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Beschrieben werden ein Befestigungssystem für einen Akkumulator eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, ein Kraftfahrzeug sowie ein Akkumulator.
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Befestigungssysteme für einen Akkumulator eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, Kraftfahrzeuge sowie Akkumulatoren der eingangs genannten Art sind im Stand der Technik bekannt.
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Bei elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen müssen in der Regel eine Vielzahl von Akkumulatoren an der Karosserie festgelegt werden. Dies bedeutet, dass eine Vielzahl von Befestigungspunkten notwendig werden, an denen zwei jeweils toleranzbehaftete Bauteile - Akkumulator und Anschraubpunkt - aneinander festgelegt werden müssen. Die Anbringung der Akkumulatoren an der Karosserie muss sicher und vibrationsfrei sein, weswegen relativ hohe Anzugsmonumente vonnöten sind. In der Folge kann es vorkommen, dass Verspannungen auftreten, die das Material ermüden. Zudem kann sich die Karosserie verziehen, was Einfluss auf das Fahrverhalten und andere Aspekte wie Spaltmaße etc. haben kann.
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Somit stellt sich die Aufgabe, Befestigungssysteme für einen Akkumulator eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, Kraftfahrzeuge sowie Akkumulatoren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass eine spielfreie, toleranzausgleichende Befestigung von Akkumulatoren möglich ist, ohne in der Endmontage zusätzlich zu montierende Bauteile einzuführen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Befestigungssystem für einen Akkumulator eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 1, ein Kraftfahrzeug gemäß dem nebengeordneten Anspruch 9 sowie einen Akkumulator gemäß dem nebengeordneten Anspruch 10. Weiterführende Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Beschrieben wird ein Befestigungssystem für einen Akkumulator eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, wobei an dem Akkumulator an wenigstens einer Gehäuseseite eines Gehäuses des Akkumulators Schraubhülsen mit Innengewinde vorgesehen sind, wobei das Kraftfahrzeug Anschraubstellen mit jeweils wenigstens einem Innengewinde aufweist, wobei eine Schraubhülse des Akkumulators einer Anschraubstelle des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist, wobei eine Schraube durch die Schraubhülse durchgeführt und in das Innengewinde eingeschraubt ist, wobei die Schraubhülse relativ zur Gehäuseseite verstellbar ist.
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Mithilfe der verstellbaren Schraubhülse ist es möglich, einen Abstand zwischen der Gehäuseseite des Akkumulators und einer Anschraubstelle im Kraftfahrzeug durch Verstellung der Schraubhülse einzustellen. Damit können Toleranzen zwischen verschiedenen Anschraubstellen, an denen der Akkumulator festgelegt werden muss, ausgeglichen werden.
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Die Schraubhülse kann im Akkumulator vorgesehen sein, sodass kein zusätzliches Bauteil für die Montage eingeführt wird. Die Schraubhülse muss lediglich eingestellt werden, wenn Toleranzen seitens der Karosserie des Kraftfahrzeugs und/oder des Akkumulators auftreten, die dies geboten erscheinen lassen.
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In einer ersten weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Batterierahmen oder eine Vertiefung in der Gehäuseseite vorgesehen ist, in der die Schraubhülse axial verstellbar gehalten ist.
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Hierdurch wird die Aufbauhöhe des Akkumulators nicht verändert und die Energiedichte (Speicherenergie pro Volumen) des Akkumulators kann gleich gehalten werden.
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In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Batterierahmen oder die Vertiefung ein Innengewinde und die Schraubhülse ein Außengewinde gleicher Steigung wie das Innengewinde aufweist.
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Auf diese Weise kann die Schraubhülse in die Vertiefung eingeschraubt werden. Eine Verstellung der relativen Position der Schraubhülse zur Gehäuseseite erfolgt durch Hereinschrauben der Schraubhülse in die Vertiefung hinein bzw. Herausschrauben der Schraubhülse aus der Vertiefung heraus.
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In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Schraubverbindung zwischen Batterierahmen oder Vertiefung einerseits und Schraubhülse andererseits selbsthemmend ist.
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Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die Schraubhülse sich nach der Einstellung von selbst verstellt.
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In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Schraubhülse Anlageflächen zum Ansetzen eines Einstellwerkzeugs aufweist.
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Somit kann ein Einstellen der Schraubhülse bei der Montage des Akkumulators an der Karosserie des Kraftfahrzeugs erfolgen.
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In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Schraubhülse einen größeren Außendurchmesser hat als eine lichte Weite des Innengewindes der Anschraubstelle.
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Auf diese Weise kann die Schraubhülse an der Anschraubstelle anliegen und sich an dieser abstützen.
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In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Schraubhülse sich im Auslieferungszustand in einer in das Gehäuse des Akkumulators vollständig eingeschobenen oder eingeschraubten Stellung befindet.
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Einerseits wird bei der Konstruktion davon ausgegangen, dass der Akkumulator vollständig mit seiner Gehäuseseite an der Anschraubstelle anliegt, sodass diese der wahrscheinlichste Toleranzzustand ist. Andererseits ist dann ein Verstellen der Schraubhülse nur dann erforderlich, wenn an einer oder mehrerer Anschraubstellen eine Toleranz gegenüber der dichtesten an der Gehäuseseite angeordneten Anschraubstelle auftritt. Zudem ist der Auslieferungszustand der Akkumulatoren bei voll eingeschobener oder voll eingeschraubter Stellung definiert.
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In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Batterierahmen zumindest teilweise doppelwandig ausgeführt ist, wobei beide Wände eine Durchgangsbohrung aufweisen, wobei die dem Akkumulator proximale Durchgangsbohrung eine kleinere lichte Weite aufweist als die distale Durchgangsbohrung.
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Auf diese Weise kann eine Versenkung der Schraube erfolgen, sodass diese nicht mehr exponiert ist.
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Ein erster unabhängiger Gegenstand betrifft ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Befestigungssystem der zuvor beschriebenen Art.
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Ein weiterer unabhängiger Gegenstand betrifft einen Akkumulator eines Befestigungssystems der zuvor beschriebenen Art.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen schematisch:
- 1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit einem Befestig ungssystem;
- 2 einen Abschnitt eines Batterierahmens in einer detaillierteren Darstellung als in 1, sowie
- 3 eine alternative Ausgestaltung einer Anschraubstelle.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs 2 mit einem Befestigungssystem 4.
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Ein Akkumulator 6 soll an mindestens zwei Anschraubstellen 8, 10 mindestens zweier Anbindungspunkte 12, 14 an einer Karosserie 48 es Kraftfahrzeugs 2, vorliegend von unten, festgeschraubt werden. Bedingt durch Toleranzen in der Karosserie 48 befinden sich die beiden dargestellten Anbindungspunkte 12,14 nicht auf gleicher Höhe, sondern haben einen Höhenunterschied h.
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Ohne ein Toleranzausgleichssystem würde beim Befestigen des Akkumulators 6 ein Verspannen sowohl des Akkumulators 6 als auch der Anschraubstellen 12, 14 und damit der Karosserie 48 des Kraftfahrzeuges 2 erfolgen.
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Auf einer Gehäuseseite 16 eines Gehäuses 18 des Akkumulators 6 sind vorliegend zwei doppelwandige Batterierahmen 20, 22 vorgesehen, mittels derer der Akkumulator 6 an der Karosserie 48 verschraubt wird. Je nach konkreter Ausführungsform kann auch nur ein Batterierahmen vorgesehen sein, der mehrere Anbindungspunkte aufweist.
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Auch die Batterierahmen 20, 22 können Höhenunterschiede aufweisen, die mit dem Befestigungssystem 4 ausgleichbar sind.
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In den Batterierahmen 20, 22 sind Innengewinde 24, 26 angeordnet. Die Innengewinde 24, 26 sind Feingewinde mit einer Steigung, die selbsthemmend ausgelegt ist.
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In die Batterierahmen 20, 22 sind Schraubhülsen 28, 30 eingeschraubt, die jeweils Außengewinde 32, 34 aufweisen, die die gleiche Steigung haben wie die Innengewinde 24, 26 und korrespondierende Durchmesser, sodass die Schraubhülsen 28, 30 in die Innengewinde 24, 26 der Batterierahmen 20, 22 eingeschraubt werden können.
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Die Schraubhülsen 28, 30 weisen Durchgangsbohrungen auf, durch die jeweils eine Schraube 36, 38 durchgeführt werden kann.
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Die Anbindungspunkte 12, 14 weisen Innengewinde 40, 42 auf. Die Innengewinde 40, 42 weisen eine lichte Weite ID auf, die geringer ist als ein äußerer Durchmesser D der Schraubhülsen 28, 30. Auf diese Weise können sich die Schraubhülsen 28, 30 an den Anbindungspunkte 12, 14 bzw. der Karosserie 48 abstützen und so einen Toleranzausgleich bewirken, indem die Gehäuseseite 16 als Anlagefläche durch die Schraubhülsen 28, 30 ersetzt werden.
Die Schrauben 36, 38 weisen Schraubenköpfe 44, 46 auf, die sich von einer dem Akkumulator 6 abgewandten Seite an dem jeweiligen Batterierahmen 20, 22 abstützen können. Die Schrauben 36, 38 werden in die Innengewinde 40, 42 eingeschraubt.
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Bei der Montage des Akkumulators 6 im Kraftfahrzeug 2 befinden sich die Schraubhülsen 28, 30 zunächst in einem vollständig in den jeweiligen Batterierahmen 20, 22 eingeschraubten Stellung. Sodann wird der Akkumulator 6 an die jeweiligen Anschraubstellen 8, 10 angesetzt, wobei festgestellt wird, dass die Anbindungspunkte 12, 14 einen Höhenunterschied h aufweisen. Mithilfe eines passenden Werkzeugs können die Schraubhülsen 28, 30 soweit aus den Batterierahmen 20, 22 herausgeschraubt werden, dass der Akkumulator 6 spielfrei auf den Anbindungspunkten 12, 14 sitzt. Hierzu können die Schraubhülsen Konturen aufweisen, an denen ein Werkzeug angesetzt werden kann, z.B. Schlitze oder eine Außen- oder Innenkontur in Kant- oder Wellenform (z.B. Sechskant oder Torx).
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Sobald diese Einstellung vorgenommen wurde, können die Schrauben 36, 38 mit den Innengewinden 40, 42 der Anbindungspunkte 12, 14 verschraubt werden und der Akkumulator 6 ist im Kraftfahrzeug 2 fixiert.
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2 zeigt eine detailliertere Darstellung eines Abschnitts des Batterierahmens 22 aus 1.
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Der Batterierahmen 22 ist an dem Akkumulator 6 angeordnet. Der Batterierahmen 22 ist doppelwandig mit zwei Wänden 52, 53 ausgeführt, die beide eine Bohrung 50, 51 aufweisen, wobei die Bohrung 51 eine kleinere lichte Weite aufweist als die Bohrung 50 in der Wand 52, sodass der Schraubenkopf 46 durch die Bohrung 50 durchgeführt werden kann und an der Wand 53 versenkt zur Anlage gelangen kann.
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3 zeigt eine Ausgestaltung eines Anbindungspunkts 14.
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Dabei ist eine Schweißmutter 56 vorgesehen, die eine Senkung 58 aufweist, die zur Zentrierung der Schraube 38 dient.
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Die verwendete Schraubhülse kann von ihrer Dimensionierung so gestaltet sein, dass sie die Schweißmutter 56 umragt.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen, beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente, vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.
