DE102019108902A1

DE102019108902A1 - Batterieträger mit Clinch-Verbindung

Info

Publication number: DE102019108902A1
Application number: DE102019108902.6A
Authority: DE
Inventors: Konstantin Tatarinov; Gero Müllers; Jörn Tölle; Christian Handing; Lucas Adamski
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2019-04-04
Filing date: 2019-04-04
Publication date: 2020-10-08
Also published as: CN111864130A; CN111864130B

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Batterieträger 1 für ein Elektrokraftfahrzeug, aufweisend eine Batteriewanne 2 zur Aufnahme von Batteriemodulen 15, wobei in der Batteriewanne 2 optional mindestens ein Längsträger 5 und/oder mindestens ein Querträger 6 angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriewanne 2 eine Bodenplatte 4 aufweist, welche mit einem umlaufenden Rahmen 3, hergestellt aus Hohlprofilen formschlüssig gekoppelt ist und/oder dass in der Batteriewanne 2 Längsträger 5 und/oder Querträger 6 mit der Bodenplatte 4 formschlüssig gekoppelt sind und/oder dass Abstandhalter 16 mit dem Längsträger 5 und/oder Querträger 6 und/oder der Bodenplatte 4 formschlüssig gekoppelt sind, wobei die formschlüssige Koppelung als Clinchen ausgebildet ist, dergestalt, dass zumindest eines der zuvor genannten Bauteile 25 eine insbesondere durch Extrusion hergestellte Nut 10 aufweist, dergestalt, dass der Fügepartner zur Herstellung der Clinch-Verbindung 12 in die Nut 10 verformt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Batterieträger gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.
In den letzten Jahren hat daher die Elektromobilität zunehmend an Bedeutung gewonnen. Als Antriebseinheit dient hier ein Elektromotor, welcher seine elektrische Energie von Batterien oder auch selbst wiederum von über einen Elektrizitätsgenerator einer Brennkraftmaschine erhält.
Insbesondere bei den Batterien wurden mit der Ionen-Technik, Fortschritte gemacht, die durch Mindern des Innenwiderstands es ermöglichen, die in Reihe oder parallel geschalteten Zellen der Batterie in einer kürzeren Zeit als Zellen mit Gel- oder Fliesstoff gebundener Elektrolyt zu laden sowie mehr Ladezyklen bei geringem Leistungsverlust und damit höherer Lebensdauer der Batterien zu ermöglichen. Batterien werden auch als Energiespeicher oder Akkumulator, in der Kurzform als Akku, oder als Traktionsbatterie bezeichnet. Während in der Vergangenheit Blei- oder Stahl-Lithium-Ionen-Akkumulatoren genutzt wurden, sind heute in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen Nickel-Metallhydrid oder Lithium-Ionen-Akkumulatoren, insbesondere Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulatoren, im Einsatz. Ein solches Fahrzeug wird nachfolgend Elektrokraftfahrzeug genannt.
Im Gegensatz zu einer Starterbatterie benötigen Antriebsbatterien aufgrund der für die zu speichernde Energie erforderliche Kapazität ein verhältnismäßig großes Raumvolumen an Platz und sind vergleichsweise schwer. Die für den Antrieb erforderliche Menge an Batterien, bestehend aus mehreren Zellen, kann eine Gesamtmasse von bis zu mehreren hundert Kilogramm aufweisen. Die Batterien werden daher bevorzugt im Unterflurbereich von Elektrokraftfahrzeugen angeordnet. Insbesondere sind zum Zwecke der Montierbarkeit in dem Kraftfahrzeug, jedoch auch zum Schutz vor Beschädigungen und zum Schutz vor Umwelteinflüssen die Batterien dazu in einem Batterieträger untergebracht. Ein solcher Batterieträger wird auch als Battery Tray bezeichnet. Ein solcher Batterieträger ist bspw. aus der WO 2011/061571 A1 bekannt.
Ferner ist bspw. aus der US 2018/183114 A1 ein Batterieträger bekannt, bei welchem verschiedene Wände die untereinander miteinander gekoppelt sind, über eine sogenannte Clinch-Verbindung miteinander verbunden sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Herstellungsmöglichkeit für einen Batterieträger aufzuzeigen, welcher hinsichtlich der Fügeverbindung der unterschiedlichen Bauteile einen besonders einfachen Aufbau besitzt.
Die zuvor genannte Aufgabe wird bei einem Batterieträger für ein Elektrofahrzeug mit den Merkmalen in Patentanspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung sieht vor, dass ein Batterieträger für ein Elektrofahrzeug eine Batteriewanne zur Aufnahme von Batteriemodulen aufweist, wobei in der Batteriewanne optional mindestens ein Längsträger und/oder mindestens ein Querträger angeordnet ist/sind.
Die Batteriewanne selbst weist eine Bodenplatte auf, welche mit einem umlaufenden Rahmen gekoppelt ist. Der Rahmen selbst ist aus Hohlprofilen hergestellt. Die Koppelung ist zumindest teilweise formschlüssig zwischen Bodenplatte und Hohlprofil ausgebildet.
Alternativ oder ergänzend sind in der Batteriewanne Längsträger und/oder Querträger angeordnet und mit der Bodenplatte formschlüssig gekoppelt.
Wiederum alternativ oder ergänzend sind Abstandshalter mit dem Längsträger und/oder dem Querträger, alternativ oder ergänzend auch mit der Bodenplatte, wiederum formschlüssig gekoppelt.
Erfindungsgemäß zeichnet sich die formschlüssige Koppelung dadurch aus, dass diese als Clinchen ausgebildet ist. Clinchen ist auch als sogenanntes Durchsetzfügen bekannt.
Die Besonderheit der Erfindung liegt darin, dass zumindest eines der zuvor genannten Bauteile also Längsträger, Querträger, Bodenplatte, Hohlprofil des Rahmens und/oder Abstandhalter eine vorzugsweise direkt beim Extrudieren hergestellte Nut aufweist.
Der jeweilige Fügepartner, also das Bauteil, welches mit dem Bauteil mit der Nut gefügt werden soll, ist zu Herstellung der Clinch-Verbindung in die Nut zumindest punktweise verformt bzw. eingeformt.
Die bereits bei der Bauteilherstellung vorgesehene Nut kann somit als eine Art Matrize genutzt werden, um dann den Fügepartner in die Nut hinein zu verformen und somit die Clinch-Verbindung herzustellen.
Dies kann in einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante derart ausgebildet sein, dass die Nut an einer Unterseite des Längsträger oder an einer Unterseite des Querträgers und/oder an einer Unterseite des Rahmens ausgebildet ist.
Die Bodenplatte ist dann an der Unterseite anliegend und zumindest punktweise mittels Clinchens in die Nut eingeformt.
Der Längsträger, Querträger und/oder das Hohlprofil des Rahmens sind durch Extrusion hergestellte Hohlprofile. Während des Extrusionsprozesses kann somit bereits die Nut an der Unterseite bzw. Oberseite ausgebildet werden.
Die Bodenplatte selbst kann einlagig ausgebildet sein und insbesondere aus Aluminium oder Stahl. Hierbei ergibt sich ein weiterer vorteiliger Effekt der Erfindung, es können somit auch Bauteile aus thermisch schlecht fügbaren Werkstoffen miteinander formschlüssig gekoppelt werden, also Stahl und Leichtmetall. Bevorzugt kann jedoch Leichtmetall mit Leichtmetall gekoppelt werden.
Bevorzugt wird weiterhin ein Dichtmittel eingegliedert, welches durch den Clinch-Vorgang dennoch weiterhin vorhanden ist.
Die Bodenplatte selbst kann jedoch auch mehrlagig ausgebildet sein, wobei insbesondere in der Bodenplatte selbst Kühlkanäle ausgebildet sind. Die Clinch-Verbindung wird jedoch dann insbesondere zwischen den Kühlkanälen hergestellt, sodass durch die Verformung des Clinchens die Kühlkanäle und damit die Hohlstruktur der Bodenplatte nicht verformt wird.
In einer alternativen oder ergänzenden Ausgestaltungsvariante weist das Hohlprofil des Rahmens einen seitlich abstehenden Flansch auf, wobei in dem Flansch eine Nut eingebracht ist und die Bodenplatte an dem Flansch anliegt. Das Anliegen kann oberseitig oder unterseitig des Flansches ausgebildet sein. Die Nut ist in dem Flansch vorhanden. Die Bodenplatte wird dann zumindest punktweise in die Nut eingeformt, wiederum zur Ausbildung der Clinch-Verbindung. Die Nut kann bereits durch Extrudieren an dem Flansch ausgebildet sein. Die Nut kann jedoch auch vor dem Fügen mit der Bodenplatte in den Flansch selbst eingeformt werden. Dann wird die Bodenplatte an den Flansch angelegt, sodass sich Flansch und Bodenplatte zumindest abschnittsweise überlappen. Die Bodenplatte wird dann in die Nut des Flansches zur Herstellung der Clinch-Verbindung eingeformt.
Weiterhin bevorzugt kann auf der Batteriewanne ein Deckel angeordnet sein. Die in der Batteriewanne angeordneten Längsträger oder Querträger sind mitunter nicht über die gesamte Höhe des umlaufenden Rahmens erstreckend ausgebildet. Hierzu ist dann auf der Oberseite des Längsträger oder Querträgers mindestens ein Abstandhalter angeordnet, insbesondere sind mehrere Abstandhalter angeordnet.
Die Abstandhalter können auf den Querträger bzw. Längsträger aufgesetzt und durch Clinchen gekoppelt sein. Hierzu ist auf der bzw. in der Oberseite von Querträger bzw. Längsträger eine Nut vorhanden. Alternativ oder ergänzend ist es wiederum vorgesehen, dass der Abstandhalter zwar selbst eine Nut aufweist, dergestalt, dass der Deckel dann mit dem Abstandhalter ebenfalls durch Clinchen gekoppelt ist.
Gleiche Ausführungen gelten bzgl. des Abstandhalters für die Kopplung mit einem Unterfahrschutz. Hier ist der Abstandhalter jedoch dann besonders bevorzugt an der Unterseite der Bodenplatte angeordnet. Dies kann bspw. durch Clinchen geschehen. Der Abstandhalter weist selbst eine Nut auf, sodass die Bodenplatte in den Abstandhalter eingeformt ist, ebenfalls durch Clinchen.
Alternativ kann auch die Bodenplatte eine Nut aufweisen, in welche der Abstandhalter durch Clinchen eingeformt wird.
Der Unterfahrschutz ist als Unterfahrschutzplatte ausgebildet und kann ebenfalls mit dem Abstandhalter durch Clinchen gekoppelt sein.
Alle zuvor genannten Bauteile sind besonders bevorzugt aus Leichtmetall hergestellt, insbesondere durch Extrusion hergestellt.
Hierdurch kann beim Herstellungsprozess der Bauteile realisiert werden, dass die Nut mit ausgebildet wird.
Der erfindungsgemäße Vorteil ist, dass keine aufwendigen Fügeoperationen durchgeführt werden müssen bspw. ein Vernieten oder auch ein thermisches Fügeverfahren.
Durch den Erfindungsgedanken, dass bereits an einem Bauteil eine Nut ausgebildet ist, muss somit keine zusätzliche Matrize an einer gegenüberliegenden Seite eingeführt werden, um die Clinch-Verbindung herzustellen. Durch die Nutzung eines einseitigen Clinch-Gerätes bzw. eines Formstempels ist es möglich, den Fügepartner in die Nut einzuformen.
Bevorzugt kann die Nut zu allen vorgenannten Ausgestaltungsvarianten eine Hinterschneidung aufweisen, sodass die formschlüssige Kopplung eine gesteigerte Festigkeit gegenüber einem konventionellen Clinch-Vorgang aufweist.
Dies ist insbesondere möglich, da die Hinterschneidung der Nut während des Extrusionsprozesses herstellbar ist, jedoch nicht mit einem konventionellen Clinch-Prozess herstellbar wäre, da ansonsten ein Herausziehen des Stempels nach dem Herstellen einer Hinterschneidung nicht möglich wäre.
Der Querschnitt der Nut vergrößert sich somit von einer Nutöffnung zu einem Nutgrund hin. Die Nut kann im Querschnitt bspw. dreieckförmig bzw. v-förmig ausgebildet sein. Auch können jedoch die Seitenwangen der Nut gerundet verlaufen.
Bevorzugt ist in der Nut ein Fortsatz angeordnet. Der Fortsatz erstreckt sich vor dem Nutgrund zu der Nutöffnung hin. Der Materialfluss beim Umformen und/oder die Hinterschneidung werden dadurch verbessert.
Weitere Vorteile, Merkmal oder Einschränkungsaspekte der vorliegenden Erfindung zum Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und bevorzugte Ausgestaltungsvarianten werden in schematischen Figuren dargestellt. Dies dienen dem einfachen Verständnis der Erfindung. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht auf ein Batterieträger mit einer Batteriewanne;
2a bis c verschiedene Querschnittsansichten einer Clinch-Verbindung von Rahmen mit Bodenplatte;
3 eine Querschnittsansicht einer Clinch-Verbindung mit einem Abstandhalter;
4 eine alternative Ausgestaltungsvariante zu 3;
5 und 6 zwei Ausgestaltungsvarianten eines Abstandshalters zu einem Deckel;
7 eine Querschnittsansicht durch ein Batterieträger mit einer Clinch-Verbindung zwischen Längsträger und Bodenplatte.
8a und b eine jeweilige Querschnittsansicht durch eine Nut mit zu fügender Komponente vor und nach dem Clinchvorgang,
9a und b eine alternative Ausgestaltungsvariante,
10a und b eine weitere alternative Ausgestaltungsvariante,
11a und b eine vierte Ausgestaltungsvariante eines Nutquerschnitts vor und nach dem Clinchvorgang.

In den Figuren werden für Vergleiche oder ähnliche Bauteile 25 dieselben Bezugszeichen verwendet, sowie eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.
In 1 ist ein Batterieträger 1 dargestellt. Dieser weist eine Batteriewanne 2 auf. Die Batteriewanne 2 weist einen umlaufenden Seitenwänden bzw. Rahmen 3 sowie eine Bodenplatte 4 auf. Der Rahmen 3 ist mit der Bodenplatte 4 gekoppelt. Innerhalb der sich ergebenden Batteriewanne 2 können weitere Längsträger 5 und/oder Querträger 6 angeordnet sein. Der Längsträger 5 bzw. die Querträger 6 können jeweils eine Höhe H5, H6 aufweisen, die geringer ist als die Höhe H3 des Rahmens 3 selber.
2a bis 2c zeigt nunmehr eine Ausgestaltungsvariante der vorliegenden Erfindung. Hierbei ist ein Querschnitt durch den Batterieträger 1 durchgeführt. Der seitliche Rahmen 3 ist als im Querschnitt L-förmiges Hohlprofil ausgebildet. Der Rahmen 3 ist an der Unterseite 8 mit der Bodenplatte 4 gekoppelt. An der Oberseite 9 kann ein optionaler Deckel 7 angeordnet sein.
2b und 2c zeigen verschiedene Ausgestaltungsvarianten der vorliegenden Erfindung. Hierbei ist eine Unterseite 8 des Rahmens 3 mit der Bodenplatte 4 gekoppelt, dergestalt das die Bodenplatte 4 mit ihrer Oberseite 9 an der Unterseite 8 des Rahmens 3 flächig anliegt. Erfindungsgemäß ist in dem Rahmen 3 selbst eine Nut 10 eingebracht. Die Nut 10 selbst kann mit dem Extrusionsprozess des Hohlprofils des Rahmens 3 hergestellt sein. Somit kann sich die Nut 10 auch zum Nutgrund 23 hin verbreitern bzw. vergrößert ausgebildet sein, sodass die Nut 10 im Querschnitt selbst V-förmig oder dreieckförmig konfiguriert ist und eine Hinterschneidung 28 ausbildet. Nunmehr kann von einer Außenseite 11 her ein Teil der Bodenplatten 4 in die Nut 10 verformt werden. Die sich dadurch ergebende Clinch-Verbindung 12 zunächst effektiv und vor allen Dingen nur von einer Seite, hier der Außenseite 11, her hergestellt werden. Zum anderen ist aufgrund der sich zum Nutgrund 23 verbreiternden Nut 10, die Formschlüssigkeit der Clinch-Verbindung 12 gegenüber dem zum Stand der Technik bekannten Clinch-Verbindungen 12 verbessert.
2c zeigt eine alternative Ausgestaltungsvariante. Zu einem Innenraum 13 der Batteriewanne 2 hin steht von dem Rahmen 3 aus ein Flansch 14 über. Die Bodenplatte 4 ist hier an der Unterseite 8 des Flansches 14 angelegt. In dem Flansch 14 selbst ist wiederum eine erfindungsgemäße Nut 10 ausgebildet, direkt durch Extrusionen. Somit kann wiederum von einer Außenseite 11 her die Bodenplatte 4 in die Nut 10 hineinverformt werden zur Herstellung der Clinch-Verbindung 12. Ein Gegenhalten von Seiten des Flansches 14 wäre nicht notwendig.
Die jeweilige Clinch-Verbindung 12 ist in ihrer Axialrichtung mithin bezogen auf 2b oder 2c in die Bildebene hinein bzw. aus der Bildebene heraus, vorzugsweise punktweise ausgebildet. Bevorzugt sind mehrere Clinch-Verbindungen 12 entlang der Nut 10 ausgebildet. Es können jedoch auch jeweilige Längenabschnitte mit der Clinch-Verbindung 12 ausgebildet sein, bspw. ein Längenabschnitt mehr als 5 mm insbesondere mehr als 10 mm lang. Bevorzugt sind jedoch die Längenabschnitte zur Ausbildung der jeweiligen Clinch-Verbindungen 12 nicht länger als 100 mm bevorzugt weniger als 50 mm entlang der Nut 10 jeweils ausgebildet.
Zwischen den anliegenden Komponenten kann ein nicht näher dargestellter Dichtwerkstoff eingegliedert sein.
3 zeigt einen weiteren Aspekt der Erfindung. Hier ist ein Querschnitt in einem Mittelbereich des Batterieträgers 1 dargestellt. Dargestellt ist der Längsträger 5 sowie die jeweiligen Batteriemodule 15 innerhalb des Batterieträgers 1. Die Batteriemodule 15 stehen dabei auf der Bodenplatte 4 auf. Unterhalb der Bodenplatte 4 ist ein Abstandhalter 16 angeordnet. Innerhalb des Abtsandhalters 16 selber sind wiederum erfindungsgemäß Nuten 10 ausgebildet, sodass die Bodenplatte 4 in die jeweilige Nut 10 des Abstandshalters 16 mit einer Clinch-Verbindung 12 formschlüssig eingeformt ist. Unterhalb des Abstandhalters 16 ist dann ein Unterfahrschutz angeordnet. Dieser ist hier dargestellt über jeweilige Schrauben 18 an den Abstandhalter 16 gekoppelt.
Alternativ oder ergänzend können gemäß 4 auch an jeweiligen Armen des Abstandhalters 16 die erfindungsgemäßen Nuten 10 ausgebildet sein, sodass dann wiederum eine Clinch-Verbindung 12 des Unterbodenschutzes 17 in die Nut 10 des Abstandhalters 16 hinein ausgebildet ist. Der Abstandhalter 16 kann nicht mit der Bodenplatte 4 gekoppelt sein. Auch hier ist der erfindungsgemäße Vorteil, dass nur von einer Seite die Clinch-Verbindung 12 hergestellt wird, nicht von zwei Seiten.
5 zeigt eine weitere Ausgestaltungsvariante die ergänzend oder alternativ im Rahmen 3 der Erfindung ausgeführt werden kann. Hier ist auf einer Oberseite 19 des Längsträgers 5 die erfindungsgemäße Nut 10 ausgebildet. Auf der Oberseite 9 liegt ein Abstandhalter 16 auf. Der Abstandhalter 16 ist jeweils mit sich nach außen gestreckten Armen auf der Oberseite 9 aufliegend. An den Armen kann jeweils eine Clinch-Verbindung 12 ausgebildet sein, sodass der Abstandhalter 16 mit einem Teil des Armes in die Nut 10 eingeformt ist. An dem Abstandhalter 16 selbst ist dann der Deckel 7 befestigt bspw. über einen Niet oder eine Schraube 18.
6 zeigt eine alternative Ausgestaltungsvariante. Hier steht ein Steg gegenüber der Oberseite 19 des Längsträgers 5 vor. Jeweils seitlich in dem Steg ist eine Nut 10 ausgebildet. Der Abstandhalter 16 gemäß dem Ausführungsbeispiel von 6 übergreift den Steg und ist jeweils seitlich mit einer Clinch-verbindung 12 in die Nut 10 eingeformt. Über eine hier dargestellte Schraube 18 bspw. ist dann wiederum der Deckel 7 mit dem Abstandhalter 16 selbst gekoppelt.
Gemäß 5 und 6 genauso wie 3 und 4 können anstelle der Längsträger 5 alternativ oder ergänzend auch Querträger 6, wie dargestellt gekoppelt sein.
7 zeigt einen Detailausschnitt eines erfindungsgemäßen Batterieträgers 1. Hier ist dargestellt, dass der Rahmen 3 auf die Bodenplatte 4 aufgesetzt ist und hier bspw. Mit einer Nietverbindung 20 gekoppelt ist. Der Längsträger 5 ist mit einer Unterseite 8 auf die Bodenplatte 4 ausgesetzt. Ferner ist eine Nut 10 dargestellt. Nunmehr fährt in Pfeilrichtung PF ein Nietkopf 21 bzw. Stempel ein, dergestalt das sich in einem nicht näher dargestellten nächsten Fertigungsschritt ein Teil der Bodenplatte 4 in die Nut 10 einformt. Somit ist die Bodenplatten 4 in der Nut 10 formschlüssig gekoppelt. Der erfindungsgemäße Vorteil wird hier ebenfalls gezeigt. Zum einen weist die Nut 10 eine Hinterschneidung 28 auf, d. h. von einer Nutöffnung 22 zu einem Nutgrund 23 hin vergrößert sich der Querschnitt. Ferner ist es nicht möglich in die Hohlkammer 24 in dem Längsträger 5 eine Matrize einzuführen aufgrund der bereits beim Herstellungsprozess durch die Extrusion mit hergestellten Nut 10 ist jedoch auch kein gegenhalten Notwendig.
8 zeigt die erfindungsgemäße Nut 10 in Querschnittsansicht. Diese ist im Wesentlichen dreieckförmig ausgestaltet, sodass von einem Nutgrund 23 zu einer Nutöffnung 22 hin der Querschnitt sich verkleinert bzw. von der Nutöffnung 22 zum Nutgrund 23 hin sich vergrößert. Das zu fügende Bauteil 25 ist dargestellt und liegt über der Nut 10. In dem Bauteil 25 selbst ist ein Schlitz 26 ausgebildet. Wird nunmehr ein gemäß 8b dargestellter Stempel 27 in die Nut 10 eingefahren, so wird das Bauteil 25 an dem Schlitz 26 gespreizt und in die Nut 10 hineinverformt. Das Material bzw. die Wandstärke wird derart verformt, dass jeweils an der Nutflanke eine Hinterschneidung 28 ausgebildet wird. Im Anschluss wird der Stempel 27 wieder herausgezogen. Der Clinchvorgang ist somit ausgeführt. Hierbei wird ein Fließen des Materials durch den Umformvorgang mit dem Stempel 27 hervorgerufen.
9a und b zeigen dazu eine alternative Ausgestaltungsvariante. Hierbei ist in der Nut 10 ein Vorsprung 29 angeordnet. Der Vorsprung 29 steht gegenüber dem Nutgrund 23 über und ist in Richtung zur Nutöffnung 22 hin orientiert. Wird nunmehr gemäß 9b ein Stempel 27 in das zu fügende Bauteil 25 hineingedrückt, so wird ein Teil der Wand ebenfalls wiederum in die Nut 10 hineingeformt und bildet eine jeweilige Hinterschneidung 28 aus. Aufgrund des Vorsprunges 29 kann der Stempel 27 jedoch nicht vollständig in die Nut 10 einfahren. Der verbleibende zur Verfügung stehende Raum wird jedoch durch ein Fließen des Materials aufgrund des Umformvorgangs aufgefüllt, sodass ein Teil des ersten Bauteils 25 in die verbleibenden Aufnahmeräume hinein umgeformt wird.
10a und b zeigen eine dazu alternative Ausgestaltungsvariante. Hierbei ist ebenfalls in der Nut 10 ein Vorsprung 29 vorhanden, der gegenüber dem Nutgrund 23 übersteht. Der Stempel 27 selbst ist an seinem Kopf im Wesentlichen gewölbt bzw. abgerundet. Dies führt dazu, dass die sich ergebenden Ränder 30 an der Eindrucksstelle des Stempels 27, in die Nut 10 hinein verformen. Ein Fließen des Werkstoffes findet jedoch im Wesentlichen nicht statt, sodass die Ränder 30 annähernd die gleiche Wandstärke aufweisen, wie das Bauteil 25 selber.
11a und b zeigen exemplarisch eine weitere Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Nut 10. Bei 11a ist die Wand noch nicht in die Nut 10 eingeformt zur Ausbildung einer Clinch-Verbindung 12. Bei 11b ist die Wand in die Nut 10 eingeformt. Von einer Nutöffnung 22 aus zu einem Nutgrund 23 hin vergrößert sich der Querschnitt der Nut 10, so dass jeweils eine Hinterschneidung 28 ausgebildet wird. Ferner ist bevorzugt in dem Nutgrund 23 ein Vorsprung 29 vorhanden. Dies ist besonders vorteilig bei der Einformung der Wand, da somit das in die Nut 10 fließende Material der Wand zur Ausbildung der Hinterschneidungen 28 in den verbreiterten Querschnitt aufgrund des Vorsprungs 29 verteilt wird.
Bezugszeichenliste

1 -: Batterieträger
2 -: Batteriewanne
3 -: Rahmen
4 -: Bodenplatte
5 -: Längsträger
6 -: Querträger
7 -: Deckel
8 -: Unterseite
9 -: Oberseite
10 -: Nut
11 -: Außenseite
12 -: Clinch-Verbindung
13 -: Innenraum
14 -: Flansch
15 -: Batteriemodul
16 -: Abstandhalter
17 -: Unterbodenschutz
18 -: Schraube
19 -: Oberseite zu 5
20 -: Nietverbindung
21 -: Nietkopf
22 -: Nutöffnung
23 -: Nutgrund
24 -: Hohlkammer
25 -: Bauteil
26 -: Schlitz
27 -: Stempel
28 -: Hinterschneidung
29 -: Vorsprung
30 -: Ränder
H3-: Höhe zu 3
H5-: Höhe zu 5
H6-: Höhe zu 6
Pf -: Pfeilrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2011/061571 A1 [0004]
US 2018183114 A1 [0005]

Claims

Batterieträger (1) für ein Elektrokraftfahrzeug, aufweisend eine Batteriewanne (2) zur Aufnahme von Batteriemodulen (15), wobei in der Batteriewanne (2) optional mindestens ein Längsträger (5) und/oder mindestens ein Querträger (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriewanne (2) eine Bodenplatte (4) aufweist, welche mit einem umlaufenden Rahmen (3), hergestellt aus Hohlprofilen formschlüssig gekoppelt ist und/oder dass in der Batteriewanne (2) Längsträger (5) und/oder Querträger (6) mit der Bodenplatte (4) formschlüssig gekoppelt sind und/oder dass Abstandhalter (16) mit dem Längsträger (5) und/oder Querträger (6) und/oder der Bodenplatte (4) formschlüssig gekoppelt sind, wobei die formschlüssige Koppelung als Clinchen ausgebildet ist, dergestalt, dass zumindest eines der zuvor genannten Bauteile (25) eine insbesondere durch Extrusion hergestellte Nut (10) aufweist, dergestalt, dass der Fügepartner zur Herstellung der Clinch-Verbindung (12) in die Nut (10) eingeformt ist.
Batterieträger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (10) eine Hinterschneidung (28) aufweist, insbesondere vergrößert sich der Querschnitt der Nut (10) von einer Nutöffnung (22) zu einem Nutgrund (23) hin.
Batterieträger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (10) an einer Unterseite (8) des Längsträgers (5) und/oder Querträgers (6) und/oder des Rahmens (3) ausgebildet ist und die Bodenplatte (4) an der Unterseite (8) anliegt und zumindest punktweise mittels Clinchen in die Nut (10) eingeformt ist.
Batterieträger (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (4) Kühlkanäle aufweist, wobei die Clinch-Verbindung (12) zwischen den Kühlkanälen ausgebildet ist.
Batterieträger (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil des Rahmens (3) einen seitlich abstehenden Flansch (14) aufweist, wobei in dem Flansch (14) eine Nut (10) eingebracht ist und die Bodenplatte (4) an den Flansch (14) anliegt und zumindest punktweise in die Nut (10) eingeformt ist, zur Ausbildung der Clinch-Verbindung (12).
Batterieträger (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Flansch (14) und Bodenplatte (4) und/oder zwischen Bodenplatte (4) und Unterseite (8) des Rahmens (3) ein Dichtmittel und/oder Klebemittel angeordnet ist.
Batterieträger (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme eines Deckels (7) an einer Oberseite (9) des Längsträgers (5) und/oder Querträgers (6) ein Abstandhalter (16) angeordnet ist, wobei der Abstandhalter (16) mit dem Querträger (6) bzw. Längsträger (5) durch Clinchen gekoppelt ist und/oder dass der Abstandhalter (16) eine Nut (10) aufweist, wobei der Deckel (7) mit dem Abstandhalter (16) durch Clinchen gekoppelt ist.
Batterieträger (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Koppelung mit einem Unterfahrschutz unterhalb der Bodenplatte (4) Abstandhalter (16) angeordnet sind, wobei der Abstandhalter (16) mit der Bodenplatte (4) durch Clinchen gekoppelt ist, wobei der Abstandhalter (16) eine extrudierte Nut (10) aufweist.
Batterieträger (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (6) und/oder der Längsträger (5) und/oder Rahmen (3) aus Leichtmetall, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung durch Extrusion hergestellt ist.
Batterieträger (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nut 10 ein Vorsprung (29) angeordnet ist, insbesondere ist der Vorsprung (29) an einem Nutgrund (23) ausgebildet und zeigt in Richtung zur Nutöffnung (22).