DE102020105388A1

DE102020105388A1 - Flachrohr, Befestigungsvorrichtung, sowie Fahrzeug

Info

Publication number: DE102020105388A1
Application number: DE102020105388.6A
Authority: DE
Inventors: Jochen Westhäuser; Jan-Christoph Albrecht; Carsten Wachsmuth
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2021-09-02

Abstract

Flachrohr (100) zur Durchleitung eines Kühlfluids, umfassend eine Rohrwand (106), welche einen Innenraum des Flachrohres (100) begrenzt; wobei die Rohrwand einen ersten Flachabschnitt (106a) und einen zweiten Flachabschnitt (106b) aufweist, wobei der erste Flachabschnitt (106a) gegenüber dem zweiten Flachabschnitt (106b) angeordnet ist; einen Steg (107; 111), welcher den ersten Flachabschnitt (106a) mit dem zweiten Flachabschnitt (106b) verbindet, wobei sich der Steg (107; 111) entlang einer Rohrachse erstreckt und zumindest einen angrenzenden Fluidraum (58) definiert; und wobei die Rohrwand (106) einen ersten Krafteinwirkabschnitt (109) aufweist, der an dem ersten Flachabschnitt (106a) angeordnet ist und an den Fluidraum (58) angrenzt, wobei der erste Krafteinwirkabschnitt (109) eine niedrigere Festigkeit und/oder niedrigere Steifigkeit aufweist als die Rohrwand (106), so dass sich bei einem Einwirken einer Kraftkomponente in einer Richtung senkrecht zu dem Krafteinwirkabschnitt (109) der Krafteinwirkabschnitt (109) verformt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flachrohr zur Durchleitung eines Kühlfluids. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Flachrohres und ein Fahrzeug.
Flachrohre oder Flachrohranordnungen, wie beispielsweise Batterie-Flachrohranordnungen zur Kühlung einer Batterie eines Fahrzeuges, z. B. einer Batterie eines Elektrofahrzeuges, sind in der Fahrzeugtechnik seit langem bekannt. Dabei dient ein Flachrohr, welches von einem Fluid durchströmt wird, als Vorrichtung zum Wärmetransport bzw. zur Kühlung, insbesondere zur Kühlung einer Batterie oder eines anderen erwärmten Elements. Das ggf. unter Druck stehende Fluid (Flüssigkeit, Gas) wird durch zumindest einen mäanderförmigen bzw. serpentinenartig ausgebildeten Kanal innerhalb des Flachrohres geleitet, wobei das Kühlfluid beim Durchfluss eine Wärmemenge aufnimmt und abtransportiert. Hierzu ist das Flachrohr nahe oder in Kontakt mit dem erwärmten Element angebracht.
Die mäanderförmige Kanalstruktur innerhalb des Flachrohres wird im Innenraum des Flachrohres durch eine Rohrwand und durch eine Vielzahl von Stegen gebildet, welche gegenüberliegende Flachbereiche der Rohrwand miteinander verbinden. Die Stege bzw. Rippen erstrecken sich entlang einer Längsachse, beziehungsweise Länge des Flachrohrs, und definieren einzelne Kanalabschnitte bzw. Fluidräume. Aufgrund des hohen Drucks des Kühlfluids ist eine Vielzahl von Stegen nötig, auf welche sich der Innendruck innerhalb der Fluidräume verteilen kann. Dadurch wird auch eine Struktur des Flachrohrs gewährleistet, die eine hohe Stabilität, Festigkeit und Steifigkeit aufweist.
In der Regel ist ein Flachrohr zwar druckfest gegenüber einem hohen Innendruck des Fluids, weist aber oft eine hohe Eigensteifigkeit auf und ist daher nur schwer verformbar. Wenn das Flachrohr nahe dem erwärmten Bauteil, z. Bsp. einer Batterie, angeordnet ist, kann bei einem Crashtests, wie beispielsweise einem Pollerfall-Test, oder bei einem Unfall die Gefahr bestehen, dass sich das Flachrohr wenig oder gar nicht plastisch verformt. Dadurch werden externer Kräfte über das steife Flachrohr ganz oder teilweise in die Batterie oder das erwärmte Element eingeleitet. Die Batterie eines Fahrzeugs ist ein sehr kritisches Bauteil, dessen Anordnung und Integrität auch bei einem Unfall gewahrt werden soll. So soll auch bei einem Unfall ein durch Verformung der Batterie verursachter Ausfall, eine Beschädigung oder ein Kurzschluss vermieden werden.
Zur Vermeidung eines Hineindrückens eines Flachrohres in eine Batterie während eines Unfalls ist oft in vielen Fahrzeugen eine massive Bodenplatte und ein Luftraum oberhalb der massiven Bodenplatte vorgesehen, wobei das Flachrohr und die Batterie durch den Luftraum von der Bodenplatte beabstandet angeordnet sind. Die massive Bodenplatte verformt sich im Falle eines Unfalls in den Luftraum hinein, und verhindert oder mindert die Wirkung externer Kräfte auf andere Fahrzeugelemente. Diese Anordnung erfordert jedoch zusätzlich Platz und Gewicht, da eine entsprechend schwere Bodenplatte und ein leerer Luftraum vorgesehen werden müssen.
Es gibt Flachrohre, welche zusätzliche Schutzelemente nutzen, um das Flachrohr beziehungsweise den Wärmetauscher zu schützen, wie beispielsweise in DE 10 2007 007 607 A1 beschrieben.
Ferner gibt es Kühlvorrichtungen, welche mehrere Kühlschläuche umfassen, wobei sich die Kühlschläuche unter Krafteinwirkung deformieren, wie in DE 103 37 869 A1 beschrieben.
Gängige Vorrichtungen sind mit Kälte- bzw. Kühlmittel gefüllt, welche einen erhöhten Innendruck in den jeweiligen Fluidräumen aufweisen, der einer Verformung des Rohres entgegenwirkt und den Widerstand der Vorrichtung, beziehungsweise des Flachrohres, erhöht.
Gängige Vorrichtungen sind zwar widerstandsfähig gegenüber hohen Innendrücken des Fluids, allerdings weisen sie oftmals keine große Verformbarkeit auf. Die Anordnung eines Flachrohres in geringer Beabstandung zu einem erwärmten Element innerhalb des Fahrzeuges ist bei einem Unfall eine Gefahr, da sich das Flachrohr in dieses Element hinein drückt und/oder damit kollidiert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Flachrohr sowie eine Flachrohr-Batterieanordnung für ein Fahrzeug zu schaffen, welche es erlauben ein erwärmtes Element bei einem Unfall zu schützen.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Flachrohr, die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung und das erfindungsgemäße Fahrzeug, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen definiert sind, gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass eine Verringerung der Steifigkeit des Flachrohres durch eine Verringerung des Innendrucks des Fluides in dem Fluidraum erreicht werden kann. Durch eine weitere Verringerung der Steifigkeit und/oder der Festigkeit kann ein Flachrohr im Falle einer Krafteinwirkung, wie es beispielsweise während eines Unfalls der Fall ist, verformt werden und eine mechanische Energie absorbieren. Dies kann dazu führen, dass ein Hineindrücken des Flachrohres in benachbart angeordnete Fahrzeugelemente verhindert wird. Ein solches Flachrohr erlaubt ferner den Verzicht und/oder eine Reduktion gängiger, schwerer Schutzvorrichtungen.
Das erfindungsgemäßes Flachrohr zur Durchleitung eines Kühlfluids umfasst eine Rohrwand, welche einen Innenraum des Flachrohres begrenzt, wobei die Rohrwand einen ersten Flachabschnitt und einen zweiten Flachabschnitt aufweist, wobei der erste Flachabschnitt gegenüber dem zweiten Flachabschnitt angeordnet ist. Das Flachrohr umfasst ferner einen Steg, welcher den ersten Flachabschnitt mit dem zweiten Flachabschnitt verbindet, wobei sich der Steg entlang einer Rohrachse erstreckt und zumindest einen angrenzenden Fluidraum definiert. Die Rohrwand weist einen ersten Krafteinwirkabschnitt auf, welcher an dem ersten Flachabschnitt angeordnet ist und an den Fluidraum angrenzt. Der erste Krafteinwirkabschnitt weist eine niedrigere Festigkeit und/oder niedrigere Steifigkeit auf als die Rohrwand, so dass sich bei einem Einwirken einer Kraftkomponente in einer Richtung senkrecht zu dem Krafteinwirkabschnitt der Krafteinwirkabschnitt verformt.
Mit anderen Worten ist das Flachrohr als eine kraftabsorbierende Mechanik ausgebildet, so dass das Flachrohr als ein verformbares Unfallschutzelement und/oder Kraftabsorptionselement genutzt werden kann. Hierzu ist das Flachrohr insbesondere dazu ausgelegt, sich im Falle einer Krafteinwirkung, zum Beispiel bei einem Unfall, zu verformen. Durch die Ausbildung eines Krafteinwirkabschnitts an der Rohrwand bzw. dem ersten Flachabschnitt, wird im Falle eines Unfalls bzw. einer Einwirkung einer Kraftkomponente auf das Flachrohr eine Deformation des Flachrohrs begünstigt. Eine Deformation beschreibt eine Verformung und/oder ein Brechen und/oder ein Aufbrechen und/oder ein Bersten des Flachrohres und/oder einer Komponente des Flachrohres. Insbesondere kann der Krafteinwirkabschnitt senkrecht zu einer auftretenden Kraft und/oder Kraftkomponente angeordnet sein. Hierdurch kann beim Einwirken einer ausreichend großen Kraft der Krafteinwirkabschnitt derart verformt werden, dass das Flachrohr bricht und/oder das Kühlfluid austritt. Durch den Austritt des Kühlfluids kommt es zu einer Herabsenkung des Innendrucks der Fluidräume. Hierdurch sinkt der Widerstand, welcher durch das Flachrohr gegen eine mechanische Verformung geleistet werden kann. Insbesondere kann hierdurch die Steifigkeit des Flachrohres herabgesetzt bzw. reduziert werden. Hierdurch kann wiederum eine weitere Verformung des Flachrohrs zur Absorption weiterer einwirkender Kräfte begünstigt werden. Aus diesem Grund kann das Flachrohr als ein verformbares Unfallschutzelement und/oder Kraftabsorptionselement genutzt werden.
Es versteht sich, dass ein Kühlmittel eines oder eine Mischung von einem Kühlfluid, ein Kühlgas, eine Flüssigkeit, ein Gel, eine Lösung, ein Kolloid, eine Suspension oder ein für einen Wärmetransport geeignetes Mittel umfassen kann.
Der Flachabschnitt ist der Abschnitt einer Rohrwand des Flachrohres, welcher im Wesentlichen keine Rundungen aufweist. Der Flachabschnitt kann aus dem gleichen oder einem anderen Material geformt sein als die anderen Abschnitte der Rohrwand, sodass der Flachabschnitt andere Werkstoffeigenschaften aufweisen kann als die anderen Abschnitte der Rohrwand.
Der Steg ist auf dem ersten Flachabschnitt angeordnet. Mit Steg ist eine Rippe und/oder ein Verbindungsstück und/oder eine Wandung und/oder eine Wand gemeint. Der Steg verbindet einen ersten Flachabschnitt mit einem zweiten Flachabschnitt. Der Steg kann sich dabei senkrecht von dem Flachabschnitt erstrecken. Alternativ kann der Steg auch in einem nichtrechtwinkligen Winkel zu dem Flachabschnitt angeordnet sein. Der Steg kann dabei aus demselben und/oder einem anderen Material geformt sein als die Flachabschnitte. Mit anderen Worten kann der Steg andere Werkstoffeigenschaften aufweisen als die ihn umgebende Rohrwand, die Flachabschnitte und/oder die Krafteinwirkabschnitte. Insbesondere kann das Flachrohr eine Vielzahl von Stegen aufweisen, welche parallel zueinander angeordnet sind. Die Stege der Vielzahl von Stegen können eine identische Form aufweisen. Alternativ können einzelne Stege der Vielzahl von Stegen eine zueinander abweichende Form aufweisen. Der Steg und die Flachabschnitte können aus einem Guss hervorgehen. Alternativ kann der Steg auch an die Flachabschnitte material- und/oder kraft- und/oder formschlüssig angebracht werden. Der Steg erstreckt sich entlang der Rohrachse des Flachrohres. Die Rohrachse beziehungsweise Längsachse ist eine Achse, welche sich entlang einer Länge des Flachrohres erstreckt.
Ein Fluidraum beziehungsweise eine Fluidkammer ist ein Abschnitt des serpentinenartigen Fluidkanals, der sich durch den Innenraum des Flachrohrs erstreckt. Das Flachrohr kann ein oder mehrere Fluidkanäle aufweisen. Insbesondere kann beim Vorliegen mehrerer Fluidkanäle das Flachrohr in einem Gleich- oder Gegenstromprinzip betrieben werden. Vorzugsweise können mehrere Fluidräume Abschnitte eines Fluidkanals formen. Mit anderen Worten setzt sich der Fluidkanal aus einer Vielzahl von Fluidräumen zusammen. Der Fluidraum kann insbesondere durch Flachrohrabschnitte und/oder Stege und/oder Wandabschnitte der Rohrwand definiert oder begrenzt sein.
Ein Krafteinwirkabschnitt ist eine Stelle oder ein Bereich des Flachrohres, welcher für die Aufnahme einer Kraft oder einer Kraftkomponente, insbesondere einer durch einen Aufprall oder Unfall verursachten Kraftkomponente, vorgesehen ist. Unter dem Begriff „Krafteinwirkung“ kann eine externe Kraft und/oder eine Kraftkomponente und/oder eine Vielzahl von Kräften und/oder eine Vielzahl von Kraftkomponenten verstanden werden, welche ihrer Höhe nach eine Verformung des Flachrohres hervorrufen. Unter dem Begriff „Verformung“ werden plastische als auch elastische Verformungen verstanden. Der Begriff „Steifigkeit“ beschreibt hier den Widerstand eines Körpers gegen eine Verformung durch eine Kraft oder ein Moment. Die Steifigkeit eines Körpers hängt von seiner Geometrie sowie den elastischen Eigenschaften seines Werkstoffs ab. Der Begriff „Festigkeit“ beschreibt hier eine Größe, welche eine ertragbare Höhe einer Beanspruchung eines Werkstoffs bzw. des aus dem Werkstoff geformten Körpers beschreibt. Die Festigkeit hängt neben dem zeitlichen Verlauf der Beanspruchung sowie der Art der Beanspruchung von den Eigenschaften des Werkstoffes ab, aus welchen ein Körper geformt ist.
Im Hinblick hierauf sind die Krafteinwirkabschnitte derart ausgelegt, dass sie sich bei einem Einwirken einer Kraftkomponente mit einem vordefinierten Mindestkraftwert verformen und dadurch eine mechanische Energie absorbieren. Insbesondere kann der Krafteinwirkabschnitt einen angrenzenden Fluidraum definieren. Mit anderen Worten kann ein Krafteinwirkabschnitt benachbart zu einem Fluidraum angeordnet sein und/oder an einen Fluidraum angrenzen. Dabei weist ein Krafteinwirkabschnitt eine niedrigere Festigkeit und/oder eine niedrigere Steifigkeit auf als die Rohrwand. Mit anderen Worten kann ein Krafteinwirkabschnitt beispielsweise aus einem anderen Material geformt sein und/oder eine andere Materialbehandlung erfahren haben als die Rohrwand und/oder der erste Flachabschnitt und/oder der zweite Flachabschnitt. Der Krafteinwirkabschnitt kann insbesondere aus einem anderen Material geformt sein als der Steg. Insbesondere kann der Krafteinwirkabschnitt eine niedrigere Festigkeit und/oder eine niedrigere Steifigkeit aufweisen als die Rohrwand. Mit anderen Worten kann der Krafteinwirkabschnitte aus einem Material niedriger Festigkeit geformt sein und/oder eine Geometrie niedriger Steifigkeit aufweisen. Hierdurch lässt sich das Flachrohr so gestalten, dass es eine Seite aufweist, welche bei mechanischer Beanspruchung bricht und/oder sich deformiert und/oder undicht wird. Vorzugsweise weist das Flachrohr eine Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Krafteinwirkabschnitten auf.
Durch die Anordnung von mindestens einem Krafteinwirkabschnitt kann bei einem Unfall das Flachrohr bersten und ein Fluid aus einem Fluidraum austreten, was den Innendruck des Flachrohres reduziert. Durch die Reduktion des Innendrucks ändert sich auch das Kraft-Flächenverhältnis innerhalb des Flachrohres. Das Flachrohr kann hierdurch weniger Widerstand gegen eine weiter einwirkende Kraft leisten, was eine weitere mechanische Verformung erlaubt. Hierbei absorbiert das Flachrohr Energie, was ein Eindrücken des Flachrohres in benachbart angeordnete Fahrzeugelemente, wie beispielsweise eine Batterie, verhindert.
Die Erfindung umfasst auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Flachrohrs, durch die sich zusätzliche Effekte ergeben.
Eine erste Ausführungsform sieht vor, dass der Steg einen weiteren Krafteinwirkabschnitt aufweist, welcher eine niedrigere Festigkeit und/oder niedrigere Steifigkeit aufweist als der erste Krafteinwirkabschnitt. Bevorzugt kann ein Steg und/oder eine Vielzahl von Stegen jeweils einen Krafteinwirkabschnitt aufweisen. Hierbei kann sich der Krafteinwirkabschnitt über einen Abschnitt oder die gesamte Länge des Steges erstrecken. Der weitere Krafteinwirkabschnitt ermöglicht es die Stege derart zu gestalten, dass bei einem Einwirken einer externen Kraft auch eine Deformation und/oder ein Brechen der Stege möglich ist. Dadurch kann zusätzlich mechanische Energie absorbiert werden.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der Steg ferner einen Zwischenraum definiert, welcher neben dem Fluidraum beabstandet angeordnet ist, wobei der Fluidraum ausgelegt ist, von einem ersten Fluid durchströmt zu werden und einen ersten Innendruck aufweist. Der Zwischenraum ist für ein zweites Fluid ausgelegt, das einen zweiten Innendruck aufweist. Der erste Innendruck ist höher als der zweite Innendruck. Bevorzugt wird der Zwischenraum von einem Gas ausgefüllt. Besonders bevorzugt wird der Zwischenraum von Luft ausgefüllt. Alternativ kann der Zwischenraum auch ein anderes Medium und/oder Fluid beinhalten. Der Zwischenraum dient im Falle eines Unfalls der Ableitung bzw. dem Auffangen von Fluid, das aufgrund einer Deformation des Flachrohres aus einem Fluidraum in den Zwischenraum austritt. Daneben weist der Zwischenraum einen im Vergleich zu dem Fluidraum verringerten Innendruck auf. Dadurch wird der Steg, welcher zwischen dem Fluidraum und dem Zwischenraum angeordnet ist, auf einer Seite von dem Innendruck des Fluidraums und auf einer gegenüberliegenden Seite von dem niedrigeren Innendruck des Zwischenraums beansprucht. Im Falle eines Unfalls kann daher ein Brechen des Stegs in eine zum Zwischenraum gerichtete Richtung begünstigt werden. Weiter bevorzugt kann der Zwischenraum zwischen dem Fluidraum und einem weiteren Fluidraum angeordnet sein. Mit anderen Worten kann der Zwischenraum bevorzugt zwischen einem ersten Fluidraum und einem zweiten Fluidraum angeordnet sein.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Rohrwand entlang des ersten Flachabschnitts eine erste Wanddicke aufweist, und dass die Rohrwand entlang des zweiten Flachabschnitts eine zweite Wanddicke aufweist, wobei die zweite Wanddicke größer ist als die erste Wanddicke. Bevorzugt kann eine Seite des Flachrohres eine Rohrwand mit unterschiedlichen Wanddicken aufweisen. Durch die Anordnung zweier Flachrohrabschnitte unterschiedlicher Wanddicken kann die Steifigkeit und/oder Festigkeit des Flachrohres an der Seite mit der dünneren Wanddicke reduziert werden, sodass an einer vorbestimmten Seite eine Deformation und/oder ein Brechen des Flachrohres bei einem Unfall begünstigt wird. Die beschriebene Anordnung erlaubt insbesondere auch eine Material- und Gewichtsreduzierung des Flachrohres.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das Flachrohr zumindest zwei Stege umfasst, welche eine unterschiedliche Stegwanddicke aufweisen. Mit anderen Worten kann das Flachrohr einen ersten Steg mit einer ersten Stegwanddicke aufweisen und einen zweiten Steg mit einer zweiten Stegwanddicke aufweisen, wobei die erste Stegwanddicke größer als die zweite Stegwanddicke ist. Durch die Anordnung zweier Stege unterschiedlicher Wanddicken kann die Steifigkeit und/oder Festigkeit des Flachrohres weiter reduziert werden, so dass bei einem Einwirken einer externen Kraft eine Deformation und oder ein Brechen der Stege begünstigt wird. Weiter bevorzugt kann auch der zweite Steg einen Zwischenraum definieren, welcher neben einem Fluidraum beabstandet angeordnet ist.
Bevorzugt hierzu weist der Steg mit der geringeren Stegwanddicke einen weiteren Krafteinwirkabschnitt auf, wobei der weitere Krafteinwirkabschnitt des Stegs mit der geringeren Stegwanddicke eine niedrigere Festigkeit und/oder niedrigere Steifigkeit aufweist als der weitere Krafteinwirkabschnitt des Stegs mit der höheren Stegwanddicke. Mit anderen Worten kann auch ein Steg mit einer geringeren Stegwanddicke einen Krafteinwirkabschnitt aufweisen, wobei sich der Krafteinwirkabschnitt ganz oder abschnittsweise entlang des zweiten Stegs erstreckt. Diese Anordnung erlaubt es ein Flachrohr zu gestalten in welchem bei Kraftbeanspruchung die dünneren Stege sich eher deformieren als die Stege, welche eine dickere Stegwanddicke aufweisen. Hierdurch kann im Falle eines Unfalls eine mechanische Energie zunächst von den dünnen Stegen, welche eine dünnere Stegwanddicke aufweisen, absorbiert werden. Dadurch kann ein Flachrohr so gestaltet werden, dass in unterschiedlichen Wandbereichen ein unterschiedliches Verformungsverhalten aufweist. Beispielsweise kann das Einwirken einer Kraftkomponente auf den Krafteinwirkbereich während eines Betriebszustandes des Flachrohrs zu einer Deformation und/oder zu einem Brechen der an den Fluidraum angrenzenden dünnen Stege erfolgen. Dabei absorbieren die dünnen Stege mechanische Energie aufgrund ihrer Verformung. Gleichzeitig erlaubt es dieser Vorgang, dass andere Stege mit einer dickeren Stegwanddicke nicht mehr oder nur noch geringfügig verformt werden. Hierdurch kann das Flachrohr auch nach einer Krafteinwirkung eine strukturelle Integrität zumindest bereichsweise aufrechterhalten.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Rohrwand eine Auswölbung aufweist, welche sich in eine Richtung senkrecht zu dem ersten Flachabschnitt erstreckt und den Fluidraum definiert, wobei die Auswölbung den ersten Krafteinwirkbereich bildet. Eine Auswölbung kann als eine halbrohrartige Konstruktion ausgelegt sein, die sich von dem ersten Flachabschnitt aus erstreckt. Bevorzugt entspricht hier der erste Krafteinwirkabschnitt ganz oder abschnittsweise der Auswölbung beziehungsweise Ausbuchtung. Mit anderen Worten kann die Auswölbung eine niedrigere Festigkeit und/oder niedrigere Steifigkeit aufweisen als die Rohrwand. Die Auswölbung kann vorzugsweise an einem Flachabschnitt, insbesondere dem ersten Flachabschnitt, angeordnet sein. Die Auswölbung kann weiter vorzugsweise den angrenzenden Fluidraum definieren oder begrenzen. Das Flachrohr kann insbesondere eine Vielzahl von Auswölbungen aufweisen. Die Ausbeulungen können parallel zueinander angeordnet sein. Durch die Anordnung von Auswölbungen kann einerseits das Volumen der Fluidräume vergrößert werden und andererseits eine besonders günstige Verteilung des Innendrucks auf die Rohrwand und/oder auf die Flachabschnitte und/oder auf die Stege erreicht werden. Die Auswölbungen können parallel zueinander beabstandet angeordnet sein, so dass sich ein Freiraum zwischen zwei Aufwölbungen erstreckt. Die Ausbildung eines Freiraums führt dazu, dass sich der hohe Kältemitteldruck in einem, bezogen auf die Grundfläche des Flachrohres, nur geringen Bereich des Flachrohres befindet. Durch die Auswölbungen kann ferner eine Schwachstelle gegenüber einer mechanischen Belastung geschaffen werden, welche ein Versagen des Bauteils beschleunigt.
Bevorzugt hierzu weist die Auswölbung eine Auswölbungsbreite auf, wobei die Auswölbungsbreite in eine Richtung parallel zu einer Richtung, in welcher sich der zweite Flachbereich erstreckt, ausgerichtet ist. Der Fluidraum weist eine Fluidraumbreite auf, wobei die Fluidraumbreite in eine Richtung parallel zu der Richtung, in welcher sich der zweite Flachbereich erstreckt, ausgerichtet ist. Die Auswölbungsbreite ist kleiner oder gleich groß wie die Fluidraumbreite. Die Breite der Auswölbung erstreckt sich zwischen den beiden am weitesten entfernten gegenüberliegenden Punkten, die sich auf einer umlaufenden Außenseite der Auswölbung befinden. Insbesondere kann es durch die Anordnung einer solchen Auswölbung bei einem Einwirken einer externen Kraft auf den Krafteinwirkbereich zu einer Deformation und/oder einer Brechung und/oder einer Verschiebung der Auswölbung in Richtung des Fluidraumes kommen.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Rohrwand ein Sollbruchelement umfasst, das an dem ersten Flachabschnitt angeordnet ist und den Fluidraum definiert, wobei das Sollbruchelement den Krafteinwirkbereich bildet. Mit anderen Worten weist das Sollbruchelement eine niedrigere Festigkeit und/oder niedrigere Steifigkeit auf als die Rohrwand. Das Sollbruchelement ist ein Konstruktionselement, welches beim Einwirken einer Kraft und/oder bei Belastung vorhersehbar deformiert wird und/oder bricht. Das Flachrohr kann insbesondere eine Vielzahl von Sollbruchelemente umfassen, welche am ersten Flachabschnitt angeordnet sind. Durch die Anordnung von Sollbruchelementen wird bei einem Einwirken einer externen Kraft ein Bersten und/oder Brechen und/oder eine Deformation des Flachrohres erleichtert. Hierdurch kann das Kühlfluid durch die Stellen, an jenen das Sollbruchelement angeordnet ist, austreten. Das Austreten des Kühlfluids vermindert den Innendruck innerhalb der Fluidräume und begünstigt eine weitere Reduzierung der Steifigkeit des Flachrohres im Falle einer weiteren, externen Krafteinwirkung.
Weiter bevorzugt umfasst das Flachrohr ein Intrusionselement, wobei das Intrusionselement an dem Sollbruchelement angeordnet ist, und wobei das Intrusionselement dazu ausgelegt ist, bei einer Krafteinwirkung das Sollbruchelement zu verformen. Ein Intrusionselement ist ein Konstruktionselement, welches benachbart zu dem Sollbruchelement angeordnet ist. Das Intrusionselement ist dazu ausgelegt, bei einem Einwirken einer externen Kraft eine Verformungskraft auf das Sollbruchelement auszuüben. Mit anderen Worten ist das Intrusionselement dazu geeignet, eine auf sich einwirkende Kraft bzw. eine Kraftkomponente und/oder einen Kraftimpuls an das benachbart angeordnete Sollbruchelement zu leiten. Vorzugsweise weist das Sollbruchelement eine niedrigere Festigkeit und/oder eine niedrigere Steifigkeit auf als das Intrusionselement. Die Anordnung des Intrusionselementes erleichtert das Deformieren und/oder das Brechen und/oder das Verformen des Sollbruchelements. Das Flachrohr kann insbesondere eine Vielzahl von Intrusionselementen aufweisen.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das Flachrohr ferner ein erstes Abstützelement umfasst, das auf dem zweiten Flachabschnitt angeordnet ist, wobei das erste Abstützelement eine höhere Festigkeit und/oder höhere Steifigkeit aufweist als die Rohrwand. Ein Abstützelement ist ein Konstruktionselement wie beispielsweise eine plattenartige Vorrichtung und/oder eine Abdeckung und/oder eine Stützvorrichtung und/oder ein Chassis. Insbesondere weist das Abstützelement eine höhere Festigkeit und/oder eine höhere Steifigkeit auf als die Rohrwand. Bevorzugt ist das Abstützelement dazu ausgelegt, eine Seite des Flachrohrs abzustützen und/oder zu stabilisieren. Das Abstützelement hat auch die Funktion zu dem Flachrohr benachbarte Fahrzeugelementen im Falle eines Unfalls vor einer Kollision mit der sich deformierenden Rohrwand des Flachrohrs zu schützen.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das Flachrohr ein zweites Abstützelement umfasst, wobei das zweite Abstützelement zwischen dem zweiten Flachabschnitt und dem Fluidraum angeordnet ist und den Fluidraum definiert, wobei das zweite Abstützelement eine höhere Festigkeit und/oder höhere Steifigkeit aufweist als die Rohrwand. Bevorzugt ist auch das zweite Abstützelement dazu ausgelegt, eine Seite des Flachrohres abzustützen. Das zweite Abstützelement kann eine zu dem Fluidraum begrenzende Wandung bilden. Bevorzugt ist auch das zweite Abstützelement dazu ausgelegt, eine Seite des Flachrohrs abzustützen und/oder zu stabilisieren. Aufgrund seiner im Vergleich zur Rohrwand erhöhten Festigkeit und/oder Steifigkeit ist das zweite Abstützelement dazu ausgelegt, sich bei einer Krafteinwirkung wenig oder gar nicht zu verformen, sodass zunächst die anderen Elemente, welche den Fluidraum des Flachrohres definieren, verformt und/oder deformiert werden.
Insbesondere kann das zweite Abstützelement eine höhere Festigkeit und/oder eine höhere Steifigkeit aufweisen als das erste Abstützelement. Diese Konfiguration erlaubt es ein Flachrohr zu gestalten, welches bei einem Einwirken einer Kraft zunächst eine Verformung des ersten Abstützelements begünstigt. Alternativ kann das zweite Abstützelement eine niedrigere Festigkeit und/oder eine niedrigere Steifigkeit aufweisen als das erste Abstützelement. Diese Konfiguration erlaubt es ein Flachrohr zu gestalten, welches bei einem Einwirken einer Kraft zunächst eine Verformung des zweiten Abstützelements begünstigt.
Die Erfindung umfasst ferner eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen einer Batterie, wobei die Befestigungsvorrichtung zumindest ein erfindungsgemäßes Flachrohr und zumindest eine Plattform, an welcher das Flachrohr angeordnet ist, umfasst. Die zumindest eine Plattform weist eine höhere Festigkeit und/oder höhere Steifigkeit auf als die Rohrwand des Flachrohres, so dass sich bei einem Einwirken einer Kraftkomponente in einer Richtung senkrecht zu dem Flachrohr das Flachrohr verformt. Mit anderen Worten wird im Falle eines Unfalls insbesondere das Flachrohr verformt, wobei das Flachrohr Energie absorbiert. Hierdurch wird eine Krafteinwirkung auf die Plattform vermindert oder vollständig gehemmt.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der Befestigungsvorrichtung, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Flachrohres beschrieben worden sind.
Die Erfindung umfasst ferner ein Fahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Flachrohr und/oder mit der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung. Durch diese Anordnung lässt sich beispielsweise ein Fahrzeug realisieren, welches eine vergleichsweise leichtere Bodenplatte bzw. einen leichteren Unterfahrschutz aufweist und/oder welches einen über dem Unterfahrschutz verringerten Luftraum aufweist. Mit anderen Worten weist ein erfindungsgemäßes Fahrzeug beispielsweise ein verringertes Gewicht und/oder eine kompaktere bzw. platzsparendere Anordnung einer Befestigungsvorrichtung auf.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des Fahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Flachrohrs und/oder der Befestigungsvorrichtung beschrieben worden sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun im Folgenden beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Hierzu zeigen:

1A eine schematische Darstellung einer Anordnung einer lediglich teilweise dargestellten Befestigungsvorrichtung nach Stand der Technik und ein Flachrohr nach Stand der Technik innerhalb eines lediglich teilweise dargestellten Fahrzeugs nach Stand der Technik;
1B eine schematische Darstellung wie in 1A, nach einem Unfall oder einem Pollerfall-Test;
1C eine schematische Querschnittsansicht des in 1A und 1B dargestellten Flachrohres nach Stand der Technik;
2 eine schematische Darstellung einer Anordnung einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung und eines erfindungsgemäßen Flachrohrs angeordnet in einem lediglich teilweise dargestellten, erfindungsgemäßen Fahrzeug;
3 eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Flachrohres mit einer Vielzahl von Zwischenräumen;
4A eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines Flachrohres mit Flachabschnitten unterschiedlicher Wanddicke;
4B eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines Flachrohres mit Flachabschnitten unterschiedlicher Wanddicke und Stegen unterschiedlicher Wanddicke;
4C eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines Flachrohres mit Flachabschnitten unterschiedlicher Wanddicke, Stege unterschiedlicher Wanddicke und einem Zwischenraum;
5 eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines Flachrohres mit einer Vielzahl von Sollbruchelementen und einer Vielzahl von Intrusionselementen;
6 eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines Flachrohres mit einer Vielzahl von Auswölbungen; und
7 eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines Flachrohres mit einer Vielzahl von Auswölbungen, einer ersten Abstützvorrichtung und einer Vielzahl zweiter Abstützvorrichtungen.

In 1A ist schematisch eine Befestigungsvorrichtung 1 gemäß Stand der Technik umfassend eine Plattform 2 zum Befestigen einer Batterie 3 und ein Flachrohr 5 gezeigt. An der Plattform 2 sind die Batterie 3 als auch das Flachrohr 5 befestigt. Eine Fahrzeugbodenplatte bzw. ein Unterfahrschutz 4 ist zu der Plattform 2 durch einen Luftraum der Höhe h₁ beabstandet angeordnet. Die Höhe h₁ des Luftraums ist im Wesentlichen abhängig von der Stabilität der Bodenplatte.
In 1B ist schematisch die Befestigungsvorrichtung 1 aus 1A in einer Unfallsituation bzw. bei einem Pollerfall-Test bzw. Crashtest gezeigt. Bei einem Pollerfall-Test wird das Fahrzeug mit einem Poller 6 zur Kollision gebracht, um eine realistische Unfallsituation zu erzeugen. In der in 1B dargestellten Situation verformt der Poller 6 den Unterfahrschutz 4 in z-Richtung, wobei der Unterfahrschutz 4 in den Luftraum der Höhe h₁ hinein verformt wird. Der Unterfahrschutz 4 und der mit ihr angrenzende Luftraum sind ausgelegt, eine Deformation durch einen vorbestimmten maximalen Kraftwert, beziehungsweise einer Krafteinwirkung, zu gewährleisten. In Abhängigkeit des vorbestimmten maximalen Kraftwertes wird ein Unterfahrschutz 4 dimensioniert. Gemäß Stand der Technik muss auch die Höhe h₁ des Luftraumes ausreichend groß dimensioniert sein, um ein Eindrücken des sich deformierenden Unterfahrschutzes 4 bei einem Unfall in das Flachrohr 5 zu vermeiden. Beim Einwirken einer Kraft, welche größer ist als der vorbestimmte maximale Kraftwert besteht bei einem Unfall die Gefahr, dass sich der Unterfahrschutz 4 in das Flachrohr 5 eindrückt (nicht gezeigt). Dieses Eindrücken führt wiederum zu einem Eindrücken des Flachrohres 5 in die Plattform 2 und/oder die Batterie 3, was kritische Beschädigungen an der Batterie 3 verursacht, die zu einem Batterieausfall und/oder zu einem Kurzschluss führen können.
In 1C ist schematisch ein Querschnitt längs einer Breite des Flachrohrs 5 gemäß Stand der Technik gezeigt, wie es auch in der Befestigungsvorrichtung 1 in 1A und 1B gezeigt ist. Das Flachrohr 5 dient zur Durchleitung eines Kühlfluids (nicht gezeigt) und umfasst eine Rohrwand 56 die den Innenraum des Flachrohres 5 begrenzt. Die Rohrwand 56 weist einen ersten Flachbereich 56a und einen zweiten Flachbereich 56b auf. Die beiden Flachbereiche sind zueinander gegenüberliegend angeordnet. Das Flachrohr 5 umfasst ferner mehrere Stege 57, welche den ersten Flachbereich 56a und den zweiten Flachbereich 56b verbinden. Die Stege sind senkrecht (in z-Richtung) auf den Flachbereichen angeordnet und erstrecken sich längs des Flachohres. Dabei definieren sie Wandlungen nebeneinander angeordneter Fluidräume 58. Die Fluidräume 58 sind parallel zueinander angeordnete Kanalabschnitte eines serpentinenartigen Kanals des Flachrohres. Ein Flachrohr kann einen oder auch mehrere parallel zueinander verlaufende Kanäle beinhalten, wobei das Flachrohr im Gleichstrom- oder Gegenstromprinzip von dem Fluid durchströmt werden kann. Die Enden eines Fluidraumes 58 sind entweder mit einem parallel angeordneten Fluidraum und/oder einem Flachrohreinlass und/oder einem Flachrohrauslass verbunden (nicht gezeigt). Im Falle eines Unfalls bzw. eines Crashtests trifft eine Kraft bzw. eine Kraftkomponente in z-Richtung senkrecht auf den ersten Flachbereich 56a. Durch die senkrechte Anordnung der Stege 57 überträgt sich eine Kraft und/oder eine senkrechte Kraftkomponente durch das Flachrohr 5 vom ersten Flachbereich 56a zum zweiten Flachbereich 56b hindurch. Dies führt regelmäßig zu Schäden an der benachbart angeordneten Plattform 2 und/oder der Batterie 3. Die senkrechte Anordnung der Stege 57 auf dem ersten Flachbereich 56a und dem zweiten Flachbereich 56b erschwert oder verhindert im Falle einer Krafteinwirkung eine Deformation und/oder Faltung des Flachrohres in eine von der z-Richtung unterschiedliche Richtung.
Bei den folgenden Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In 2 ist schematisch eine Befestigungsvorrichtung 10 umfassend die Plattform 2 zum Befestigen der Batterie 3 und ein Flachrohr 100 in einer Unfallsituation oder während eines Pollerfall-Tests gezeigt. An der Plattform 2 sind die Batterie 3 als auch das Flachrohr 100 befestigt. Der Unterfahrschutz 4 ist zu der Plattform 2 durch einen Luftraum der Höhe h₂ beabstandet angeordnet, wobei die Höhe h₂ geringer ist als die Höhe h₁ des in den 1A und 1B gezeigten Luftraums Wie in 2 gezeigt führt die Kollision des Fahrzeugs mit dem Poller 6 zu einer Deformation des Unterfahrschutz 4. Darüber hinaus wird auch das Flachrohr 100 bei der Kollision verformt und/oder gefaltet. Dabei erlaubt das Flachrohr eine Befestigungsvorrichtung 10 derart auszugestalten, dass sie eine verminderte Höhe h₂ des Luftraums aufweist. Dies erlaubt eine kompakte Bauweise eines Fahrzeuges und erlaubt gleichzeitig das Flachrohr 100 als eine kraftabsorbierende Mechanik zu nutzen, welche sich bei einem Unfall verformt und/oder faltet.
Das Flachrohr 100 weist eine im Vergleich zur Plattform 2 niedrigere Steifigkeit und/oder niedrigere Festigkeit auf. Durch seine niedrigere Steifigkeit und/oder Festigkeit lässt sich das Flachrohr 100 beim Einwirken einer Kraft bzw. Kraftkomponente in einer Richtung senkrecht zu dem ersten Flachbereich leichter verformen als die Plattform 2. Das Flachrohr 100 kann auch eine im Vergleich zur Batterie 3 niedrigere Steifigkeit und/oder niedrigere Festigkeit aufweisen.
3 stellt eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Flachrohres 100 mit einer Vielzahl von Zwischenräumen 110 und Fluidräumen 58 dar. Das Flachrohr 100 umfasst eine Rohrwand 106, welche den Innenraum des Flachrohres begrenzt. Die Rohrwand 106 weist zumindest einen ersten Flachbereich 106a als auch einen gegenüberliegenden zweiten Fachbereich 106b auf. Beide Flachbereiche weisen eine identische Wanddicke d₂ auf. Mehrere Stege 107 der Wanddicke d₃ erstrecken sich senkrecht (in z-Richtung) von dem ersten Flachbereich 106a zu dem zweiten Flachbereich 106b. Ein Steg 107 definiert zumindest einen Fluidraum 58. Der Steg kann sich entlang einer Rohrachse des Flachrohres erstrecken (nicht gezeigt). Ferner kann ein Steg 107 auch einen Zwischenraum 110 definieren. Das Flachrohr kann eine Vielzahl an Fluidräumen 58 und/oder Zwischenräumen 110 umfassen. Die Fluidräume sind parallel zueinander beabstandet angeordnet. Ein Zwischenraum kann zwischen einer Vielzahl von Fluidräumen und/oder neben zumindest einem Fluidraum beabstandet angeordnet sein. Ein Innendruck p₁ innerhalb eines Fluidraumes 58 ist während eines Betriebszustandes des Flachrohres 100 höher als ein Innendruck p₂ eines Zwischenraumes 110. Der Zwischenraum 110 ist für ein zweites Fluid ausgelegt, das einen zweiten Innendruck p₂ aufweist. Optional kann der Zwischenraum 110 des Flachrohres 100 eine Öffnung (nicht gezeigt) aufweisen, die eine Zirkulation des Gases und/oder des Gasgemisches und/oder des Fluids erlaubt. Alternativ kann der Zwischenraum 110 als eine geschlossene Kammer ausgebildet sein. Am ersten Flachabschnitt 106a sind mehrere Krafteinwirkabschnitte 109 angeordnet. Der Krafteinwirkabschnitt 109 beziehungsweise der erste Krafteinwirkabschnitt 109 weist eine niedrigere Festigkeit und/oder eine niedrigere Steifigkeit auf als die Rohrwand 106.
Wie in 3 dargestellt weist das Flachrohr drei erste Krafteinwirkabschnitte 109 auf, die jeweils an drei Fluidräume 58 angrenzen. Zwei weitere erste Krafteinwirkabschnitte 109 grenzen jeweils an zwei Zwischenräume 110 an. Im Falle eines Unfalls bzw. dem Einwirken einer Kraftkomponente in einer Richtung senkrecht zu einem Krafteinwirkabschnitt 109 wird der Krafteinwirkabschnitt verformt und/oder deformiert und/oder zerstört, sodass der angrenzende Fluidraum 58 oder Zwischenraum 110 durch eine sich bildende Öffnung (nicht gezeigt) geöffnet wird. Dies ermöglicht beispielsweise einen Austritt des Fluids aus dem Fluidraum 58 oder aus dem Zwischenraum, in welchen das Fluid während eines Unfalls auch gelangen kann. Hierdurch kommt es zu einer Senkung des Innendrucks p₁. Daneben wird durch den Vorgang auch mechanische Energie absorbiert.
Es sind ferner Stege 107 gezeigt, welche einen weiteren Krafteinwirkabschnitt 112 aufweisen. Der weitere Krafteinwirkabschnitt weist eine niedrigere Festigkeit und/oder eine niedrigere Steifigkeit auf als der erste Krafteinwirkabschnitt 109. Der weitere Krafteinwirkabschnitt 112 erstreckt sich ganz oder abschnittsweise entlang des Stegs 107. Im Falle eines Unfalls bzw. dem Einwirken einer Kraftkomponente in einer Richtung senkrecht zu dem ersten Krafteinwirkabschnitt 109 (z-Richtung) kann es zeitweise zu einer Erhöhung des Innendrucks p₁ kommen, sodass auf den Steg 107 eine erhöhte Kraft ausgeübt wird. Der weitere Krafteinwirkabschnitt 112 erlaubt eine Verformung und/oder ein Brechen des Stegs 107, sodass sich eine Öffnung (nicht gezeigt) zwischen dem Fluidraum 58 und dem Zwischenraum 110 bildet. Dies ermöglicht wiederum einen Austritt des Fluids aus dem Fluidraum 58 in den Zwischenraum 110.
4A stellt einen schematische Querschnittsansicht eines weiteren Flachrohres 100 mit Flachabschnitten 106a, 106b mit unterschiedlichen Wanddicken d₁, d₂ dar. Wie gezeigt weist die Rohrwand 106 entlang des ersten Flachabschnitts 106a eine erste Wanddicke d₁ auf. Ferner weist die Rohrwand 106 entlang des zweiten Flachabschnitts 106b eine zweite Wanddicke d₂ auf, wobei die zweite Wanddicke d₂ größer ist als die erste Wanddicke d₁ ist. Durch diese Ausgestaltung der Flachabschnitte kann die Festigkeit und/oder Steifigkeit der Rohrwand im Vergleich zu einer gängigen Rohrwand weiter herabgesetzt werden. Dies erlaubt im Falle einer Krafteinwirkung auf einen der Krafteinwirkabschnitte 109 eine Deformation und/oder ein Brechen der Rohrwand 106, sodass das Fluid (nicht gezeigt) aus dem Fluidraum 58 austreten kann. Optional können auch Zwischenräume 110, wie in 3 gezeigt, angrenzend zu den Krafteinwirkabschnitten 109 angeordnet sein. Weiter optional kann ein Steg 107 auch einen weiterer Krafteinwirkabschnitt 112 aufweisen, welcher eine zum ersten Kraftabschnitt 109 unterschiedliche Festigkeit und/oder unterschiedliche Steifigkeit aufweist.
4B stellt einen schematische Querschnittsansicht eines weiteren Flachrohres 100 mit Flachabschnitten 106a, 106b mit unterschiedlichen Wanddicken d₁, d₂ dar, wobei das Flachrohr zusätzlich Stege 107, 111 unterschiedlicher Stegwanddicken d₃, d₄ aufweist. Der Steg 111 mit der geringeren Stegwanddicke d₄ weist einen weiteren Krafteinwirkabschnitt 115 auf, welcher sich ganz oder abschnittsweise entlang des Stegs 111 erstreckt. Der weitere Krafteinwirkabschnitt 115 des Stegs 111 mit der geringeren Stegwanddicke d₄ weist eine niedrigere Festigkeit und/oder niedrigere Steifigkeit auf als der weitere Krafteinwirkabschnitts 115 des Stegs 107 mit der höheren Stegwanddicke d₃.
4C stellt einen schematische Querschnittsansicht eines weiteren Flachrohres 100 mit Flachabschnitten 106a, 106b mit unterschiedlichen Wanddicken d₁, d₂ dar, wobei das Flachrohr Stege 107, 111 unterschiedlicher Stegwanddicken d₃, d₄, als auch einen Zwischenraum 110 aufweist. Der Zwischenraum 110, wie er bereits für 3 beschrieben worden ist, kann auch hier wieder ein Fluid und/oder ein Gas und/oder ein Gasgemisch umfassen. Steg 107 weist eine Stegwanddicke d₃ auf. Steg 111 weist eine Stegwanddicke d₄ auf. Die Stegwanddicke d₃ ist größer als die Stegwanddicke d₄. Alternativ kann die Stegwanddicke d₄ des Stegs 111 größer als die Stegwanddicke d₃ des Stegs 107 sein (nicht gezeigt). Die Dimensionierung der Stegwanddicken d₃, d₄ kann beispielsweise in Abhängigkeit von einer ersten Druckdifferenz erfolgen. Die erste Druckdifferenz kann während eines Betriebszustandes des Flachrohrs durch die unterschiedlich hohen Innendrücke p₁ und p₂ hervorgerufen werden. Ergänzend oder alternativ kann die Dimensionierung der Stegwanddicken d₃, d₄ beispielsweise auch in Abhängigkeit von einem Abstand zwischen dem ersten Flachabschnitt 106a und zweiten Flachabschnitt 106b erfolgen. Weiter ergänzend oder alternativ kann die Dimensionierung der Stegwanddicken d₃, d₄ in Abhängigkeit zu einer zweiten Druckdifferenz erfolgen. Die zweite Druckdifferenz kann während eines Betriebszustandes des Flachrohrs durch einen Unterschied zwischen einem Umgebungsdruck und dem ersten Innendruck p₁ und/oder dem zweiten Innendruck p₂ hervorgerufen werden. Der Umgebungsdruck ist der Druck der Umgebung, innerhalb welcher sich das Flachrohr befindet.
5 stellt eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Flachrohres mit einer Vielzahl von Sollbruchelementen 101 und einer Vielzahl von Intrusionselementen 102 dar. 5 zeigt ein Flachrohr mit fünf Sollbruchelementen 101. Die Sollbruchelemente 101 sind an dem ersten Flachabschnitt 106a angeordnet und definieren jeweils den angrenzenden Fluidraum 58. Der Fluidraum 58 weist eine Fluidraumbreite d₅ auf. Die Sollbruchelemente 101 bilden eine Abgrenzung zu den angrenzenden Fluidräumen 58. Die Sollbruchelemente 101 bildet auch die jeweiligen Krafteinwirkbereiche 109. Ein einzelnes Sollbruchelement 101 weist eine Sollbruchelementbreite d₆ auf. Die Sollbruchelementbreite d₆ ist kleiner als die Fluidraumbreite d₅. Das Flachrohr 100 umfasst ferner auch fünf Intrusionselemente 102, wobei ein einzelnes Intrusionselement 102 an einem Sollbruchelement 101 angeordnet ist. Das Intrusionselement 102 ist ausgelegt, bei einer Krafteinwirkung, beispielsweise einer Kraftwirkung in z-Richtung, das Sollbruchelement 101 zu verformen. Hierdurch wird der Austritt von Fluid (nicht gezeigt) aus dem Fluidraum 58 ermöglicht, sodass der Innendruck p₁ der Fluidkammer 58 reduziert wird. Die fünf gezeigten Intrusionselemente sind durch vier zwischen ihnen liegende Freiräume 117 parallel zueinander beabstandet angeordnet. Die Intrusionselemente 102 sind dabei so angeordnet, dass sie nicht durch die Stege 107 abgestützt werden. Dies erlaubt im Falle des Einwirkens einer Kraft auf das Intrusionselement 102 ein starkes Beanspruchen des Sollbruchelements 101, so dass sich das Sollbruchelement 101 deformiert und/oder bricht. Ein Intrusionselement 107 weist eine Intrusionselementbreite d₇ auf, die kleiner oder gleich der Sollbruchelementbreite d₆ ist.
6 stellt eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Flachrohres 100 mit, wie hier dargestellt, vier Auswölbungen 108 dar. Die Rohrwand 106 weist hier vier Auswölbungen 108 auf, welche sich jeweils in eine Richtung senkrecht zu dem ersten Flachabschnitt 106a erstrecken und den Fluidraum 58 definieren. Mit anderen Worten erstreckt sich eine Auswölbung 108 in eine z-Richtung und begrenzt den benachbart angeordneten Fluidraum 58. Jede Auswölbung 108 bildet einen Krafteinwirkbereich 109. Bevorzugt weist die Auswölbung 108 eine Auswölbungsbreite d₈ auf, welche kleiner oder gleich der Fluidraumbreite d₅ ist. Durch die beabstandete Anordnung der Auswölbungen 108 werde Freiräume 117 zwischen den Auswölbungen 108 gebildet. Die Breite des Freiraums 117 ist identisch mit einer Stegwanddicke d₃ des Steges 107.
7 stellt eine Querschnittsansicht eines weiteren Flachrohres mit einer Vielzahl von Auswölbungen dar, wobei das Flachrohr neben vier Auswölbungen 108 ein erstes Abstützelement 103 und vier zweite Abstützelemente 104 aufweist. Zwischen zwei beabstandet angeordneten Auswölbungen 108 sind auch hier drei Freiräume 117 ausgebildet. Das erste Abstützelement 103 ist an dem zweiten Flachabschnitt angeordnet und weist bevorzugt eine höhere Festigkeit und/oder eine höhere Steifigkeit auf als die Rohrwand 106. Jedes der zweiten Abstützelemente 104 ist zwischen dem zweiten Flachabschnitt 106b und dem Fluidraum 58 angeordnet. Somit wird von einem jeden der zweiten Abstützelemente 104 ein angrenzender Fluidraum 58 definiert. Ein jedes der zweiten Abstützelemente 104 erstreckt sich zwischen zwei Stegen 107 und kontaktiert diese, sodass ein zweites Abstützelement eine Abstützelementbreite aufweist, welche identisch zu der Fluidkammerbreite d₅ ist.
Bezugszeichenliste

1: Befestigungsvorrichtung nach Stand der Technik
2: Plattform
3: Batterie
4: Unterfahrschutz
5: Flachrohr nach Stand der Technik
56: Rohrwand eines Flachrohres nach Stand der Technik
56a: Flachabschnitt einer Rohrwand eines Flachrohres nach Stand der Technik
56b: Flachabschnitt einer Rohrwand eines Flachrohres nach Stand der Technik
57: Steg eines Flachrohres nach Stand der Technik
58: Fluidraum
6: Poller beziehungsweise Kollisionsobjekt
10: Befestigungsvorrichtung
58: Fluidraum
100: Flachrohr
101: Sollbruchelement
102: Intrusionselement
103: (erstes) Abstützelement
104: (zweites) Abstützelement
106: Rohrwand
106a: (erster) Flachabschnitt der Rohrwand
106b: (zweiter) Flachabschnitt der Rohrwand
107: (erster) Steg
108: Auswölbung
109: Krafteinwirkabschnitt am ersten Flachabschnitt 106a
110: Zwischenraum
111: (zweiter) Steg beziehungsweise dünner Steg
112: Krafteinwirkabschnitt (am Steg 107)
115: Krafteinwirkabschnitt (am Steg 111)
117: Freiraum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102007007607 A1 [0006]
DE 10337869 A1 [0007]

Claims

Flachrohr (100) zur Durchleitung eines Kühlfluids, umfassend eine Rohrwand (106), welche einen Innenraum des Flachrohres (100) begrenzt; wobei die Rohrwand einen ersten Flachabschnitt (106a) und einen zweiten Flachabschnitt (106b) aufweist, wobei der erste Flachabschnitt (106a) gegenüber dem zweiten Flachabschnitt (106b) angeordnet ist; einen Steg (107; 111), welcher den ersten Flachabschnitt (106a) mit dem zweiten Flachabschnitt (106b) verbindet, wobei sich der Steg (107; 111) entlang einer Rohrachse erstreckt und zumindest einen angrenzenden Fluidraum (58) definiert; und wobei die Rohrwand (106) einen ersten Krafteinwirkabschnitt (109) aufweist, der an dem ersten Flachabschnitt (106a) angeordnet ist und an den Fluidraum (58) angrenzt, wobei der erste Krafteinwirkabschnitt (109) eine niedrigere Festigkeit und/oder niedrigere Steifigkeit aufweist als die Rohrwand (106), so dass sich bei einem Einwirken einer Kraftkomponente in einer Richtung senkrecht zu dem Krafteinwirkabschnitt (109) der Krafteinwirkabschnitt (109) verformt.
Flachrohr nach Anspruch 1, wobei der Steg (107; 111) einen weiteren Krafteinwirkabschnitt (112; 115) aufweist, welcher eine niedrigere Festigkeit und/oder niedrigere Steifigkeit aufweist als der erste Krafteinwirkabschnitt (109).
Flachrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Steg (107; 111) ferner einen Zwischenraum (110) definiert, welcher neben dem Fluidraum (58) beabstandet angeordnet ist; wobei der Fluidraum (58) ausgelegt ist von einem ersten Fluid durchströmt zu werden und einen ersten Innendruck (p₁) aufweist; wobei der Zwischenraum (110) für ein zweites Fluid ausgelegt ist, das einen zweiten Innendruck (p₂) aufweist; und wobei der erste Innendruck (p₁) höher ist als der zweite Innendruck (p₂);
Flachrohr nach Anspruch 3, wobei der Zwischenraum (110) zwischen dem Fluidraum (58) und einem weiteren Fluidraum (58) angeordnet ist.
Flachrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Rohrwand (106) entlang des ersten Flachabschnitts (106) eine erste Wanddicke (d₁) aufweist; und wobei die Rohrwand (106) entlang des zweiten Flachabschnitts (106b) eine zweite Wanddicke (d₂) aufweist, wobei die zweite Wanddicke (d₂) größer ist als die erste Wanddicke (d₁).
Flachrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Flachrohr zumindest zwei Stege (107; 111) umfasst, welche eine unterschiedliche Stegwanddicke aufweisen.
Flachrohr nach Anspruch 6, wobei der Steg (111) mit der geringeren Stegwanddicke (d₄) einen weiteren Krafteinwirkabschnitt (115) aufweist, wobei der weitere Krafteinwirkabschnitt (115) des Stegs (111) mit der geringeren Stegwanddicke (d₄) eine niedrigere Festigkeit und/oder niedrigere Steifigkeit aufweist als der weitere Krafteinwirkabschnitts (112) des Stegs (107) mit der höheren Stegwanddicke (d₃).
Flachrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Rohrwand (106) eine Auswölbung (108) aufweist, welche sich in eine Richtung senkrecht zu dem ersten Flachabschnitt (106a) erstreckt und den Fluidraum (58) definiert; wobei die Auswölbung (108) den ersten Krafteinwirkbereich (109) bildet.
Flachrohr nach Anspruch 8, wobei die Auswölbung (108) eine Auswölbungsbreite (d₈) aufweist, wobei die Auswölbungsbreite (d₈) in eine Richtung parallel zu einer Richtung, in welcher sich der zweite Flachbereich (106b) erstreckt, ausgerichtet ist; und wobei der Fluidraum (58) eine Fluidraumbreite (d₅) aufweist, wobei die Fluidraumbreite (d₅) in eine Richtung parallel zu der Richtung, in welcher sich der zweite Flachbereich erstreckt, ausgerichtet ist; und wobei die Auswölbungsbreite (d₈) kleiner oder gleich der Fluidraumbreite (d₅) ist.
Flachrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Rohrwand (106) ein Sollbruchelement (101) umfasst, das an dem ersten Flachabschnitt (106a) angeordnet ist und den Fluidraum (58) definiert, wobei das Sollbruchelement (101) den Krafteinwirkbereich (109) bildet.
Flachrohr nach Anspruch 10, wobei das Flachrohr ein Intrusionselement (102) umfasst, wobei das Intrusionselement (102) an dem Sollbruchelement (101) angeordnet ist, wobei das Intrusionselement (102) ausgelegt ist um bei einer Krafteinwirkung das Sollbruchelement (101) zu verformen.
Flachrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Flachrohr ferner umfasst: ein erstes Abstützelement (103), das auf dem zweiten Flachabschnitt (106) angeordnet ist; wobei das erste Abstützelement (103) eine höhere Festigkeit und/oder höhere Steifigkeit aufweist als die Rohrwand (106).
Flachrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Flachrohr ein zweites Abstützelement (104) umfasst, wobei das zweite Abstützelement (104) zwischen dem zweiten Flachabschnitt (106b) und dem Fluidraum (58) angeordnet ist und den Fluidraum definiert; wobei das zweite Abstützelement (104) eine höhere Festigkeit und/oder höhere Steifigkeit aufweist als die Rohrwand (106).
Befestigungsvorrichtung (10) zum Befestigen einer Batterie (3), wobei die Befestigungsvorrichtung umfasst: zumindest ein Flachrohr (100) nach einem der vorherigen Ansprüche; zumindest eine Plattform (2), an welcher das Flachrohr angeordnet ist; wobei die zumindest eine Plattform (2) eine höhere Festigkeit und/oder höhere Steifigkeit aufweist als die Rohrwand (106) des Flachrohres (100), so dass sich beim Einwirken einer Kraftkomponente in einer Richtung senkrecht zum Flachrohr das Flachrohr verformt.
Fahrzeug umfassend ein Flachrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und/oder einer Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 14.