DE202019102324U1 - Flächeneinheit - Google Patents

Abstract

Flächeneinheit (1),
umfassend zumindest ein erstes Flächenelement (2) und zumindest ein zweites Flächenelement (4),
wobei die Flächenelemente (2, 4) entlang ihrer jeweiligen Längsrichtung (L₂, L₄) einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweisen,
wobei das erste Flächenelement (2) eine Eingriffsaussparung (A) aufweist und das zweite Flächenelement (4) einen Eingriffsvorsprung (B) aufweist,
wobei in der Eingriffsaussparung (A) ein Dichtungselement (3) angeordnet ist,
wobei der Eingriffsvorsprung (B) formschlüssig in der Eingriffsaussparung (A) in Eingriff bringbar ist, derart dass dabei das erste Flächenelement (2) formschlüssig am zweiten Flächenelement (4) festgelegt ist und der Eingriffsvorsprung (B) gegen das Dichtungselement (3) vorgespannt ist.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flächeneinheit, insbesondere zum Einsatz als Boden- oder Wandelement eines Batterieaufbewahrungssystems.
• Batterieaufbewahrungssysteme zum Einsatz in Kraftfahrzeugen, welche mit elektrischer Energie angetrieben werden, sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Die Anforderungen an solche Batterieaufbewahrungssysteme sind ein möglichst geringes Gewicht, eine hohe Stabilität und Zuverlässigkeit und auch eine gute Abdichtungsmöglichkeit für den Fall, dass aus den belagerten Batterien gefährliche Flüssigkeiten austreten. Bisher wurden solche Batterieaufbewahrungssysteme insbesondere durch Zusammenschweißen einzelner Elemente oder durch Umformen von größeren Blechteilen oder beschichteten Faserverbundbauteilen hergestellt. Die aus dem Stand der Technik bekannten Möglichkeiten ein solches Batterieaufbewahrungssystem bereitzustellen sind aber technisch sehr aufwendig und dabei insbesondere in ihrer Herstellung kostenintensiv. Weiterhin fehlt es den aus dem Stand der Technik bekannten Batterieaufbewahrungssystemen an einer Flexibilität, welche die Anpassung an verschiedene Fahrzeugtypen und deren verschiedene Anforderungen an die Größe und die konkrete Form der jeweiligen Flächeneinheiten nicht gerecht werden.
• Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Flächeneinheit bereitzustellen, welche auf einfacher Weise herzustellen ist, eine hohe Dichtheit gewährleistet und zum anderen eine hohe Flexibilität insbesondere in Bezug auf die Größe der Flächeneinheit aufweist.
• Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Flächeneinheit gemäß Anspruch 1.
• Erfindungsgemäß umfasst die Flächeneinheit zumindest ein erstes Flächenelement und zumindest ein zweites Flächenelement, wobei die Flächenelemente entlang ihrer jeweiligen Längsrichtung einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweisen, wobei das erste Flächenelement eine Eingriffsaussparung und das zweite Flächenelement einen Eingriffsvorsprung aufweist, wobei in der Eingriffsaussparung ein Dichtungselement angeordnet ist, wobei der Eingriffsvorsprung formschlüssig in der Eingriffsaussparung in Eingriff bringbar ist, derart dass dabei das erste Flächenelement formschlüssig am zweiten Flächenelement festgelegt ist und der Eingriffsvorsprung gegen das Dichtungselement vorgespannt ist. Die Flächeneinheit, welche insbesondere dafür ausgelegt ist ein Boden- oder Wandelement eines Gefäßes, bspw. zum Einsatz als Batterieaufbewahrungssystem, zu bilden, weist zumindest zwei Flächenelemente auf. Die Flächenelemente sind dabei profilartig ausgeführt und haben entlang ihrer jeweiligen Längsrichtung einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt. Als im Wesentlichen konstanter Querschnitt wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch ein Querschnitt angesehen, welcher bspw. durch entlang der Längsrichtung beabstandete Bohrungen oder kleinere Vorsprünge im Bereich von bis zu zwei Zentimetern, Abweichungen von der mathematisch konstanten Querschnittsgeometrie aufweist. Dabei weist das erste Flächenelement eine Eingriffsaussparung auf, welche sich im Wesentlichen mit konstantem Querschnitt längs oder parallel zur Längsrichtung des ersten Flächenelementes erstreckt. Weiterhin weist das zweite Flächenelement einen Eingriffsvorsprung auf, welcher insbesondere zum formschlüssigen Eingriff in die Eingriffsaussparung des ersten Flächenelements ausgelegt ist. In der Eingriffsaussparung ist darüber hinaus ein Dichtungselement angeordnet, welches bei Eingriff des Eingriffsvorsprunges in die Eingriffsaussparung derart vom Eingriffsvorsprung komprimiert wird, dass durch die elastische Rückstellfähigkeit des Dichtungselements eine Abdichtung des Kontaktbereiches zwischen dem ersten und dem zweiten Flächenelement erreicht wird. Das Dichtungselement ist dabei vorzugsweise als O-Ring ausgebildet und in dem distalen Endbereich der Eingriffsaussparung eingesetzt. Dank des erfindungsgemäß vorgesehenen formschlüssigen Verbindens des ersten und des zweiten Flächenelements miteinander ist es bei der vorliegenden Erfindung möglich, die Bauteile der Flächeneinheit wieder zu demontieren. Dank des zwischen der Eingriffsaussparung und dem Eingriffsvorsprung vorgesehenen Dichtungselementes, kann auf eine stoffschlüssige Verbindung der Flächenelemente verzichtet werden. Das Dichtungselement verhindert dabei nicht diese Demontagemöglichkeit, wie es bspw. bei einer Schweiß- oder Klebverbindung der Fall wäre. Gleichzeitig gewährleistet das Vorspannen des Dichtungselementes zwischen den beiden Flächenelementen, dass eine sehr hohe Dichtheit im Kontaktbereich zwischen den Flächenelementen erreicht wird. Durch den Einsatz des Dichtungselementes kann somit die erfindungsgemäß vorgeschlagene Flächeneinheit die hohen Anforderungen an Aufbewahrungssysteme für Batterien oder Tanks oder sonstige Vorratssysteme im Kraftfahrzeugbau erfüllen. Durch die Verwendung eines Dichtungselements an Stelle einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen den Flächenelementen ist darüber hinaus eine Erweiterung einer bestehenden Flächeneinheit um weitere Flächenelemente möglich, welche auf einfache Weise im Baukastenprinzip an die Flächeneinheit angesetzt werden können.
• Besonders bevorzugt sind die Flächenelemente als stranggepresste Aluminiumprofile ausgebildet. Stranggepresstes Aluminium hat den Vorteil einer hohen Festigkeit aufgrund der beim Umformen stattfindenden Gefügeverfestigung, sowie einer hohen Präzision und Formgenauigkeit bei der Herstellung. Durch die Verwendung von stranggepressten Aluminiumprofilen können insbesondere kleine Maßtoleranzen im Kontaktbereich zwischen den Flächenelementen gewählt werden, was die Dichtheit und die Stabilität der formschlüssigen Verbindungen zwischen einzelnen Flächenelementen verbessert. Weiterhin können mittels Strangpressen die Aluminiumprofile auch bereichsweise hohlkörperförmig ausgeführt werden, wobei insbesondere Monturen für die Anordnung von Kühlkanälen oder Leitungsbereiche für das Leiten von Kühlflüssigkeit in den Flächenelementen unmittelbar gemeinsam mit dem Herstellungsprozess der Flächenteile ausgebildet werden können. Durch das Verwenden von Strangpressen und die dadurch resultierende hohe Festigkeit der Aluminiumprofile kann insbesondere eine dünnwandige Ausführung dieser Aluminiumprofile gewählt werden, was wiederum das Gewicht eines einzelnen Flächenelementes und somit der aus diesen Flächenelementen zusammengesetzten Einheit deutlich reduziert.
• Mit Vorteil beträgt die Erstreckung eines jeweiligen Flächenelements parallel zu seiner Längsrichtung ein Vielfaches seiner Erstreckung quer zur Längsrichtung. Die Flächenelemente sind somit vorzugsweise länglich ausgebildete Profilbauteile, welche an ihren langen Kanten jeweils dafür ausgelegt sind mit benachbarten Flächenelementen formschlüssig verbunden zu werden. In dem für die Flächenelemente eine vergleichsweise große Länge im Vergleich zu einer kleinen Breite gewählt wird, kann eine aus ein und demselben Typ von Flächenelementen aufgebaute modulare Flächeneinheit besonders feinstufig in ihrer Größe angepasst werden.
• Besonders bevorzugt ist zumindest eines der Flächenelemente als ein Randelement ausgebildet, wobei am Randelement beabstandet von der Eingriffsaussparung oder des Eingriffsvorsprungs ein Verbindungsabschnitt zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung mit einem Bauteil eines Batteriegefäßes ausgebildet ist. Mit Vorteil ist zumindest eines der Flächenelemente somit nur mit einer Kontaktseite ausgestattet, an welcher ein formschlüssiger Eingriff mit einem benachbarten Flächenelement vorgesehen ist. An der dieser Kontaktseite gegenüberliegenden Seite weist das Flächenelement mit Vorteil eine entsprechende Fläche zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung mit einem weiteren Bauteil, vorzugsweise eines Batteriegefäßes. Als Batteriegefäß wird im vorliegenden Zusammenhang vorzugsweise ein Aufbewahrungsbehältnis für eine Kraftfahrzeugbatterie angesehen. Die Flächeneinheit bildet dabei mit Vorteil den Boden oder eine Seitenwand eines solchen Batteriegefäßes aus. Alternativ bevorzugt ist der Verbindungsabschnitt derart ausgebildet, dass ein weiterer Teil, welcher sich im Wesentlichen quer zum Flächenelement erstreckt, einstückig mit dem Randelement ausgebildet ist. So kann ein Randelement bspw. an Stelle des Verbindungsabschnitts eine randartige Begrenzung, welche sich quer zum übrigen Bereich des Randelements erstreckt aufweisen.
• Besonders bevorzugt folgt die Eingriffsaussparung in einem Schnitt senkrecht zur ersten Längsrichtung einer ersten gekrümmten Bahn und weist eine senkrecht zu dieser ersten gekrümmten Bahn gemessene und im Wesentlichen gleichbleibende Aussparungsbreite auf. Die gekrümmte Geometrie der Eingriffsaussparung ist insbesondere der Herstellung einer Hinterschneidung mit dem in die Eingriffsaussparung eingreifenden Eingriffsvorsprung. Hierfür erstreckt sich die Eingriffsaussparung entlang einer gekrümmten Bahn, wobei diese gekrümmte Bahn insbesondere in einer Schnittansicht durch das Flächenelement senkrecht zur ersten Längsrichtung sichtbar wird. Mit Vorteil weist die Eingriffsaussparung eine dabei konstant oder im Wesentlichen konstant bleibende Aussparungsbreite auf. Im Wesentlichen gleichbleibende Aussparungsbreite bedeutet in diesem Zusammenhang, dass insbesondere im Endbereich der Eingriffsaussparung, wo mit Vorteil das Dichtungselement angeordnet ist, eine Rundung vorgesehen sein kann und dort die Aussparungsbreite entsprechend allmählich abnimmt. Weiterhin bevorzugt kann im Eintrittsbereich in die Eingriffsaussparung ebenfalls oder ein kurzer angefasster Abschnitt vorgesehen sein, welcher das Einführen des Eingriffsvorsprungs in die Eingriffsaussparung erleichtert und dennoch die ansonsten gleichbleibende Aussparungsbreite nicht wesentlich beeinflusst. Dank der gleichbleibenden Aussparungsbreite ist insbesondere eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Eingriffsvorsprung und der Eingriffsaussparung vorzugsweise über eine größere Wegstrecke entlang der ersten gekrümmten Bahn möglich, sodass die Festigkeit der formschlüssigen Verbindung zwischen zwei Flächenelementen erhöht werden kann und insbesondere ein Klappern oder große Freiheitsgrade vermieden werden können.
• Weiterhin bevorzugt folgt der Eingriffsvorsprung in einem Schnitt senkrecht zur zweiten Längsrichtung einer gekrümmten zweiten Bahn und weist eine senkrecht zu dieser zweiten gekrümmten Bahn gemessene und im Wesentlichen gleichbleibende Vorsprungbreite auf. Analog zur Geometrie der Eingriffsaussparung weist auch der Eingriffsvorsprung eine gekrümmte Bahn auf, wobei entlang dieser gekrümmten Bahn die senkrecht zur gekrümmten Bahn gemessene Vorsprungbreite im Wesentlichen gleichbleibend oder konstant ist. Dabei ist auch die Vorsprungbreite im Rahmen der vorliegenden Erfindung dann als gleichbleibend anzusehen, wenn im distalen Endbereich des Eingriffsvorsprungs oder im Bereich des Übergangs des Eingriffsvorsprungs in den restlichen Bereich des Flächenelementes Rundungen vorgesehen sind und dort entsprechend die Vorsprungbreite kleiner oder größer als deren entlang des gekrümmten Abschnitts des Eingriffsvorsprungs gemessene Breite.
• Mit Vorteil weist die erste gekrümmte Bahn einen ersten mittleren Krümmungsradius auf und die zweite gekrümmte Bahn einen zweiten mittleren Krümmungsradius, wobei der erste mittlere Krümmungsradius ein 0,8- bis 1,2-faches des zweiten mittleren Krümmungsradius ist. Mit anderen Worten unterscheiden sich die beiden mittleren Krümmungsradien der ersten gekrümmten Bahn und der zweiten gekrümmten Bahn nur unwesentlich voneinander, sodass ein Einführen des Eingriffsvorsprungs in die Eingriffsaussparung möglich ist. Weiterhin kann es aber bevorzugt sein, ab einer bestimmten Tiefe des Eindringens des Eingriffsvorsprungs in die Eingriffsaussparung ein verkanten der entsprechenden Geometrieten miteinander zu begünstigen, sodass hier eine form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen der Eingriffsaussparung und dem Eingriffsvorsprung erreicht wird. In diesem Zusammenhang hat es sich bewährt, dass der erste mittlere Krümmungsradius um ein 0,2- faches größer oder kleiner ist als der zweite mittlere Krümmungsradius.
• In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der erste mittlere Krümmungsradius gleich dem zweiten mittleren Krümmungsradius. Bei dieser Ausführungsform kann das geringste Spiel beim Einführen des Eingriffsvorsprungs in die Eingriffsaussparung erreicht werden, da die Eingriffsaussparung und der Eingriffsvorsprung einer im Wesentlichen gleichen gekrümmten Bahn folgen.
• Entsprechend ist mit Vorteil in dem Zustand in dem der Eingriffsvorsprung in die Eingriffsaussparung formschlüssig eingreift, die erste gekrümmte Bahn im Wesentlichen kollinear zur zweiten gekrümmten Bahn angeordnet.
• Mit Vorteil spannt die Eingriffsaussparung entlang der ersten gekrümmten Bahn einen Bogenwinkel auf, welcher 90° - 160°, bevorzugt 110° - 150° und besonders bevorzugt ca. 130° - 150° beträgt. Der Bogenwinkel, welcher von der Eingriffsaussparung aufgespannt wird, ist somit mit anderen Worten ein Ausdruck für die Tiefe der Eingriffsaussparung bzw. deren Länge entlang der ersten gekrümmten Bahn. Es versteht sich, dass je länger die Eingriffsaussparung ist, der Eingriff zwischen der Eingriffsaussparung und dem Eingriffsvorsprung entsprechend sicherer gestaltet werden kann, aber auch ein höherer Aufwand beim Herstellen der Verbindung, insbesondere eine größere Schwenkbewegung des jeweils festzulegenden Flächenelementes vorgenommen werden muss, um dieses mit seinem Eingriffsvorsprung in die Eingriffsaussparung einzuführen. Es hat sich gezeigt, dass in einem Winkelbereich von 90° - 160° der beste Kompromiss zwischen einer einfachen Herstellbarkeit und einer ausreichenden Überlappungslänge zur Erreichung einer hohen Festigkeit und auch Dichtigkeit zwischen zwei aneinander festzulegenden Flächenelementen erreicht werden kann. Der bevorzugte Bereich von 110° - 150° hat sich dabei insbesondere bevorzugt für Bodenbereiche von Batterieaufnahmesysteme geeignet gezeigt, wobei die gekrümmte Bahn vorzugsweise kreisförmig ausgebildet ist und die erste gekrümmte Bahn gleich der zweiten gekrümmten Bahn ausgebildet ist. Der besonders bevorzugte Bereich von 130° - 150° des Bogenwinkels erlaubt einen formschlüssigen Eingriff zwischen den Flächenteilen, welcher besonders dicht und dank der Eingriffslänge und der korrespondierenden Krümmung der Eingriffsaussparung und des Eingriffsvorsprungs dank der wirkenden Hebelarme am Verbindungsbereich der Flächenteile besonders hohe Festigkeit erlaubt.
• In einer bevorzugten Ausführungsform weist das erste Flächenelement eine erste Kontaktseite auf, an welcher eine Eingriffsaussparung vorgesehen ist, wobei das erste Flächenelement der ersten Kontaktseite senkrecht zur ersten Längsrichtung gegenüberliegend eine zweite Kontaktseite aufweist, an welcher ein Eingriffsvorsprung vorgesehen ist, wobei das zweite Flächenelement eine erste Kontaktseite aufweist, an welcher eine Eingriffsaussparung vorgesehen ist und wobei das zweite Flächenelement der ersten Kontaktseite senkrecht zur zweiten Längsrichtung gegenüberliegend eine zweite Kontaktseite aufweist, an welcher ein Eingriffsvorsprung vorgesehen ist. Mit Vorteil ist also jedes der beiden Flächenelemente dieser Ausführungsform dafür geeignet an zwei Seiten mit jeweils benachbarten Flächenelementen formschlüssig verbunden zu werden. Die in dieser Ausführungsform vorgesehenen Flächenelemente sind dabei vorzugsweise dafür ausgelegt mit weiteren gleichartig ausgebildeten Flächenelementen in formschlüssige Verbindungen gebracht zu werden oder mit einem als Randelement ausgebildeten Flächenelement formschlüssig verbunden zu werden. Auf diese Weise lässt sich ein modularer Aufbau einer aus solchen Flächenelementen ausgebildeten Flächeneinheit erreichen, welcher eine hohe Flexibilität beim Aufbau einer Flächeneinheit erlaubt.
• Weiterhin bevorzugt ist ein drittes Flächenelement vorgesehen, welches eine erste Kontaktseite aufweist, an welcher eine Eingriffsaussparung oder ein Eingriffsvorsprung ausgebildet ist, wobei das erste und das dritte Flächenelement als Randelement ausgebildet sind und jeweils am zweiten Flächenelement formschlüssig festgelegt sind. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist das zweite Flächenelement das zentral zwischen einem ersten und einem dritten Flächenelement angeordnete Flächenelement und jeweils an beiden Kontaktseiten mit Eingriffsmitteln (Eingriffsaussparung oder Eingriffsvorsprung) versehen. Das erste und das dritte Flächenelement sind dabei vorzugsweise als Randelement ausgebildet. Die Flächeneinheit besteht somit bei dieser bevorzugten Ausführungsform aus nur drei Flächenelementen. Besonders bevorzugt ist dabei das zweite Flächenelement mit Hohlkammern ausgebildet und weist eine größere Breite quer zur Längsrichtung auf als das erste und dritte Flächenelement.
• In einer alternativen Ausführungsform ist ein drittes Flächenelement vorgesehen, welches eine erste und eine zweite Kontaktseite aufweist, wobei an der ersten Kontaktseite des dritten Flächenelements eine Eingriffsaussparung und an der zweiten Kontaktseite des Flächenelementes ein Eingriffsvorsprung ausgebildet ist, wobei das erste Flächenelement formschlüssig am zweiten Flächenelement festgelegt ist und wobei das zweite Flächenelement formschlüssig am dritten Flächenelement festgelegt ist. Die drei in dieser Ausführungsform vorgesehenen Flächenelemente weisen dabei vorzugsweise jeweils an beiden Kontaktseiten Eingriffsmittel für einen formschlüssigen Eingriff mit weiteren Flächenelementen auf.
• Besonders bevorzugt weist die Flächeneinheit zumindest vier und vorzugsweise zumindest sechs Flächenelemente auf, welche jeweils an zumindest einem benachbart angeordnetem Flächenelement formschlüssig festgelegt sind, wobei zwei der Flächenelemente als Randelement ausgebildet sind.
• Bevorzugt ist das Dichtungselement im distalen Endbereich der Eingriffsaussparung angeordnet, wobei der Eingriffsvorsprung mit seinem distalen Ende gegen das Dichtungselement zur Anlage gelangt und dieses komprimiert. Bevorzugt ist das Dichtungselement somit innen in der Eingriffsaussparung angeordnet und wird zwischen dem Ende der Eingriffsaussparung und dem Eingriffsvorsprung bei dessen formschlüssigen Eingriff in die Eingriffsaussparung zusammengedrückt und elastisch verformt. Auf diese Weise kann durch das Herstellen der formschlüssigen Verbindungen zwischen dem Eingriffsvorsprung und der Eingriffsaussparung gleichzeitig auch das Dichtungselement derart komprimiert und verformt werden, dass eine besonders gute Abdichtung des Spaltes zwischen dem Eingriffsvorsprung und der Eingriffsaussparung erreicht wird. Gleichzeitig ist diese Ausführungsform einfach herzustellen, weil das Dichtungselement vorzugsweise als zylindrisches Dichtband ausgebildet sein kann und entlang der gesamten Länge der Eingriffsaussparung einfach in diese eingelegt werden kann, bevor anschließend das zweite Flächenelement mit seinem Eingriffsvorsprung in die Eingriffsaussparung formschlüssig eingerastet wird. Auf diese Weise können die Herstellungskosten reduziert werden, da der Montageaufwand zur Herstellung der Flächeneinheit sehr gering ist.
• Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Es können dabei Merkmale, die nur für eine der dargestellten Ausführungsformen gezeigt sind auch in Ausführungsformen anderer Figuren Anwendung finden können.
• 1 zeigt dabei eine erste bevorzugte Ausführungsform der Flächeneinheit 1 in Schnittansicht. Die Flächeneinheit 1 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem ersten Flächenelement 2, welches gleichzeitig als Randelement 5 ausgebildet ist und einem zweiten Flächenelement 4. In der Figur ist dabei der Montagevorgang zur Herstellung der Flächeneinheit 1 dargestellt, wobei das erste Flächenelement 2/5 in verschiedenen Positionen gezeigt ist, die während des formschlüssigen Festlegens durchlaufen werden. Der Pfeil kennzeichnet dabei die Bewegungsrichtung bzw. Verschwenkrichtung, in welcher das erste Flächenelement 2 zum vollständigen formschlüssigen Festlegen bringen am zweiten Flächenelement 4 bewegt wird. An seinem in der Figur links gezeigten distalen Endbereich weist das erste Flächenelement 2, welches als Randelement 5 ausgebildet ist, einen Verbindungsabschnitt 52 zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung mit weiteren Bauteilen eines Batterieaufbewahrungssystems auf. Im vorliegenden Fall ist dabei der Verbindungsabschnitt 52 als vorzugsweise ebene Fläche bzw. Kante ausgebildet, an welcher beispielsweise eine Schweißnaht mit einem weiteren an dem ersten Flächenelement 2 festzulegenden Bauteil ausgebildet werden kann. Das zweite Flächenelement 4 ist vorzugsweise bereichsweise hohlkörperförmig ausgebildet und weist an seinen beiden distalen Enden jeweils einen Eingriffsvorsprung B auf. An der in der Figur links gezeigten Seite des zweiten Flächenelements 4 greift dieser Eingriffsvorsprung B in die Eingriffsaussparung A des als Randelement 5 ausgebildeten ersten Flächenelements 2 ein. Es versteht sich, dass an der rechten Seite des zweiten Flächenelements 4 ein weiteres Flächenelement mit einer entsprechenden Eingriffsaussparung an dem zweiten Flächenelement 4 festgelegt werden kann.
• 2 zeigt eine Detailansicht des in 1 dargestellten Verbindungsbereiches zwischen dem ersten Flächenelement 2 und dem zweiten Flächenelement 4. Dabei erstrecken sich die Flächenelemente 2, 4 entlang jeweils einer Längsrichtung L₂ und L₄ . Wie in 2 dargestellt, ist die Betrachtungsrichtung auf diese Schnittansicht parallel zu den Längsrichtungen L₂ und L₄ Die Eingriffsaussparung A am ersten Flächenelement 2 erstreckt sich entlang einer ersten gekrümmten Bahn K_A , wobei diese einen mittleren Krümmungsradius R_A aufweist. Im distalen Endbereich der Eingriffsaussparung A (in der Figur links) ist ein Dichtungselement 3 in der Eingriffsaussparung A angeordnet. Analog zur Geometrie der Eingriffsaussparung A weist das zweite Flächenelement 4 einen Eingriffsvorsprung B auf, welcher sich entlang einer zweiten gekrümmten Bahn K_B erstreckt, welche einen mittleren Krümmungsradius R_B aufweist. Bei dem in 2 dargestellten, zusammengebauten Zustand des ersten und des zweiten Flächenelements 2, 4 ist deutlich erkennbar, dass die erste gekrümmte Bahn K_A und die zweite gekrümmte Bahn K_B mit Vorteil deckungsgleich zueinander angeordnet und ausgebildet. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass auch die mittleren Krümmungsradien R_A und R_B der Eingriffsaussparung A und des Eingriffsvorsprungs B identisch sind. Die Eingriffsaussparung A weist eine im Wesentlichen konstant bleibende Aussparungsbreite W_A auf, welche etwas größer ist als die Vorsprungbreite W_B des Eingriffsvorsprungs B. Insbesondere bevorzugt liegt zwischen der Eingriffsaussparung A und dem Eingriffsvorsprung B lediglich eine enge Spielpassung vor, wobei die Differenz zwischen der Aussparungsbreite W_A und der Vorsprungbreite W_B mit Vorteil nur im Bereich von 0,5 - 3 mm liegt. Bei dem in 2 dargestellten, zusammengebauten Zustand des ersten und des zweiten Flächenelements 2, 4 presst der Eingriffsvorsprung B das Dichtungselement 3 in den Endbereich der Eingriffsaussparung A, was in der Figur nur sehr vereinfacht dargestellt ist. Es versteht sich, dass das Dichtungselement 3 aufgrund seiner elastischen Materialeigenschaften hier eine entsprechende ausweichende Verformung durchführt, welche den Endbereich der Eingriffsaussparung A mit elastischem Material derart ausfüllt, dass eine Abdichtung des Verbindungsbereiches zwischen den beiden Flächenelementen 2, 4 erreicht ist.
• 3 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform, bei welcher neben dem ersten Flächenelement 2 und dem zweiten Flächenelement 4 ein drittes Flächenelement 6 vorgesehen ist. Die Flächenelemente 2, 4, 6 sind dabei mit Vorteil identisch ausgebildet, wobei jedes Flächenelement 2, 4, 6 jeweils einen Eingriffsvorsprung B und eine Eingriffsaussparung A aufweist. Auf diese Weise lässt sich durch eine Vielzahl solcher Flächenelemente 2, 4, 6 eine größere Flächeneinheit 1 mit genau abgestimmter Breite herstellen. Die erste Kontaktseite 22 des ersten Flächenelements 2 mit ihrer Eingriffsaussparung A ist dabei zur zweiten Kontaktseite 44 des zweiten Flächenelements 4 mit dem daran angeordneten Eingriffsvorsprung B hin gewandt. Analog hierzu ist die erste Kontaktseite 42 des zweiten Flächenelements 4 zur zweiten Kontaktseite 64 des dritten Flächenelements 6 hin gewandt angeordnet, so dass die am zweiten Flächenelement 4 ausgebildete Eingriffsaussparung A in formschlüssigen Eingriff mit dem am dritten Flächenelement 6 ausgebildeten Eingriffsvorsprung B.
• 4 schließlich zeigt eine Detailansicht einer Eingriffsaussparung A eines ersten Flächenelements 2. Dabei ist erkennbar, dass die Eingriffsaussparung A wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen sich entlang einer ersten gekrümmten Bahn K_A erstreckt und eine Aussparungsbreite W_A aufweist. Weiterhin bevorzugt spannt die Eingriffsaussparung dabei einen Bogenwinkel α auf, welcher im vorliegenden Ausführungsbeispiel bei ca. 140° - 150° liegt. Dieser Bogenwinkelbereich der Eingriffsaussparung A hat sich insbesondere als optimaler Kompromiss für eine einfache Herstellbarkeit bei gleichzeitig hoher Festigkeit der formschlüssigen Verbindung zwischen zwei Flächenelementen gezeigt.
• 5 zeigt eine perspektivische Ansicht auf eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flächeneinheit 1, bei welcher insgesamt fünf Flächenelemente 2, 4, 6, 8, 10 vorgesehen sind, welche formschlüssig miteinander verbunden sind. Das erste Flächenelement 2 und das fünfte Flächenelement 10 sind dabei als Randelemente 5 ausgebildet. Der Verbindungsbereich zwischen den einzelnen Flächenelementen 2, 4, 6, 8, 10 ähnelt dabei der in 3 gezeigten Anordnung. Es versteht sich, dass neben den mittleren drei Flächenelementen 4, 6, 8 eine Vielzahl weitere solcher Elemente vorgesehen sein kann, insbesondere um eine größere Erstreckung der Flächeneinheit 1 zu erreichen. Die in 5 gezeigte Flächeneinheit 1 ist dabei vorzugsweise als Boden für ein Aufbewahrungsgefäß einer elektrischen Batterie in einem Kraftfahrzeug geeignet. Durch die hohlkörperförmige Ausbildung der Flächenelemente 2, 4, 6, 8, 10 lässt sich insbesondere auch Kühlflüssigkeit durch die Flächeneinheit leiten, sodass eine Kühlung der Batterie über dem Batterieboden mit einer erfindungsgemäßen Flächeneinheit 1 möglich ist.
• Bezugszeichen:

1 -

Flächeneinheit

2 -

erstes Flächenelement

3 -

Dichtungselement

4 -

zweites Flächenelement

5 -

Randelement

6 -

drittes Flächenelement

8 -

viertes Flächenelement

10 -

fünftes Flächenelement

22 -

erste Kontaktseite

24 -

zweite Kontaktseite

42 -

erste Kontaktseite

44 -

zweite Kontaktseite

52 -

Verbindungsabschnitt

64 -

zweite Kontaktseite

α -

Bogenwinkel

A -

Eingriffsaussparung

B -

Eingriffsvorsprung

K_A -

erste gekrümmte Bahn

K_B -

zweite gekrümmte Bahn

L_A -

erste Längsrichtung

L_B -

zweite Längsrichtung

W_A -

Aussparungsbreite

W_B -

Vorsprungbreite

Claims (15)

1. Flächeneinheit (1), umfassend zumindest ein erstes Flächenelement (2) und zumindest ein zweites Flächenelement (4), wobei die Flächenelemente (2, 4) entlang ihrer jeweiligen Längsrichtung (L₂, L₄) einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweisen, wobei das erste Flächenelement (2) eine Eingriffsaussparung (A) aufweist und das zweite Flächenelement (4) einen Eingriffsvorsprung (B) aufweist, wobei in der Eingriffsaussparung (A) ein Dichtungselement (3) angeordnet ist, wobei der Eingriffsvorsprung (B) formschlüssig in der Eingriffsaussparung (A) in Eingriff bringbar ist, derart dass dabei das erste Flächenelement (2) formschlüssig am zweiten Flächenelement (4) festgelegt ist und der Eingriffsvorsprung (B) gegen das Dichtungselement (3) vorgespannt ist.
2. Flächeneinheit (1) nach Anspruch 1, wobei die Flächenelemente (2, 4) als stranggepresste Aluminiumprofile ausgebildet sind.
3. Flächeneinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Erstreckung eines jeweiligen Flächenelements (2, 4) parallel zu seiner Längsrichtung (L₂, L₄) ein Vielfaches seiner Erstreckung quer zur Längsrichtung (L₂, L₄) ist.
4. Flächeneinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eines der Flächenelemente (2, 4) als ein Randelement (5) ausgebildet ist, wobei am Randelement (5) beabstandet von der Eingriffsaussparung (A) oder des Eingriffsvorsprungs (B) ein Verbindungsabschnitt (52) zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung mit einem Bauteil eines Batteriegefäßes ausgebildet ist.
5. Flächeneinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Eingriffsaussparung (A) in einem Schnitt senkrecht zur ersten Längsrichtung (L₂) einer ersten gekrümmten Bahn (K_A) folgt und eine senkrecht zu dieser ersten gekrümmten Bahn (K_A) gemessene und im Wesentlichen gleichbleibende Aussparungsbreite (W_A) aufweist.
6. Flächeneinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Eingriffsvorsprung (B) in einem Schnitt senkrecht zur zweiten Längsrichtung (L₄) einer zweiten gekrümmten Bahn (K_B) folgt und eine senkrecht zu dieser zweiten gekrümmten Bahn (K_B) gemessene und im Wesentlichen gleichbleibende Vorsprungbreite (W_B) aufweist.
7. Flächeneinheit (1) nach Anspruch 5 und 6, wobei die erste gekrümmte Bahn (K_A) einen ersten mittleren Krümmungsradius (R_A) aufweist und die zweite gekrümmte Bahn (K_B) einen zweiten mittleren Krümmungsradius (R_B) aufweist, wobei der erste mittlere Krümmungsradius (R_A) ein 0,8- bis 1,2-faches des zweiten mittleren Krümmungsradius' (R_B) ist.
8. Flächeneinheit (1) nach Anspruch 7, wobei der erste mittlere Krümmungsradius (R_A) gleich dem zweiten mittleren Krümmungsradius (R_B) ist.
9. Flächeneinheit (1) nach Anspruch 8, wobei in dem Zustand in dem der Eingriffsvorsprung (B) in die Eingriffsaussparung (A) formschlüssig eingreift, die erste gekrümmte Bahn (K₂) im Wesentlichen kollinear zur zweiten gekrümmten Bahn (K₄) liegt.
10. Flächeneinheit (1) nach Anspruch 5 und einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Eingriffsaussparung (A) entlang der ersten gekrümmten Bahn (K_A) einen Bogenwinkel (α) aufspannt welcher 90° bis 160°, bevorzugt 110° bis 150° und besonders bevorzugt ca. 130° bis 150° beträgt.
11. Flächeneinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Flächenelement (2) eine erste Kontaktseite (22) aufweist, an welcher eine Eingriffsaussparung (A) vorgesehen ist, wobei das erste Flächenelement (2) der ersten Kontaktseite (22) senkrecht zur ersten Längsrichtung (L₂) gegenüberliegend eine zweite Kontaktseite (24) aufweist, an welcher ein Eingriffsvorsprung (B) vorgesehen ist, wobei das zweite Flächenelement (4) eine erste Kontaktseite (42) aufweist, an welcher eine Eingriffsaussparung (A) vorgesehen ist, wobei das zweite Flächenelement (4) der ersten Kontaktseite (42) senkrecht zur zweiten Längsrichtung (L₄) gegenüberliegend eine zweite Kontaktseite (44) aufweist, an welcher ein Eingriffsvorsprung (B) vorgesehen ist.
12. Flächeneinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein drittes Flächenelement (6) vorgesehen ist, welches eine erste Kontaktseite (62) aufweist an welcher eine Eingriffsaussparung (A) oder ein Eingriffsvorsprung (B) ausgebildet ist, wobei das erste und das dritte Flächenelement (2, 6) als Randelement (5) ausgebildet sind und jeweils am zweiten Flächenelement (4) formschlüssig festgelegt sind.
13. Flächeneinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei ein drittes Flächenelement (6) vorgesehen ist, welches eine erste und eine zweite Kontaktseite aufweist, wobei an der ersten Kontaktseite des dritten Flächenelement (6) eine Eingriffsaussparung (A) und an der zweiten Kontaktseite ein Eingriffsvorsprung (B) ausgebildet ist, wobei das erste Flächenelement (2) formschlüssig am zweiten Flächenelement (4) festgelegt ist, wobei das zweite Flächenelement (6) formschlüssig am dritten Flächenelement (6) festgelegt ist.
14. Flächeneinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend zumindest vier, und vorzugsweise zumindest sechs Flächenelemente (2, 4, 6, 8, 10), welche jeweils an zumindest einem benachbart angeordneten Flächenelement (2, 4, 6, 8, 10) formschlüssig festgelegt sind, wobei zwei der Flächenelemente (2, 4, 6, 8, 10) als Randelement (5) ausgebildet sind.
15. Flächeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dichtungselement (3) im distalen Endbereich der Eingriffsaussparung (A) angeordnet ist, wobei der Eingriffsvorsprung (B) mit seinem distalen Ende gegen das Dichtungselement (3) zur Anlage gelangt und dieses komprimiert.

Images