DE102019213750B3 - Surface component as well as electrochemical storage and / or motor vehicle with such a surface component - Google Patents
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Abstract
Vorgeschlagen wird u.a. ein Flächenbauteil (6), insbesondere lasttragendes Flächenbauteil (6), mit zwei Decklagen (7, 8), und mit einem zwischen denselben angeordneten und dieselben untereinander fest verbindenden Bauteilkern (9). Vorteilhaft ist vorgesehen, dass das Flächenbauteil (6) in seinem Randbereich durch wenigstens ein zumindest teilweise zwischen den Decklagen (7, 8) angeordnetes und mit den Decklagen (7, 8) fest verbundenes sowie den Bauteilkern (9) zum besagten Randbereich begrenzendes oder einfassendes Verstärkungselement (14) wenigstens im Hinblick auf eine Krafteinwirkung „F2“ in der Ebene des Flächenbauteils (6) auf zumindest eine Stirnseite (13) des Flächenbauteils (6) ausgesteift ausgebildet ist.A surface component (6), in particular a load-bearing surface component (6), with two cover layers (7, 8) and with a component core (9) arranged between them and firmly connecting them to one another is proposed. It is advantageously provided that the surface component (6) in its edge area by at least one at least partially arranged between the cover layers (7, 8) and firmly connected to the cover layers (7, 8) and delimiting or enclosing the component core (9) to the said edge area Reinforcing element (14) is designed to be stiffened at least with regard to a force “F2” in the plane of the surface component (6) on at least one end face (13) of the surface component (6).
Description
Die Erfindung betrifft ein Flächenbauteil, insbesondere lasttragendes Flächenbauteil, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 der Erfindung. Gemäß Anspruch 9 bzw. 10 der Erfindung betrifft dieselbe ferner einen elektrochemischen Speicher mit einem solchen Flächenbauteil und ein Kraftfahrzeug mit einem solchen elektrochemischen Speicher und/oder Flächenbauteil.The invention relates to a surface component, in particular a load-bearing surface component, according to the preamble of
Flächenbauteile, insbesondere lasttragende Flächenbauteile, finden insbesondere auch im Fahrzeugbau vielfältig Anwendung. Diese können als massive Platten oder als sogenannte Sandwich-Platten ausgebildet sein, wobei letztere durch zwei Decklagen, zwischen denen ein Plattenkern angeordnet ist, gebildet sind. Im Allgemeinen ist es bezweckt, im Vergleich mit massiven Platten mittels besagter Sandwich-Platten bei gleicher Steifigkeit das Gesamtgewicht besagter Platte zu minimieren.Surface components, in particular load-bearing surface components, are also used in many ways, particularly in vehicle construction. These can be designed as solid panels or as so-called sandwich panels, the latter being formed by two cover layers between which a panel core is arranged. In general, the aim is to minimize the total weight of said plate in comparison with solid panels by means of said sandwich panels with the same rigidity.
Aus der Praxis ist es ferner bekannt, dass in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Elektro- oder Hybridfahrzeugen eingesetzte Hochvoltbatterien in Crash-Situationen gegenüber diversen Lastfällen besonders geschützt sein müssen. Hierzu dienen die Batterie umgebende Komponenten, welche vor Intrusionen, Stößen oder Deformationen schützen. Derartige Komponenten können beispielsweise besagte Flächenbauteile aufweisen oder durch dieselben gebildet sein, welche bei geringem Bauraum ein bestimmtes Kraft/Energie-Niveau aufweisen.It is also known from practice that high-voltage batteries used in motor vehicles, in particular in electric or hybrid vehicles, have to be specially protected in crash situations against various load cases. This is done by components surrounding the battery, which protect against intrusion, impact or deformation. Such components can, for example, have said surface components or be formed by the same, which have a certain force / energy level with little installation space.
Die
Dieses Flächenbauteil mag im Hinblick auf eine Krafteinwirkung orthogonal auf dasselbe ausgesteift und Energie absorbierend ausgebildet sein. Jedoch ist eine Aussteifung im Hinblick auf eine etwaige Krafteinwirkung in der Ebene des Flächenbauteils auf zumindest eine Stirnseite im betreffenden Randbereich desselben nicht ausreichend gegeben.This surface component may be stiffened orthogonally on the same with regard to the action of a force and may be designed to be energy-absorbing. However, there is insufficient reinforcement with regard to a possible force action in the plane of the surface component on at least one end face in the relevant edge region of the same.
Aus der
Aus der
Aus der
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist es Aufgabe derselben, ein Flächenbauteil nach Art einer Sandwich-Platte zu schaffen, welche einem vorbestimmten Kraftniveau, resultierend insbesondere aus einem Crashereignis, sowohl orthogonal auf das Flächenbauteil als auch in der Ebene des Flächenbauteils auf zumindest eine Stirnseite im betreffenden Randbereich desselben standhält. Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist es Aufgabe derselben, einen elektrochemischen Speicher und/oder ein Fahrzeug mit einem solchen Flächenbauteil zur Verfügung zu stellen.According to a first aspect of the invention, it is the object of the same to create a surface component in the manner of a sandwich panel, which a predetermined force level, resulting in particular from a crash event, both orthogonally on the surface component and in the plane of the surface component on at least one end face relevant edge area of the same withstands. According to According to a second aspect of the invention, the object thereof is to provide an electrochemical storage device and / or a vehicle with such a surface component.
Ausgehend von einem Flächenbauteil, mit zwei Decklagen, und mit einem zwischen denselben angeordneten und dieselben untereinander fest verbindenden Bauteilkern, wobei das Flächenbauteil in seinem Randbereich durch wenigstens ein zumindest teilweise zwischen den Decklagen angeordnetes und mit den Decklagen fest verbundenes sowie den Bauteilkern zum besagten Randbereich begrenzendes oder einfassendes Verstärkungselement wenigstens im Hinblick auf eine Krafteinwirkung „F2“ in der Ebene des Flächenbauteils auf zumindest eine Stirnseite des Flächenbauteils ausgesteift ausgebildet ist, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass das wenigstens eine Verstärkungselement zusätzlich stirnseitig des Flächenbauteils an den Decklagen desselben abgestützt.Starting from a surface component with two cover layers and with a component core arranged between them and firmly connecting them to one another, the surface component in its edge area by at least one at least partially arranged between the cover layers and firmly connected to the cover layers and delimiting the component core to the said edge area or the surrounding reinforcement element is designed to be stiffened at least with regard to a force "F 2 " in the plane of the surface component on at least one end face of the surface component, the stated object is achieved in that the at least one reinforcement element is additionally supported on the end face of the surface component on the cover layers of the same.
Durch diese Maßnahme ist ein im Hinblick auf den Stand der Technik weiter verbessertes Flächenbauteil geschaffen, welches insbesondere auch aus einem Crashereignis resultierenden Krafteinwirkungen in der Ebene des Flächenbauteils auf zumindest eine Stirnseite des Flächenbauteils wirkungsvoller als herkömmlich standhält. Vorteilhaft ist ein Kraftpfad geschaffen, der in der Ebene des Flächenbauteils in eine Stirnseite desselben eingeleitete Kräfte über besagtes Verstärkungselement und überwiegend unter Umgehung des besagten Bauteilkerns unmittelbar in die Decklagen des Flächenbauteils und bevorzugt weiter in angrenzende tragende Strukturen ableitet. Dadurch, dass das wenigstens eine Verstärkungselement zusätzlich stirnseitig des Flächenbauteils an den Decklagen desselben abgestützt ist, ist der Widerstand des Flächenbauteils gegen besagte Krafteinwirkung „F2“ in der Ebene des Flächenbauteils in eine Stirnseite desselben noch weiter erhöht.This measure creates a surface component that is further improved with regard to the state of the art, which in particular withstands force effects resulting from a crash event in the plane of the surface component on at least one end face of the surface component more effectively than conventionally. A force path is advantageously created which in the plane of the surface component diverts forces introduced into one end face of the same via said reinforcement element and predominantly bypassing said component core directly into the cover layers of the surface component and preferably further into adjacent load-bearing structures. Because the at least one reinforcement element is additionally supported on the face of the surface component on the cover layers of the same, the resistance of the surface component to said force "F 2 " in the plane of the surface component is increased even further in one of its faces.
Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.The subclaims describe preferred developments or embodiments of the invention.
Danach ist das wenigstens eine Verstärkungselement bevorzugt durch ein Hohlprofil mit geschlossenem und/oder offenem Profilquerschnitt gebildet, welches vorteilhaft einen hohe Steifigkeit mit einem geringen Gewicht kombiniert.According to this, the at least one reinforcement element is preferably formed by a hollow profile with a closed and / or open profile cross-section, which advantageously combines high rigidity with low weight.
Um das Flächenbauteil auch fluiddicht auszubilden, ist das wenigstens eine Verstärkungselement fluiddicht mit den Decklagen verbunden, vorzugsweise stoffschlüssig verbunden.In order to also make the surface component fluid-tight, the at least one reinforcement element is connected to the cover layers in a fluid-tight manner, preferably connected in a materially bonded manner.
Um ein besonders steifes Flächenbauteil der gattungsgemäßen Art zu schaffen, ist dasselbe in seinem Randbereich mittels des wenigstens einen Verstärkungselements nach Art eines geschlossenen Rahmens umlaufend ausgesteift ausgebildet.In order to create a particularly rigid surface component of the generic type, the same is designed to be circumferentially stiffened in its edge region by means of the at least one reinforcing element in the manner of a closed frame.
Wie die Erfindung weiter vorsieht, ist der Bauteilkern des Flächenbauteils bevorzugt zumindest im Hinblick auf eine Krafteinwirkung „F1“ orthogonal zum Flächenbauteil auf dasselbe dieses versteifend und/oder energieabsorbierend ausgebildet.As the invention further provides, the component core of the surface component is preferably designed to stiffen and / or absorb energy at least with regard to a force “F 1 ” orthogonal to the surface component.
Weiter bevorzugt ist hierzu besagter Bauteilkern durch ein einfach und kostengünstig durch Umformen hergestelltes Plattenelement gebildet, woraus sich weiter bevorzugt ein Plattenelement mit beispielsweise einer stabilen Sickenstruktur ergeben kann.For this purpose, said component core is further preferably formed by a plate element produced simply and inexpensively by forming, which can furthermore preferably result in a plate element with, for example, a stable bead structure.
Um den Funktionsumfang eines solchen lasttragenden Flächenbauteils zu erhöhen, kann zumindest der Bauteilkern ein Temperierungselement ausbilden.In order to increase the functional scope of such a load-bearing surface component, at least the component core can form a temperature control element.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Flächenbauteil um ein lasttragendes Flächenbauteil.The surface component is preferably a load-bearing surface component.
Die Erfindung betrifft auch einen elektrochemischen Speicher, mit einem Flächenbauteil der vorbeschriebenen Art.The invention also relates to an electrochemical storage device, with a surface component of the type described above.
Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem elektrochemischen Speicher oder einem Flächenbauteil der vorbeschriebenen Art.The invention also relates to a vehicle, in particular a motor vehicle, with an electrochemical storage device or a surface component of the type described above.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern erfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung soll die übliche Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeugs mit „-x“ („minus x“), die Richtung entgegen seiner üblichen Fahrtrichtung mit„+x“ („plus x“), ausgehend von der üblichen Fahrtrichtung (-x) die Richtung in der Horizontalen quer zur x-Richtung nach rechts gesehen mit „+y“, ausgehend von der üblichen Fahrtrichtung (-x) die Richtung in der Horizontalen quer zur x-Richtung nach links gesehen mit„-y“, die Richtung in der Vertikalen quer zur x-Richtung nach oben gesehen mit „+z“, und die Richtung in der Vertikalen quer zur x-Richtung nach unten gesehen mit „-z“ bezeichnet werden. Diese Bezeichnungsweise der Raumrichtungen in kartesischen Koordinaten entspricht dem in der Kraftfahrzeugindustrie allgemein verwendeten Koordinatensystem. Überdies werden Begriffe wie „vorne“, „hinten“, „oben“ „unten“ sowie Begriffe mit ähnlichem Bedeutungsinhalt einschließlich der Begriffe „rechts“ und „links“ in der Weise verwendet, wie sie zur Richtungsbezeichnung an einem Kraftfahrzeug üblicherweise gebraucht werden. Es zeigen:
-
1 äußerst schematisch ein Fahrzeug, welches ein gattungsgemäßes Flächenbauteil aufweist, -
2 eine Schnittdarstellung eines Flächenbauteils gemäß einer ersten Ausführungsform, und -
3 eine Schnittdarstellung eines Flächenbauteils gemäß einer zweiten, erfindungsgemäßen Ausführungsform.
-
1 extremely schematically a vehicle which has a generic surface component, -
2 a sectional view of a surface component according to a first embodiment, and -
3 a sectional view of a surface component according to a second embodiment of the invention.
Das lasttragendende Flächenbauteil
Bevorzugt bestehen die Decklagen
Die Erfindung beschränkt sich ferner nicht auf die bevorzugte stoffschlüssige Fügeverbindung, sondern umfasst auch eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Fügeverbindung. So kann besagte Fügeverbindung beispielsweise auch durch Verstemmen bewirkt sein (nicht zeichnerisch dargestellt). Unter Verstemmen wird eine Fügemaßnahme verstanden, mit der eine form- und gegebenenfalls kraftschlüssige Verbindung zwischen den Decklagen
Der Bauteilkern
Um insbesondere auch aus einem Crashereignis resultierenden Krafteinwirkungen „F2“ in der Ebene des lasttragenden Flächenbauteils
Hierdurch ist vorteilhaft ein Kraftpfad geschaffen, der in der Ebene des Flächenbauteils
Das Verstärkungselement
Ausführungsbeispiel, welches nicht zum Gegenstand der Erfindung gehört:
-
2 zeigt insoweit beispielgebendein Verstärkungselement 14 , welches durch ein Hohlprofil mit geschlossenem Profilquerschnitt, vorliegend durch ein Kastenprofil gebildet ist. Durch besagtes Kastenprofil ist ein besonders steifer Randbereich des Flächenbauteils6 geschaffen. Verläuftein derartiges Verstärkungselement 14 umlaufend im Randbereich des Flächenbauteils6 oder sind eine Mehrzahl derartiger Verstärkungselemente6 umlaufend im Randbereich des Flächenbauteils6 angeordnet, ist vorteilhaftein das Flächenbauteil 6 aussteifender geschlossener Rahmen gebildet (nicht zeichnerisch dargestellt).
-
2 shows a reinforcing element by way of example14th , which is formed by a hollow profile with a closed profile cross-section, in the present case by a box profile. Said box profile creates a particularly stiff edge area of the flat component6th created. Such a reinforcement element runs14th all around in the edge area of the surface component6th or are a plurality of such reinforcing elements6th all around in the edge area of the surface component6th arranged, a surface component is advantageous6th Stiffening closed frame formed (not shown in the drawing).
Ausführungsbeispiel der Erfindung:
-
3 zeigtdemgegenüber ein Verstärkungselement 14 , welches durch ein Hohlprofil mit offenem Profilquerschnitt, vorliegend durch ein Tannenbaumprofil mit einem längs des Randbereichs zwischenden Decklagen 7 ,8 verlaufenden und indas Flächenbauteil 6 hinein orientierten zentralenSteg 16 und mit einer Mehrzahl ebenfalls längs des Randbereichs zwischenden Decklagen 7 ,8 verlaufender, jedoch zuden Decklagen 7 ,8 hin gerichteter Flansche 17 gebildet ist. Letztere sind an besagte Decklagen7 bzw.8 angeschlossen und mit denselben fest verbunden, vorzugsweise ebenfalls durch Stoffschluss imBereich vorgegebener Fügestellen 15 .
-
3 shows a reinforcement element14th , which is formed by a hollow profile with an open profile cross-section, in the present case by a Christmas tree profile with a length along the edge area between the cover layers7th ,8th running and into the surface component6th central web oriented into it16 and with a plurality also along the edge region between the cover layers7th ,8th running, but towards the top layers7th ,8th facing flanges17th is formed. The latter are on said top layers7th or.8th connected and firmly connected to the same, preferably also by material connection in the area of predetermined joints15th .
Wie der
Darüber hinaus ist in Kombination mit insbesondere fluiddicht ausgebildeten Fügestellen
Um den Funktionsumfang eines solchen lasttragenden Flächenbauteils
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel stellt auf ein Flächenbauteil
So kann das Flächenbauteil
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- ElektromotorElectric motor
- 33
- elektrochemischer Speicherelectrochemical storage
- 44th
- Gehäusecasing
- 55
- GehäusebodenCase back
- 66th
- FlächenbauteilSurface component
- 77th
- erste Decklagefirst top layer
- 88th
- zweite Decklagesecond top layer
- 99
- BauteilkernComponent core
- 1010
- PlattenelementPlate element
- 1111
- SickeBead
- 1212
- FügestelleJoint
- 1313
- StirnseiteFace
- 1414th
- VerstärkungselementReinforcement element
- 1515th
- FügestelleJoint
- 1616
- Stegweb
- 1717th
- Flanschflange
- 17.117.1
- EndflanschEnd flange
- 17.217.2
- EndflanschEnd flange
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019213750.4A DE102019213750B3 (en) | 2019-09-10 | 2019-09-10 | Surface component as well as electrochemical storage and / or motor vehicle with such a surface component |
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ID=74093537
Family Applications (1)
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R016 | Response to examination communication | ||
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R079 | Amendment of ipc main class |
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