) Batterie-Unterbringungsbauteil-Struktur
DE102010051001A1 (de) Vorrichtung zur Aufnahme und Halterung einer Hochvoltbatterie
DE102013220698B4 (de) Anordnung zur Befestigung eines Handschuhkastens eines Fahrzeugs an einem Modulquerträger des Fahrzeugs
EP1318050A1 (de) E-Anlage eines Kraftfahrzeuges
DE102020117192A1 (de) Fahrzeugkarosserie mit einer Befestigungsvorrichtung zum Anbringen einer Antriebsbatterie sowie Verfahren zum Anbringen einer Antriebsbatterie mittels einer Befestigungsvorrichtung an einer Fahrzeugkarosserie eines Kraftfahrzeugs
DE10218995A1 (de) Ladeeinrichtung für den Gepäckraum eines Kraftfahrzeugs
DE10307168B3 (de) Schwingungsdämpfungseinrichtung und Fahrzeug mit einer Schwingungsdämpfungseinrichtung für resonanzempfindliche Bereiche oder Bauteile
DE102017202788A1 (de) Chassis-Anordnung für ein Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final