-
Gegenstand der Erfindung ist eine Rahmenstruktur eines Batteriegehäuses für ein elektromotorisch angetriebenes Fahrzeug, welche Rahmenstruktur aus einzelnen, in z-Richtung zumindest zweikammerig ausgeführten und miteinander verschweißten Hohlkammerprofilen zum Einfassen eines Batterievolumens zusammengesetzt ist.
-
Bei elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugen, wie beispielsweise bei Personenkraftwagen, Flurförderfahrzeugen oder dergleichen werden Batteriemodule als Energiespeicher eingesetzt. Derartige Batteriemodule sind typischerweise aus einer Vielzahl einzelner Batteriezellen zusammengesetzt. Bei diesen Batterien handelt es sich typischerweise um sogenannte Hochvoltbatterien. An die Unterbringung derartiger, für einen Betrieb eines solchen Fahrzeuges notwendigen Batteriemodule, sind hohe Anforderungen gestellt. Wesentlich ist, dass die Batteriemodule in ihrem Batteriegehäuse vor crashbedingten Kräfteeinträgen hinreichend geschützt sind, um den geforderten sicherheitsrechtlichen Anforderungen zu entsprechen. Dabei kommt insbesondere der Eckgestaltung der Rahmenstrukturteile - da im Crashfall besonderen Kräften ausgesetzt - eine wichtige Rolle zu. Zudem wird im Rahmen der gesetzlichen Anforderungen eine Dichtigkeit des Batteriegehäuses gegenüber der Umgebung gefordert.
-
Aus
US 2011/0143179 A1 ist ein Batteriegehäuse bekannt, bei dem zum Bereitstellen eines mechanischen Schutzes, insbesondere für das oder die darin aufgenommenen Batteriemodule, ein Wannenteil von einer Rahmenstruktur eingefasst ist, welche Rahmenstruktur aus einzelnen, zu einem Rahmenprofil zusammengesetzten Profilabschnitten gebildet ist. Als Profilabschnitte werden zur Gewichtsersparnis stranggepresste Leichtmetallhohlkammerprofile, typischerweise Aluminiumstrangpressprofile, verwendet. Zur Eckausbildung werden Eckverbinder eingesetzt, an die jedes daran angrenzende Hohlkammerprofil mit seiner Stirnseite angrenzt. Ein weiteres Batteriegehäuse dieser Art ist aus
DE 10 2026 115 611 B3 bekannt.
-
DE 27 53 289 A offenbart einen Fensterrahmen aus auf Gehrung geschnittenen, an den Gehrungsflächen mit Minizinken versehenen und miteinander verleimten Rahmenschenkeln als gattungsfremden Stand der Technik.
-
Bei Rahmenstrukturen von Batteriegehäusen werden auch geschweißte Eckstoßverbindungen von Hohlkammerprofilen als Gehrungsstoß eingesetzt. Allerdings weisen derartige Rahmenstrukturen nur eine unzureichende Crashtauglichkeit auf, da auf die Struktur einwirkende Seitenaufprallkräfte direkt in die die Gehrungsstöße verbindende Schweißverbindung als Scherkräfte eingeleitet werden. Vorbekannt ist auch, dass eine derartige Rahmenstruktur durch auf Stoß verschweißte Hohlkammerprofile bereitgestellt wird. Bei einer solchen Ausgestaltung grenzt das eine Hohlkammerprofil mit seiner Stirnfläche an die Seitenfläche eines zweiten Hohlkammerprofils. Eine solche Abstützung ist günstig für die gewünschte Crashtauglichkeit der Rahmenstruktur. Nachteilig bei einer Rahmenstruktur mit einer solchen Eckausbildung ist jedoch, dass die auf diese Weise gebildete Eckverbindung nur in einer Richtung - entweder x- oder y-Richtung - formschlüssig und somit crashoptimiert ist.
-
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rahmenstruktur vorzuschlagen, welche nicht nur einfach und kostengünstig herzustellen ist, sondern sich durch eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Crashperformance auszeichnet.
-
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine eingangs genannte gattungsgemäße Rahmenstruktur, bei der die Stirnflächen von zwei zur Eckausbildung aneinandergrenzenden Hohlkammerprofilen stufig ausgebildet sind, sodass beide Hohlkammerprofile jeweils mit einem Abschnitt ihrer Stirnfläche an einen Seitenflächenabschnitt des jeweils anderen Hohlkammerprofils grenzt.
-
Bei den im Rahmen dieser Ausführungen verwendeten Richtungen - der x-Richtung, der y-Richtung und der z-Richtung - handelt es sich um die Koordinatenrichtungen eines Fahrzeuges, wobei die x-Richtung die Längserstreckung, die y-Richtung der Erstreckung in Seitenrichtung und die z-Richtung die vertikale Erstreckung (Hochachse) des Fahrzeuges ist. Dieses Koordinatensystem wird auf die Beschreibung der Struktur in gleicher Weise angewandt.
-
Eine solche Rahmenstruktur umfasst typischerweise vier winklig miteinander verbundene Hohlkammerprofile, typischerweise zur Eckausbildung mit eingeschlossenen Winkeln von jeweils 90 Grad. Es versteht sich, dass grundsätzlich auch andere Geometrien der Rahmenstruktur denkbar sind. Wesentlich bei dieser Rahmenstruktur ist, dass die zur Ausbildung einer Ecke aneinandergrenzenden Hohlkammerprofile in z-Richtung zumindest zweikammerige Hohlkammerprofile sind. Es ist dann möglich, die Stirnflächen der Hohlkammerprofile stufig auszuführen, wobei jeder, eine solche Stufe in der Stirnfläche bildende Profilabschnitt umfänglich geschlossen bleibt. Bei einer solchen Ausgestaltung liegt die die Stirnfläche strukturierende Stufung in dem für die zweikammerige Ausbildung verantwortlichen Steg. Bei Vorsehen von in z-Richtung mehr als zwei Kammern aufweisenden Hohlkammerprofilen werden die eine oder die mehreren Stufen, durch die Stirnfläche eines solchen Hohlkammerprofils ihre stufige Struktur erhält, in den die beiden Seitenflächen verbindenden Stegen ausgebildet. Diese Stege sind zu diesem Zweck vorzugsweise rechtwinklig zu derjenigen Seitenfläche verlaufend vorgesehen, an die die Stirnfläche des für die Eckausbildung verwendeten weiteren Hohlkammerprofils grenzt.
-
Durch die Abstützanordnung, dass jedes Hohlkammerprofil sich mit einem Stirnflächenabschnitt an einem Seitenflächenabschnitt des anderen an der Eckausbildung beteiligten Hohlkammerprofils abgestützt ist, ist ein Formschluss in x-Richtung und in y-Richtung geschaffen. Um dieses zu erreichen, übergreift bzw. untergreift jedes Hohlkammerprofil mit einem Hohlkammerprofilabschnitt (in z-Richtung gesehen) das zur Eckausbildung bzgl. der Strukturierung seiner Stirnfläche komplementär ausgebildete Hohlkammerprofil. Damit ist bei einer zweistufigen Ausbildung der Stirnflächen der beiden aneinandergrenzenden Hohlkammerprofile zugleich ein Formschluss in z-Richtung bereitgestellt. Der Formschluss in z-Richtung wirkt bei einer zweistufigen Ausführung der Stirnflächen der aneinandergrenzenden Hohlkammerprofile nur in eine Richtung. Dieses wird in etlichen Anwendungsfällen bereits als ausreihend angesehen, da durch diesen Formschluss die beiden zur Eckausbildung aneinandergrenzenden Hohlkammerprofile gegeneinander verriegelt sind, während die Verriegelung in der nicht durch den Formschluss in z-Richtung durch die Befestigung des Batteriegehäuses bzw. der Rahmenstruktur an dem Fahrzeug erfolgt. Eine Verriegelung auch in der anderen z-Richtung ist auch durch ein ebenso ausgeführtes Deckelteil möglich, dessen Rahmenstruktur mit derjenigen des Unterteils verbunden ist, beispielsweise durch Bolzen.
-
Durch den in mehreren Richtungen wirkenden Formschluss der zur Eckausbildung aneinandergrenzenden Hohlkammerprofile werden die diese Hohlkammerprofile verbindenden Schweißnähte signifikant im Falle von durch die Rahmenstruktur aufzunehmenden Kräften entlastet. Dieses trägt nicht nur zur Optimierung der Crashperformance einer derartigen Rahmenstruktur bei. Dies hat auch Vorteile beim Ausführen der erforderlichen Schweißnähte. Aufgrund dieser nur noch geringeren mechanischen Anforderungen aufgrund der besonderen Formschlussabstützung der aneinandergrenzenden Hohlkammerprofile kann beim Schweißen das Hauptaugenmerk auf die bei einer solchen Eckausbildung ebenfalls geforderte Dichtigkeit gerichtet werden.
-
Die stufige Stirnflächenausbildung der zur Eckausbildung aneinandergrenzenden Hohlkammerprofile kann auch eine andere Anzahl an Stufen aufweisen, als in dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem die Stirnflächen der beiden aneinandergrenzenden Hohlkammerprofile jeweils zweistufig ausgebildet sind. Die Stufenanzahl kann durchaus größer als zwei sein. Sinnvoll ist die Ausbildung von mehr als zweistufigen Stirnflächen dann, wenn eine Verriegelung der zur Eckausbildung aneinandergrenzenden Hohlkammerprofile in beide z-Richtungen erfolgen soll. Bei einer solchen Ausgestaltung kann beispielsweise die Stirnfläche eines der beiden Hohlkammerprofile eine um die Zahl 1 größere Stufenanzahl aufweisen als die Stirnfläche des anderen daran angrenzenden Hohlkammerprofils. Beispielsweise kann die Stirnfläche des einen Hohlkammerprofils dreistufig ausgebildet sein, während die Stirnfläche des anderen Hohlkammerprofils nur zweistufig ist. Zur Verriegelung der beiden Hohlkammerprofile in beide z-Richtungen ist die Stirnfläche des dreistufig ausgeführten Hohlkammerprofils derart ausgeführt, dass eine mittlere Stufe gegenüber den beiden äußeren Stufen zurückversetzt ist. Mithin ist der die mittlere Stufe bildende Stirnflächenabschnitt durch die beiden anderen Stufen eingefasst. Je größer die Zahl der miteinander verzahnt in Eingriff gestellten Stufen der Stirnflächen aneinandergrenzender Hohlkammerprofile ist, desto aufreißsicherer ist eine solche Eckausbildung. Man wird die Anzahl der Stufenausbildung an den zur Eckausbildung miteinander in Eingriff gestellten Hohlkammerprofilen in Abhängigkeit von der Auslegung der Kammerung der Hohlkammerprofile und dem Herstellungsaufwand festlegen. Die Anzahl der Stufen und die damit bewirkte Verzahnung ist daher ein Kompromiss zwischen der zu erzielenden Crashperformance der Rahmenstruktur und dem zur Herstellung benötigten Aufwand.
-
Damit eine Verzahnung, wie vorstehend beschrieben, zwischen den zur Eckausbildung aneinandergrenzenden Hohlkammerprofilen erfolgen kann, versteht es sich, dass dasjenige Hohlkammerprofil an seiner Seitenfläche einen beispielsweise zu der bei einer dreistufigen Ausbildung der Stirnfläche des einen Hohlkammerprofils komplementären Seitenflächenabschnitt aufweist, der bis an den zurückversetzten Stirnflächenabschnitt der mittleren Stufe des dreistufig bezüglich seiner Stirnfläche ausgeführten Hohlkammerprofils reicht.
-
Das Konzept des gegenseitigen stirnseitigen Abstützens der zur Eckausbildung aneinandergrenzenden Hohlkammerprofile erlaubt eine Ausgestaltung, bei der der Stirnflächenabschnitt des einen Hohlkammerprofils mit Abstand von dem Rand des Seitenflächenabschnittes des anderen Hohlkammerprofils angeordnet werden kann, an den dieser angrenzt. Bezüglich des stirnseitigen Abschlusses des anderen Hohlkammerprofils ist dieses möglich, wenn der Stirnflächenabschnitt des anderen Hohlkammerprofils mit einem geringen Abstand von dem stirnseitigen Abschluss des anderen Profils angeordnet ist. Dieser Überstand kann als Schweißbadstütze genutzt werden. Soll ein gewisser Überstand auch in der Höhe (z-Richtung) zu der daran angrenzenden Stirnfläche des anderen Hohlkammerprofils vorgesehen sein, besteht die Möglichkeit, die Seitenfläche durch einen Steg zur Ausbildung zu verlängern, sodass auch diesbezüglich eine Schweißbadstütze bereitgestellt ist. Ein solcher Steg ist an der fertig hergestellten Rahmenstruktur nicht gewünscht. Da die ausgebildeten Schweißnähte zumindest in der Ebene (x-y-Ebene) ihres oberen Abschlusses spanend bearbeitet werden müssen, kann in diesem Zuge auch der Schweißbadsteg ohne Mehraufwand entfernt werden. Die Breite einer solchen Schweißbadstütze, mit der diese über die Umrissgeometrie des Hohlkammerprofilabschnittes, der mit seinem Stirnflächenabschnitt an den eine Schweißbadstütze bereitstellenden Seitenflächenabschnitt des anderen Hohlkammerprofils grenzt, braucht nicht sonderlich groß zu sein. Es wird als ausreichend angesehen, wenn der diesbezügliche die Schweißbadstütze bildende Überstand 10% bis 15% der Wandstärke der Hohlkammerprofile beträgt. Es versteht sich, dass der Überstand auch größer oder auch kleiner sein kann. Das Maß des Überstandes wird man auch in Abhängigkeit von dem gewählten Schweißverfahren bemessen.
-
Überdies kann an die Hohlkammerprofile der Rahmenstruktur ein an ihre zum Batterievolumen weisenden Seitenflächen ein Anschlusssteg angeformt sein, durch den eine Auf- bzw. Anlagefläche für ein Bodenteil bzw. Deckel zum unterseitigen Verschließen der Rahmenstruktur bereitgestellt ist. Diese umlaufenden Anschlussstege sind im Bereich ihres Aneinandergrenzens ebenfalls miteinander verschweißt. Ein Bodenteil zum Verschließen der Rahmenstruktur kann entweder in das Innere der Rahmenstruktur auf den dann umlaufenden Anschlusssteg aufgelegt oder von außen an diesen angeschlossen sein. Bei einem solchen Bodenteil kann es sich um eine Bodenplatte handeln, durchaus auch um eine Hohlkammerprofilplatte. Unabhängig von der Art des eingesetzten Bodenteils wird hierdurch die ohnehin schon ein sehr hohes Maß an Versteifung aufweisende Rahmenstruktur zusätzlich versteift. Es versteht sich, wenn eine solche Rahmenstruktur als Deckelteil eingesetzt wird, es sich bei dem Bodenteil um ein Deckelteil handelt. Dieses Boden- bzw. Deckelteil ist typischerweise abgedichtet mit dem umlaufenden Anschlusssteg verbunden.
-
Vorzugsweise handelt es sich bei den Hohlkammerprofilen um Strangpressprofile aus einer für diese Zwecke geeigneten Aluminiumlegierung.
-
Der Einsatz eines Leichtmetalls, wie beispielsweise einer Aluminiumlegierung optimiert die Rahmenstruktur hinsichtlich ihres Gewichtes.
-
Die Prozesssicherheit hinsichtlich der Fluiddichtigkeit der erforderlichen Schweißverbindungen kann dadurch gesteigert werden, dass die aneinandergrenzenden Hohlkammerprofile in einem Zug verschweißt werden, was dadurch erreicht wird, dass ein die miteinander zu verschweißenden Hohlkammern tragender Tisch oder eine andere zum Halten der miteinander zu verschweißenden Hohlkammern geeigneter Träger so gedreht wird, dass ein Schweißen ausschließlich in der horizontalen Ebene ermöglicht ist. Hierbei ist ein Drehen des Haltetisches bzw. des Halteträgers jeweils um 90 Grad erforderlich, wenn die Schweißnaht von einer Kante an die nächste geführt wird.
-
Hierzu ist es zweckmäßig, wenn diejenigen Profilkanten, die Außenkanten des Profils darstellen und um die in einem Zuge von der einen zur anderen Kante geschweißt wird, eine größere Wandstärke als Materialvorgabe aufweisen. Dadurch ist die Gefahr eines unbeabsichtigten Durchbrennens vermieden.
-
Wenn auf der umlaufenden Oberseite bei einer als Teil beispielsweise eines Batterieunterteils ausgebildeten Rahmenstruktur bzw. auf der Unterseite bei einer als Teil eines Batterieoberteils dienenden Rahmenstruktur eine umlaufende Dichtung angeordnet werden soll, kann die Profilierung der Hohlkammerprofile eine der Längserstreckung dieser Profile folgende Dichtungskehle an der Außenseite der ihren oberseitigen Abschluss bildenden Wand aufweisen. Bei einer solchen Ausgestaltung sind die die Dichtungskehle oberseitig tragenden Stufen endseitig auf Gehrung geschnitten, sodass die stoßseitigen Mündungen der Dichtungskehlen aneinandergrenzen. Bei einer solchen Ausgestaltung ist die Dichtungskehle umlaufend. Wenn gewünscht, kann im Zuge der ohnehin dem Schweißen nachfolgenden spanenden Bearbeitung dieser Fläche der Rahmenstruktur die Innenseite der aneinandergrenzenden Dichtungskehlen verrundet werden. Die mit ihrer oberen Wand die Dichtungskehle aufweisende Stufe brauch keine besondere Höhe aufzuweisen. Somit verbleibt bei einem mehrkammerigen Hohlkammerprofil in aller Regel genügend Höhe, um dennoch die gewünschte Stufigkeit auszubilden.
-
Die Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand mehrerer Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:
- 1: Eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Rahmenstruktur als Teil eines Batteriegehäuses,
- 2: eine Stirnseitenansicht eines Hohlkammerprofils als Teil der Rahmenstruktur der 1,
- 3: zwei miteinander zu verbindende Hohlkammerprofile zur Erstellung einer Eckausbildung der Rahmenstruktur der 1 in einer perspektivischen Ansicht,
- 4: die zur Eckausbildung zusammengesetzten Hohlkammerprofile der 3,
- 5: die Darstellung der 4 ergänzt um eine Schweißnaht, mit der die beiden gezeigten Hohlkammerprofile verbunden sind,
- 6a, 6b: eine Stirnseitenansicht eines weiteren Hohlkammerprofils (6a) und in einer Darstellung, in der an die Seitenfläche dieses Hohlkammerprofil ein Stirnflächenabschnitt eines komplementären Hohlkammerprofils zur Eckausbildung angeordnet ist (6b),
- 7: zwei zur Eckausbildung einer weiteren Rahmenstruktur als Teil eines Batteriegehäuses miteinander zu verbindende Hohlkammerprofile gemäß einer einer weiteren Ausgestaltung,
- 8: die zur Eckausbildung miteinander zusammengesetzten Hohlkammerprofile der 7 und
- 9: zwei vorbekannte Eckausbildungen von Rahmenstrukturen als Teil von Batteriegehäusen in einer Draufsicht, bei der zur Eckausbildung aneinandergrenzende Hohlkammerprofile auf Gehrung geschnitten sind (links) und bei der ein Hohlkammerprofil mit seiner Stirnfläche an der Seitenfläche des angrenzenden Hohlkammerprofils abgestützt ist (rechts).
-
9 zeigt zwei unterschiedliche Eckausbildungen von Rahmenstrukturen als Teil von Batteriegehäusen bzw. Batteriegehäuseteilen gemäß dem Stand der Technik. Bei der linken Darstellung sind die beiden zur Eckausbildung aneinandergrenzenden Hohlkammerprofile 1, 1.1 bezüglich ihrer gesamten Stirnfläche am Gehrungsstoß miteinander verbunden. Gemäß einer weiteren vorbekannten Ausgestaltung grenzt zur Eckausbildung einer Rahmenstruktur eines Batteriegehäuses oder eines Batteriegehäuseteils ein Hohlkammerprofil 2 mit seiner Stirnfläche an eine Seitenfläche des angrenzenden Hohlkammerprofils 2.1 (rechte Darstellung). In beiden Fällen wirkt Aufprallenergie im Crashfalle nicht unerheblich auf die die beiden Hohlkammerprofile verbindenden Schweißnähte. Bei der in 9 rechts gezeigten Ausgestaltung ist zu berücksichtigen, dass mit einem Fall, dass Energie formschlüssig von dem einen Hohlkammerprofil 2 bzw. 2.1 in das andere Hohlkammerprofil 2.1 bzw. 2 übertragen wird, kaum zu rechnen ist, sodass auch in diesem Fall erhebliche Energie im Crashfalle in die beiden Hohlkammerprofile 2, 2.1 verbindende Schweißnaht eingeleitet wird.
-
Die in 1 gezeigte erfindungsgemäße Rahmenstruktur R zeigt vier rechtwinklig miteinander verbundene Hohlkammerprofile 3, 3.1, 3.2, 3.3 die ein Batterievolumen B einfassen. Das Batterievolumen B dient zur Aufnahme eines oder mehrere Batteriemodule. Im Falle von mehreren Batteriemodulen können diese durch ein Gefache voneinander getrennt sein. Die Rahmenstruktur R ist Teil eines Batteriegehäuses zur Aufnahme von Batterien bzw. Batteriemodulen für ein elektromotorisch angetriebenes Fahrzeug. Die Rahmenprofile 3, 3.1, 3.2, 3.3 weisen eine sich in vertikaler Richtung erstreckende gerade innere Seitenflächen 4, 4.1, 4.2, 4.3 auf. Am in 1 erkennbaren unteren Abschluss der Hohlkammerprofile 3, 3.1, 3.2, 3.3 sind von diesen Seitenflächen 4, 4.1, 4.2, 4.3 jeweils in das Innere der Rahmenstruktur R vorspringende Anschlussstege 5, 5.1, 5.2, 5.3 angeformt. Diese Anschlussstege (5, 5.1, 5.2, 5.3) dienen zum Anschließen eines Bodenteils, entweder indem dieses in das Batterievolumen B eingelegt und sodann auf den Anschlussstegen oberseitig aufliegt oder indem dieses unterseitig daran angeschlossen wird. Für den Fall, dass die Rahmenstruktur R Teil eines Deckelteils ist, wird anstelle eines Bodenteils ein Deckelteil an den Anschlussstegen angeschlossen.
-
Bereits aus der Darstellung der 1 wird deutlich, dass die Hohlkammerprofile 3, 3.1, 3.2, 3.3 L-förmig ausgebildet sind. Dabei weist der untere, horizontal verlaufende Schenkel vom Batterievolumen B weg nach außen. In die Oberseiten 6, 6.1, 6.2, 6.3 dieser Schenkel der Hohlkammerprofile 3, 3.1, 3.2, 3.3 sind diese Schenkel durchgreifende Befestigungslöcher 7 eingebracht. Diese dienen zum Befestigen eines in den Figuren nicht dargestellten Deckelteils und können auch eine Befestigung der Rahmenstruktur R an dem Chassis eines Fahrzeuges dienen.
-
2 zeigt eine Stirnseitenansicht auf die Stirnfläche des Hohlkammerprofils 3 der 1. Die L-förmig ausgeführte Querschnittsfläche ist darin deutlich zu erkennen, ebenso wie der Anschlusssteg 5, der aufgrund der Perspektive in der 1 nicht erkennbar ist. Die Seitenfläche 4 ist bei diesem Ausführungsbeispiel in vertikaler Richtung (z-Richtung) gerade und somit ungestuft ausgeführt. Die nach außen weisende Seitenfläche dieses Hohlkammerprofils 3 ist gestuft ausgeführt und verfügt neben der sich in x-y-Richtung erstreckenden Oberfläche 6 über zwei daran angrenzende, sich in z-Richtung erstreckende Seitenflächenabschnitte 8, 9. Damit ist diese Außenseite des Hohlkammerprofils zweistufig ausgelegt, wobei die beiden Seitenflächenabschnitte 8, 9 jeweils eine Stufe darstellen (siehe auch 3). In der Stirnseitenansicht der 2 sind diese Stufen mit den Bezugszeichen 11, 12 kenntlich gemacht. Die Stirnflächen sind mit den Bezugszeichen 13, 13.1 kenntlich gemacht.
-
Der in der 2 in z-Richtung vertikal verlaufende Schenkel ist mehrkammerig ausgeführt, wobei sich ein Kammersteg S mit seiner Mittellängsebene in der Ebene der Oberfläche 6 befindet. Diese Auslegung des Hohlkammerprofils 3 hat zur Folge, dass die Stufe 12 in einem Endabschnitt von der durch den unteren Schenkel gebildeten Stufe 11 entfernt werden kann, ohne dass durch Entfernen dieses Endabschnittes der Stufe 12 eines der beiden Hohlkammerprofilteile geöffnet worden ist. Hierdurch ist die Formstabilität beim Schweißverbinden verbessert.
-
3 zeigt das Hohlkammerprofil 3 mit dem zur Eckausbildung daran angrenzenden Hohlkammerprofil 3.1 mit ihren gestuften Stirnflächen 13, 13.1. Die stufige Ausbildung ist bei dem Hohlkammerprofil 3 durch Entfernen des ursprünglich vorhandenen Endabschnittes der Stufe 12 in seine zweistufige Ausgestaltung gebracht worden. Die beiden Stirnflächenabschnitte dieser stufigen Ausbildung sind mit dem Bezugszeichen 14, 14.1 kenntlich gemacht. Deutlich erkennbar ist, dass durch Entfernen dieses Abschnittes der Stufe 12 keine der verbleibenden Kammern des Hohlkammerprofils 3 geöffnet ist. Bei dem Hohlkammerprofil 3.1 ist hingegen die Stufe 12.1 gegenüber der unteren Stufe 11.1 erhalten geblieben. Mithin ist von dem ursprünglichen Strangpressprofilabschnitt ein Endabschnitt der Stufe 11.1 in derselben Trennebene wie bei dem Hohlkammerprofil 3 entfernt worden. Somit ist auch die Stirnfläche 13.1 des Hohlkammerprofils 3.1 zweistufig ausgeführt, sodass das Hohlkammerprofil 3.1 an dem in 3 gezeigten Ende ebenfalls zwei Stirnflächenabschnitte 14.2, 14.3 aufweist. 3 zeigt die beiden Hohlkammerprofile 3, 3.1 vor dem Zusammensetzen derselben für die gewünschte Eckausbildung der Rahmenstruktur R.
-
Für die gewünschte Eckausbildung werden die beiden Hohlkammerprofile 3, 3.1 zusammengeführt, sodass der Stirnflächenabschnitt 14 des Hohlkammerprofils 3 an dem durch Entfernen des Endabschnittes der Stufe 11.1 verbliebenen Abschnitt der Seitenfläche 4.1 grenzt. Der Stirnflächenabschnitt 14.2 des Hohlkammerprofils 3.1 wird an die Seitenfläche 4 herangeführt, sodass dieser Stirnflächenabschnitt 14.2 an dem komplementären Seitenflächenabschnitt des Hohlkammerprofils 3 abgestützt ist.
-
6a zeigt den Zusammenbau der beiden Hohlkammerprofile 3, 3.1 vor dem Verschweißen. Verschweißt wird diese Eckausbildung entlang der Hohlkammerprofile 3, 3.1, wie in 5 schematisiert dargestellt. Die Schweißnaht ist darin mit dem Bezugszeichen 15 kenntlich gemacht.
-
Der Zusammenbau der beiden Hohlkammerprofile 3, 3.1 zu der in den Figuren gezeigten Eckausbildung lässt deutlich werden, dass die beiden Profile formschlüssig in x- und y-Richtung aneinandergrenzen und dass ebenfalls ein Formschluss zwischen den beiden Hohlkammerprofilen 3, 3.1 in einer Richtung in z-Richtung realisiert ist, und zwar in Bezug auf eine Bewegung der beiden Hohlkammerprofile 3, 3.1 aufeinander zu.
-
8 zeigt ein weiteres Hohlkammerprofil 3.4, welches aufgebaut ist wie das vorbeschriebene Hohlkammerprofil 3.1. Das Hohlkammerprofil 3.4 unterscheidet sich von dem Hohlkammerprofil 3 dadurch, dass dieses in Fortsetzung seiner inneren Seitenfläche 4.4 über seine Oberfläche 10.2 hinausragend über einen angeformten Steg 16 verfügt. Dieser Steg 16 dient beim Zusammenbau dieses Hohlkammerprofils 3.4 mit einem komplementären Hohlkammerprofil 3.5 als Schweißbadstütze. Das komplementäre Hohlkammerprofil 3.5 ist ausgebildet wie das Hohlkammerprofil 3. Der Zusammenbau der beiden Hohlkammerprofile 3.4, 3.5 ist in 6b in einer Längsschnittdarstellung gezeigt mit Blick auf die zum Batterievolumen B weisende Seitenfläche 4.4 des Hohlkammerprofils 3.4. Der Steg 16 steht über der Oberseite 10.3 des Hohlkammerprofils 3.5 hervor, wodurch eine Schweißbadstütze bereitgestellt ist. Um auch zum Stirnflächenabschnitt 14.4 des Hohlkammerprofils 3.4 eine Schweißbadstütze bereitzustellen, ist das Hohlkammerprofil 3.5 mit seinem nach außen weisenden Seitenflächenabschnitt gegenüber der Stirnfläche 14.4 etwas zurückversetzt. Genutzt wird bei dem Konzept des Bereitstellens einer Schweißbadstütze durch den Steg 16, der über die eigentliche Oberseite 10.2, 10.3 hinausragt, dass diese Oberseite ohnehin in einem auf die Schweißverbindung folgenden Schritt spanend bearbeitet wird, um eine plane Oberseite zu haben. Im Zuge dieser Bearbeitung wird der Steg 16 entfernt.
-
Die in 7 gezeigten, eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung betreffenden, Hohlkammerprofile 17, 17.1 dienen zur Eckausbildung einer Rahmenstruktur eines Batteriegehäuses. Bei dieser Eckausbildung der Rahmenstruktur zeigt das eine Hohlkammerprofil 17 eine dreistufige Ausbildung seiner Stirnfläche 18. Die jeweils eine Stufe bildenden Stirnflächenabschnitte sind mit 19, 19.1, 19.2 bezeichnet. Die Ausgestaltung des Hohlkammerprofils 17 unterscheidet sich von dem Hohlkammerprofil 3.1 des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels dadurch, dass die untere Stufe in zwei einzelne Stufen - die Stufen mit den Stirnflächenabschnitten 19, 19.1 - unterteilt ist. Wie aus der 7 erkennbar, ist die untere Stufe des zuvor beschriebenen Hohlkammerprofils 3.1 ebenfalls in z-Richtung zweistufig ausgeführt. Ein Abschnitt der oberen Kammer ist über die gesamte Breite des Hohlkammerprofils 17 entfernt, und zwar in einer Art und Weise, dass, wie dieses bereits zu dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 5 beschrieben worden ist, ohne dass hierdurch eine Profilkammer geöffnet worden ist. Die mittlere Stufe ist mit ihrem Stirnflächenabschnitt 19 gegenüber den Stirnflächenabschnitten 19.1 und 19.2 zurückversetzt. Diese in Richtung zu dem Hohlkammerprofil 17.1 offene Aufnahme dient zur Aufnahme eines durch eine einzige Hohlkammer (in z-Richtung gesehen) bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gebildeten Schenkels 20. Gebildet ist dieser durch Entfernen des unteren Seitenwandabschnittes und des daran angrenzenden Bodenabschnittes zum Öffnen der diesbezüglich vorhandenen Hohlkammer. Oberseitig wird der Schenkel durch das bereits zu dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel vorgestellte Entfernen eines Endabschnittes der oberen Stufe bereitgestellt.
-
Während die Stirnfläche 18 des Hohlkammerprofils 17 dreistufig ausgebildet ist, ist die Stirnfläche 21 des Hohlkammerprofils 17.1 zweistufig ausgebildet, und zwar genauso wie die Stirnfläche bei dem Hohlkammerprofil 3. Durch den Eingriff des Schenkels 20 in die U-förmige Aufnahme unterhalb des Stirnflächenabschnittes 19.2 sind beide Hohlkammerprofile 17, 17.1 in z-Richtung in beide Richtungen formschlüssig gegeneinander verriegelt.
-
8 zeigt die beiden Hohlkammerprofile 17, 17.1, zur Eckausbildung zusammengesetzt, vor einer Schweißverbindung.
-
Die Erfindung ist anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben worden. Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, ergeben sich für einen Fachmann weitere Möglichkeiten, die Erfindung umzusetzen, ohne dass dieses im Rahmen dieser Ausführungen näher erläutert werden müsste.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1, 1.1
- Hohlkammerprofil
- 2, 2.1
- Hohlkammerprofil
- 3, 3.1, 3.2, 3.3
- Hohlkammerprofil
- 4, 4.1, 4.2, 4.3
- Seitenfläche
- 5, 5.1, 5.2, 5.3
- Anschlusssteg
- 6, 6.1, 6.2, 6.3
- Oberfläche
- 7
- Befestigungsloch
- 8, 8.1
- Seitenflächenabschnitt
- 9, 9.1
- Seitenflächenabschnitt
- 10, 10.1
- Oberfläche
- 11
- Stufe
- 12
- Stufe
- 13, 13.1
- Stirnfläche
- 14, 14.1, 14.2, 14.3
- Stirnflächenabschnitt
- 15
- Schweißnaht
- 16
- Steg
- 17, 17.1
- Hohlkammerprofil
- 18
- Stirnfläche
- 19, 19.1, 19.2
- Seitenflächenabschnitt
- 20
- Schenkel
- B
- Batterieraum
- R
- Rahmenstruktur
- S
- Kammersteg
