DE102022128602A1 - Procedure for repairing an underrun protection - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reparatur eines Unterfahrschutzes (1), insbesondere von HV-Batterien (Hochvoltbatterien) und ein durch das Verfahren hergestellten Unterfahrschutz (1). Das erfindungsgemäße Verfahren weist die mehrere Schritte auf. Zunächst wird eine Beschädigung (11) an einer Schutzplatte (10) des Unterfahrschutzes (1) lokalisiert und deren geometrische Ausbreitung bestimmt. Anschließend wird in Abhängigkeit der geometrischen Ausbreitung der Beschädigung (11) ein entsprechend großer plattenförmiger Reparaturabschnitt (20) zugeschnitten. In einem weiteren Verfahrensschritt wird Klebstoff (30) auf den Reparaturabschnitt (20) und/oder die Schutzplatte (10) an der Stelle der Beschädigung (11) appliziert und der Reparaturabschnitt (20) mit der Schutzplatte (10) verklebt bzw. verbunden.The invention relates to a method for repairing an underrun protection (1), in particular HV batteries (high-voltage batteries), and an underrun protection (1) produced by the method. The method according to the invention has several steps. First, damage (11) on a protective plate (10) of the underrun protection (1) is localized and its geometric extent is determined. Then, depending on the geometric extent of the damage (11), a correspondingly large plate-shaped repair section (20) is cut to size. In a further method step, adhesive (30) is applied to the repair section (20) and/or the protective plate (10) at the location of the damage (11), and the repair section (20) is glued or connected to the protective plate (10).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reparatur eines Unterfahrschutzes, insbesondere von HV-Batterien (Hochvoltbatterien) und ein durch das Verfahren hergestellten Unterfahrschutz, sowie ein Fahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Unterfahrschutz.The invention relates to a method for repairing an underrun protection, in particular HV batteries (high-voltage batteries), and an underrun protection produced by the method, as well as a vehicle with the underrun protection according to the invention.
Der Fahrzeugunterboden stellt bei Fahrzeugen häufig ein für Beschädigungen anfälligen Abschnitt dar. Insbesondere durch Gegenstände, welche im Betrieb des Fahrzeugs überfahren werden, können empfindliche Schäden hervorgerufen werden. Um besonders sensible Bauteile des Fahrzeugs, welche am Unterboden angeordnet sind besonders zu schützen, werden häufig zusätzlich verstärkte Elemente zum Unterfahrschutz bereitgestellt. Derartige besonders sensible Bauteile sind HV-Batterien, welche als Traktionsbatterien in Elektrofahrzeugen eingesetzt werden und zur Optimierung des Schwerpunkts des Fahrzeugs häufig so tief wie möglich verbaut werden.The underbody of a vehicle is often a part of the vehicle that is susceptible to damage. Particularly serious damage can be caused by objects that are driven over while the vehicle is in operation. In order to protect particularly sensitive components of the vehicle that are located on the underbody, additional reinforced elements are often provided for underrun protection. Such particularly sensitive components are HV batteries, which are used as traction batteries in electric vehicles and are often installed as low as possible to optimize the center of gravity of the vehicle.
Das Patentdokument
Als Schutzelemente für den Unterfahrschutz im Allgemeinen und für HV-Batterien insbesondere, werden gemäß dem Stand der Technik üblicherweise hochstabile Elemente aus Faserverbundwerkstoffen eingesetzt, die besonders effektiv einen Schutz vor Beschädigungen durch das Überfahren von Objekten auf der Fahrbahn bieten.According to the state of the art, highly stable elements made of fiber composite materials are usually used as protective elements for underrun protection in general and for HV batteries in particular, which offer particularly effective protection against damage caused by driving over objects on the road.
Insbesondere bei Ausführungsformen aus Faserverbundwerkstoffen, können bereits kleine Beschädigungen des Unterfahrschutzes wie Risse, Löcher, oder bereits kleinere Kratzer empfindliche Beeinträchtigungen der Strukturintegrität der Schutzplatte, also des Unterfahrschutzes, darstellen. Ist die Strukturintegrität beschädigt, kann kein wirkungsvoller Schutz vor Beschädigungen der zu schützenden Bauteile mehr garantiert werden, weshalb die Beschädigungen schnellstmöglich erkannt werden sollten.Particularly in the case of designs made of fiber composite materials, even small damage to the underrun protection such as cracks, holes or even small scratches can represent serious impairments to the structural integrity of the protective plate, i.e. the underrun protection. If the structural integrity is damaged, effective protection against damage to the components to be protected can no longer be guaranteed, which is why the damage should be identified as quickly as possible.
Hierzu offenbaren die Patentschriften
Gemäß dem Stand der Technik werden im Falle einer Beschädigung die Schutzplatten, welche den Unterfahrschutz bilden, ausgetauscht. Dieser Vorgang ist mit einem hohen Zeit- und Materialaufwand verbunden, sodass die Reparaturkosten schnell beachtliche Summen betragen.According to the current state of the art, in the event of damage, the protective plates that form the underrun protection are replaced. This process is time-consuming and requires a lot of material, so that the repair costs can quickly add up to considerable sums.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren bereitzustellen, anhand derer eine kostengünstigere Alternative zum Austausch des Unterfahrschutzes angeboten werden kann, welche hinsichtlich der Schutzwirkung des Unterfahrschutzes jedoch keine nennenswerte Beeinträchtigung darstellt. Ebenso ist es Aufgabe einen anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Unterfahrschutz bereitzustellen.It is therefore the object of the present invention to provide a method by means of which a more cost-effective alternative to replacing the underrun protection can be offered, which, however, does not represent a significant impairment in terms of the protective effect of the underrun protection. It is also the object to provide an underrun protection produced using the method according to the invention.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche erfüllt.This task is fulfilled by the subject-matter of the independent claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Reparatur eines Unterfahrschutzes eines Fahrzeugs weist die mehrere Schritte auf. Zunächst wird eine Beschädigung an einer Schutzplatte des Unterfahrschutzes lokalisiert und deren geometrische Ausbreitung, also Breite, Höhe, Tiefe, Form der Beschädigung, bestimmt. Anschließend wird in Abhängigkeit der geometrischen Ausbreitung der Beschädigung ein entsprechend großer plattenförmiger Reparaturabschnitt zugeschnitten. Als plattenförmig ist dabei ein starrer Körper geringer Stärke zu verstehen. Es ist allerdings durchaus möglich, dass der Reparaturabschnitt eine dreidimensionale Form aufweist und nicht zwangsläufig als flache, ebene Platte ausgeführt ist. Gleiches gilt im Übrigen für die Schutzplatte, welche ebenfalls nicht auf eine flache ebene Ausführungsform begrenzt ist, sondern ebenso eine dreidimensionale Form aufweisen kann. In einem weiteren Verfahrensschritt wird Klebstoff auf den Reparaturabschnitt und/oder die Schutzplatte an der Stelle der Beschädigung appliziert und der Reparaturabschnitt mit der Schutzplatte verklebt bzw. verbunden.The method according to the invention for repairing an underrun protection device of a vehicle comprises several steps. First, damage to a protective plate of the underrun protection is localized and its geometric extent, i.e. width, height, depth, shape of the damage, is determined. Then, depending on the geometric extent of the damage, a correspondingly large plate-shaped repair section is cut to size. Plate-shaped is understood to mean a rigid body of low thickness. However, it is quite possible for the repair section to have a three-dimensional shape and not necessarily be designed as a flat, level plate. The same applies to the protective plate, which is also not limited to a flat, level design, but can also have a three-dimensional shape. In a further process step, adhesive is applied to the repair section and/or the protective plate at the location of the damage and the repair section is glued or connected to the protective plate.
Der erfindungsgemäße Unterfahrschutz für ein Fahrzeug weist dem erfindungsgemäßen Verfahren entsprechend eine Schutzplatte, welche eine Beschädigung aufweist, einen Reparaturabschnitt, welcher auf der Schutzplatte derart angeordnet ist, dass er die Beschädigung zumindest teilweise bedeckt, und einen Klebstoff, der zwischen Schutzplatte und Reparaturabschnitt angeordnet ist, auf.According to the method according to the invention, the underrun protection for a vehicle comprises a protective plate which has a damage, a repair section which is arranged on the protective plate in such a way that it at least partially covers the damage, and an adhesive which is arranged between the protective plate and the repair section.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Strukturintegrität der Schutzplatte und damit des Unterfahrschutzes wieder hergestellt werden und ein effektiver Schutz gewährleistet werden. Es ist dabei in bestimmten Ausführungsformen und abhängig von der geometrischen Ausbreitung der Beschädigung denkbar, dass nicht die gesamte Beschädigung durch den Reparaturabschnitt abgedeckt wird.The method according to the invention can restore the structural integrity of the protective plate and thus of the underrun protection and ensure effective protection. In certain embodiments and depending on the geometric spread of the damage, it is conceivable that not all of the damage is covered by the repair section.
Vorzugsweise erfolgt jedoch das Verkleben derartig, dass der Reparaturabschnitt die Beschädigung vollständig bedeckt. Folglich erfolgt auch das Zuschneiden des Reparaturabschnitts in einer derartigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens derart, dass dieser Abmessungen aufweist, welche ein vollständiges Bedecken der Beschädigung ermöglicht. Dies erhöht bei jeglicher Form der Beschädigung die Chance auf eine Wiederherstellung der Strukturintegrität.Preferably, however, the bonding is carried out in such a way that the repair section completely covers the damage. Consequently, in such an embodiment of the method according to the invention, the repair section is also cut to size in such a way that it has dimensions which enable the damage to be completely covered. This increases the chance of restoring the structural integrity in any form of damage.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn der Reparaturabschnitt derart zugeschnitten und verklebt wird, dass er im verklebten Zustand in jede Richtung wenigstens die 1,5-fache Abmessung der Beschädigung aufweist. Der verklebte Zustand ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass der Reparaturabschnitt durch den Klebstoff fest mit der Schutzplatte verbunden ist. Durch eine derartige Ausführungsform kann die Strukturintegrität des Unterfahrschutzes annähernd vollständig wieder hergestellt werden. Dementsprechend weist der Reparaturabschnitt in einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Unterfahrschutz in alle Richtungen wenigstens die 1,5-fachen Abmessungen der Beschädigung auf.It is also advantageous if the repair section is cut and glued in such a way that in the glued state it has at least 1.5 times the dimensions of the damage in every direction. The glued state is characterized in that the repair section is firmly connected to the protective plate by the adhesive. With such an embodiment, the structural integrity of the underrun protection can be almost completely restored. Accordingly, in an advantageous embodiment of the underrun protection according to the invention, the repair section has at least 1.5 times the dimensions of the damage in all directions.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Material des Reparaturabschnitts gewählt, welches identisch zu einem Material des Schutzplatte ist, also Schutzplatte und Reparaturabschnitt das gleiche Material aufweisen. Somit weisen Reparaturabschnitt und Schutzplatte die gleichen physikalischen Eigenschaften auf, wodurch die Strukturintegrität des Unterfahrschutzes bestmöglich nach der Beschädigung der Schutzplatte wieder hergestellt wird. Unterschiedliche Materialien könnten unter Umständen zu Sollbruchstellen oder ähnlichem Führen.In an advantageous embodiment of the invention, a material for the repair section is selected that is identical to a material for the protective plate, i.e. the protective plate and repair section are made of the same material. The repair section and protective plate therefore have the same physical properties, which means that the structural integrity of the underrun protection is restored as best as possible after the protective plate has been damaged. Different materials could, under certain circumstances, lead to predetermined breaking points or similar.
Besonders bevorzugt ist, wenn das Material der Schutzplatte und des Reparaturabschnitts ein Faserverbundwerkstoff ist, da diese Werkstoffe mit ihren spezifischen Materialeigenschaften besonders für den entsprechenden Einsatz als Unterfahrschutz geeignet sind. Insbesondere bei Ausführungsformen mit Faserverbundwerkstoffen, kann eine Ausführungsform der Erfindung zielführend sein, bei der lediglich ein Teil der Beschädigung mit dem Reparaturabschnitt bedeckt wird. Auf diese Weise können lediglich die durch die Beschädigung geschwächten Fasern in eine Richtung, durch den Reparaturabschnitt gestärkt werden, während die anders orientierten Fasern möglicherweise keine strukturelle Schwächung durch die Beschädigung erfahren haben. Dies trifft insbesondere bei einem Riss zu, welcher sich entlang einer Faser erstreckt und somit lediglich Fasern einer Orientierung beschädigt. Somit kann durch sehr geringen Materialeinsatz die Strukturschwächung bestmöglich behoben werden.It is particularly preferred if the material of the protective plate and the repair section is a fiber composite material, since these materials with their specific material properties are particularly suitable for use as underrun protection. In particular in embodiments with fiber composite materials, an embodiment of the invention in which only part of the damage is covered with the repair section can be effective. In this way, only the fibers weakened by the damage can be strengthened in one direction by the repair section, while the differently oriented fibers may not have experienced any structural weakening as a result of the damage. This is particularly true for a crack that extends along a fiber and thus only damages fibers of one orientation. In this way, the structural weakening can be remedied as best as possible with very little material used.
Zudem ist eine Ausführungsform mit Faserverbundwerkstoffen insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Reparaturabschnitt derart auf der Schutzplatte angeordnet wird, dass Fasern des Faserverbundwerkstoffs des Reparaturabschnitts parallel zu Fasern des Faserverbundwerkstoffs der Schutzplatte orientiert sind. Da Faserverbundwerkstoffe insbesondere entlang ihrer Fasern belastbar sind, kann somit bei Ausführungsformen mit Faserverbundwerkstoffen die Strukturintegrität des Unterfahrschutzes am besten gestärkt werden.In addition, an embodiment with fiber composite materials is particularly advantageous if the repair section is arranged on the protective plate in such a way that fibers of the fiber composite material of the repair section are oriented parallel to fibers of the fiber composite material of the protective plate. Since fiber composite materials can be loaded particularly along their fibers, the structural integrity of the underrun protection can be best strengthened in embodiments with fiber composite materials.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Klebstoff derart auf dem Reparaturabschnitt und/oder der Schutzplatte appliziert, dass zwischen Rändern des Reparaturabschnitts und der Schutzplatte eine Schicht aus Klebstoff angeordnet ist. Durch eine derartige Anordnung bzw. Applikation des Klebstoffs kann sichergestellt werden, dass sich keine Verunreinigung zwischen den Klebepartnern ausbildet, was eine strukturelle Schwächung der Klebeverbindung zur Folge haben könnte. Zudem können ebenfalls keine mechanischen Hebelwirkungen, beispielsweise durch Fahrtwind, auf den Reparaturabschnitt aufgebracht werden, welche die Verbindung zwischen Reparaturabschnitt und Schutzplatte schwächen könnten. Zuletzt kann auf diese Weise eine saubere Führung der während der Fahr des Fahrzeugs entstehenden Luftströmung am Unterboden sichergestellt werden.In a further advantageous embodiment of the invention, the adhesive is applied to the repair section and/or the protective plate in such a way that a layer of adhesive is arranged between the edges of the repair section and the protective plate. By arranging or applying the adhesive in this way, it can be ensured that no contamination forms between the adhesive partners, which could result in a structural weakening of the adhesive bond. In addition, no mechanical leverage effects, for example due to airflow, can be applied to the repair section, which could weaken the connection between the repair section and the protective plate. Finally, in this way, a clean guidance of the air flow on the underbody that occurs while the vehicle is driving can be ensured.
Es sei angemerkt, dass die als vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschriebenen Ausführungsformen ebenfalls entsprechend vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Unterfahrschutzes darstellen und als solche hiermit offenbart sind. Gleiches gilt umgekehrt.It should be noted that the embodiments described as advantageous embodiments of the method according to the invention also represent correspondingly advantageous embodiments of the underrun protection according to the invention and are hereby disclosed as such. The same applies vice versa.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist einen erfindungsgemäßen Unterfahrschutz auf.The vehicle according to the invention has an underrun protection according to the invention.
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung und vorteilhafte Aspekte anhand der beigefügten Figuren näher beschrieben. Die Figuren zeigen:
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1 zeigt eine schematische Darstellung einerSchutzplatte 10 mit einerBeschädigung 11 in einer Draufsicht -
2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Unterfahrschutzes 1 in einer Draufsicht -
3 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Unterfahrschutz 1 in der Ausführungsform gemäß2 in einer Schnittansicht
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1 shows a schematic representation of aprotective plate 10 with adamage 11 in a plan view -
2 shows a schematic representation of an underrun protection device 1 according to the invention in a plan view -
3 shows a schematic representation of an underrun protection device 1 according to the invention in the embodiment according to2 in a sectional view
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102020123729 A1 [0006]DE 102020123729 A1 [0006]
- DE 102020124669 A1 [0006]DE 102020124669 A1 [0006]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed |