EP4200932A1 - Batterieschale aus kunststoff aufweisend ein einlegeteil, werkzeug sowie verfahren zum herstellen einer batterieschale, traktionsbatterie und kraftfahrzeug - Google Patents

Batterieschale aus kunststoff aufweisend ein einlegeteil, werkzeug sowie verfahren zum herstellen einer batterieschale, traktionsbatterie und kraftfahrzeug

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EP4200932A1
EP4200932A1 EP22757975.2A EP22757975A EP4200932A1 EP 4200932 A1 EP4200932 A1 EP 4200932A1 EP 22757975 A EP22757975 A EP 22757975A EP 4200932 A1 EP4200932 A1 EP 4200932A1
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EP
European Patent Office
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insert
battery
battery shell
indentation
tool
Prior art date
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Pending
Application number
EP22757975.2A
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English (en)
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Inventor
Felix Tischer
Jonatan SCHDANOW
Georg Enkirch
Nicolay BERGMANN
Timm Heidemeyer
Fabian Siggia
Roman BOUFFIER
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Kautex Textron GmbH and Co KG
Original Assignee
Kautex Textron GmbH and Co KG
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • Battery shell made of plastic having an insert, tool and method for producing a battery shell, traction battery and motor vehicle
  • the invention relates to a battery shell made of plastic, having an insert, a tool and a method for producing a battery shell, a traction battery and a motor vehicle.
  • the invention relates to a battery shell, in particular a battery shell of a traction battery, the battery shell having a base and at least four side walls, the battery shell having an inside and an outside, the battery shell being formed in a hybrid construction from an insert and a molding compound.
  • the object of the invention is to provide an improvement or an alternative to the prior art.
  • the task is solved by a battery tray, in particular a battery tray of a traction battery, the battery tray having a base and at least four side walls, the battery tray having an inside and an outside, the battery tray having a hybrid construction consisting of an insert and a molding compound is formed, wherein the battery shell has at least one indentation, preferably two indentations and particularly preferably more than two indentations, one indentation extending in an area of the battery shell formed by the molding compound, one indentation having a point that corresponds to the insert and wherein a distance from the corresponding point of the indentation to the insert is less than or equal to 2 mm, preferably less than or equal to 1 mm and particularly preferably less than or equal to 0.5 mm.
  • a “battery shell” is understood to mean a housing component of a battery, in particular a traction battery.
  • a battery shell is set up to accommodate components of a battery and accordingly has a receiving space for accommodating components, so that they can be protected from external influences by the battery shell and/or at least indirectly secured in the battery shell.
  • a battery shell is preferably understood to mean a lower battery shell or an upper battery shell, with the lower battery shell and upper battery shell preferably together forming the essential components of the housing of a traction battery.
  • a battery shell has a “bottom” and, preferably, a traction battery with a substantially rectangular outline, at least four “side walls”.
  • the bottom and side walls of the battery tray form the capacity of a battery tray, with the capacity of the battery tray describing the “inside” of the battery tray.
  • the “outside” of the battery tray is on the side of the floor and side walls that faces away from the capacity.
  • hybrid design a design of battery shells, in which different components with partially different properties can be combined to form a battery shell.
  • an insert as a solid body, having a higher tensile strength than a molding compound, is connected to the molding compound to form a hybrid battery shell. Due to its high degree of geometric variability, the molding compound can make it possible to achieve an almost unlimited geometric complexity of the battery shell. At the same time, the insert part, which is high-strength compared to the molding compound, can be used to achieve a battery shell with outstanding structural-mechanical properties.
  • the hybrid construction of a battery shell can improve characteristics of the battery shell compared to the sole use of a molding compound.
  • an “insert” is understood to mean a solid body which can be introduced into a battery shell to reinforce the battery shell, in particular for local reinforcement.
  • an insert can be understood to mean a stiffening element and/or a local stiffening means.
  • An insert preferably has a higher tensile strength than a consolidated molding composition.
  • An insert is preferably a semi-finished product, in particular a semi-finished product which extends at least in regions with a constant cross-section in the direction of main extension.
  • An insert is preferably formed from a metallic material.
  • an insert is formed from plastic, in particular from a thermoplastic plastic or a duroplastic plastic, with one being made of a Plastic molded insert can also have a fiber volume content, whereby additional stiffening of the insert can be achieved.
  • an “insert” is understood to mean an insert which can remain rigid and dimensionally stable under the influence of the melting pressure and/or the temperature of the molding compound when the battery shell is formed, i.e. preferably not plastically deformed.
  • an insert can during the handling of the insert be dimensionally stable, preferably when inserting the insert into the tool
  • the insert can deform during the molding of the battery shell, in particular due to the melting pressure when the insert is overflowed with molding compound, provided it is an insert with a thermoplastic matrix.
  • An insert is preferably dimensionally stable, in particular an insert consisting of a metal or an insert comprising a duroplastic is preferably dimensionally stable.
  • a dimensionally stable insert can be understood to mean a dimensionally stable insert.
  • An insert in a battery shell preferably has a flatness tolerance according to DIN ISO 1101 with a tolerance range of less than or equal to 4 mm, preferably with a tolerance range of less than or equal to 2 mm and particularly preferably with a tolerance range of less than or equal to 1 mm.
  • an insert comprising a thermoplastic material can only be dimensionally stable in its core until it reaches its melting temperature, so that in the case of an insert comprising a thermoplastic material, it can be provided that the core of this insert is before or during the off not to heat up to the melting temperature when shaping the battery shell.
  • the use of an insert made of a thermoplastic material does not differ fundamentally from the use of a duroplastic or metal insert, particularly since an insert can remain dimensionally stable even when placed in the tool and can thus also be placed upright.
  • An insert preferably remains dimensionally stable even under the influence of the melt pressure and the temperature of the molding composition.
  • an insert for the battery shell proposed here can be demonstrated in the micrograph of a cross section of the battery shell intersecting the insert.
  • An insert is preferably not plastically deformed.
  • a material connection between the insert and the molding compound can be achieved. It is expressly pointed out here that a material connection is no indication against the use of an insert.
  • an insert with a thermoplastic base material is heated before it is introduced into the article cavity, in particular to a temperature that is slightly below the melting temperature of the base material, in particular to a temperature of more than or equal to 5 °C below the melting temperature of the thermoplastic base material, and the molding compound which also has a thermoplastic material suitable for a cohesive connection as the base material, heats up the insert part on its surface in such a way that a cohesive connection between the
  • an insert does not mean an organo sheet heated above the melting temperature, since an organo sheet heated above the melting temperature can form folds and/or bulges due to the temperatures and forces that act on the organo sheet when a battery shell is formed, resulting in an organo sheet cannot be reproducibly and/or loaded path-fairly introduced into a battery shell having a molding compound, in particular not using an injection molding process or a compression molding process.
  • thermoplastic or a duroplastic material is to be thought of in particular, which is optionally mixed with a fiber material, in particular glass fiber, carbon fiber, aramid fiber or the like.
  • the molding composition preferably has fibers with a length of less than or equal to 15 mm, particularly if the molding composition is a polyamide, preferably fibers with a length of less than or equal to 12 mm and particularly preferably fibers with a length of less than or equal to 10 mm.
  • the molding composition expediently has fibers with a length of less than or equal to 35 mm, particularly if the molding composition is a polypropylene, preferably fibers with a length of less than or equal to 30 mm and particularly preferably fibers with a length of less than or equal to 25 mm.
  • the molding composition especially if the molding composition is a duroplastic SMC (sheet molding compound), fibers with a length of less than or equal to 65 mm, preferably fibers with a length of less than or equal to 57 mm and particularly preferably fibers with a length of shorter than or equal to 50 mm.
  • the molding compound preferably has fibers with a length of greater than or equal to 8 mm, particularly if the molding compound is a thermosetting SMC, preferably fibers with a length greater than or equal to 10 mm and more preferably fibers having a length greater than or equal to 12 mm.
  • a “indentation” is understood as meaning a hollow shape in relief on the surface of the battery shell.
  • An indentation is preferably a concave and/or convex depression in the surface of the battery shell, and an indentation can preferably have a large number of spatial curvatures.
  • the geometry of an indentation corresponds to a segment of a sphere.
  • the material thickness of the molding compound decreases between the surface of the battery shell and the insert; in particular, the material thickness of the molding compound can also drop locally to 0 mm.
  • an indentation can be understood to mean a local reduction in the material thickness of the molding compound in relation to the insert.
  • An indentation preferably has a longitudinal extent which corresponds to at least three times a transverse extent of the same indentation and preferably runs transversely to the preferred direction of designated endless fibers in a designated insert.
  • An indentation in the battery tray corresponds to an elevation in the article cavity of the tool for forming the battery tray.
  • an indentation can serve as a support and as a means for reproducible positioning of the insert within the battery shell, which can ensure that the insert remains in place when the molding compound overflows.
  • an indentation is used for quality control of a manufactured battery shell, since the positioning of the insert in the battery shell can be checked by means of one or more indentations.
  • a “distance” is understood to mean a distance between the insert and the surface of the battery shell, in particular in the area of an indentation.
  • the distance from the corresponding point of the indentation to the insert is preferably less than or equal to 0.1 mm and particularly preferably equal to 0 mm .
  • a battery shell is specifically proposed here, which has a form-fitting and/or material-locking connection between at least one insert part and the molding compound.
  • the insert advantageously enables local reinforcement of the battery shell, while the molding compound enables a geometrically complex shape to be produced.
  • an insert also enables reproducible positioning of the insert within the battery shell, since an insert can also be positioned reproducibly in a tool for producing a battery shell, in particular with respect to the molding compound flowing during the molding of the battery shell.
  • a reproducible local reinforcement of the battery shell can thus also be achieved, preferably a reproducible reinforcement of the battery shell that is appropriate for the load path.
  • an insert prevents the formation of folds and/or buckling of a local reinforcement measure and thus a reduction in the overall component rigidity.
  • the surface quality of the battery shell can also be improved in some cases, because no endless fibers introduced for reinforcement are pressed onto the surface of the battery shell by the overflowing molding compound.
  • thermally induced expansion of the local reinforcement can be reduced or prevented by using an insert.
  • the use of an insert can reduce or prevent a change in the position of a local stiffening measure in the tool, in particular during the molding of the battery shell and/or by suitably designing the tool, due to overflowing molding compound.
  • a battery shell can also have a plurality of inserts, in particular two inserts, three inserts, four inserts, five inserts, six inserts, seven inserts, eight inserts, nine inserts and so on.
  • a battery shell preferably has a plurality of indentations, in particular a plurality of indentations arranged to correspond to one another, preferably a plurality of indentations arranged symmetrically to the insert part.
  • An indentation can advantageously achieve a reproducible and load path-oriented positioning of an insert that locally reinforces the battery shell. Furthermore, an indentation can be used for quality control of the battery tray.
  • the insert is continuously fiber-reinforced.
  • An “endless fiber-reinforced” insert is understood to mean an insert comprising a thermoplastic and/or a duroplastic material, the insert comprising endless fibers in the form of fabrics and/or in the form of unidirectional tapes and/or in the form of scrims.
  • An endless fiber-reinforced insert preferably has unidirectional endless fibers oriented primarily in the longitudinal direction of the insert.
  • an insert with a comparatively high stiffness can be used, which means that the battery shell also has a high local
  • a contact area between the insert and the molding compound is particularly preferably greater than or equal to 50% of the surface of the insert, preferably greater than or equal to 55% of the surface of the insert and particularly preferably greater than or equal to 60% of the surface of the insert.
  • a "contact surface” between an insert and the molding compound is understood to mean the surface of the insert wetted by the molding compound.
  • the surface of the insert wetted by the molding compound is preferably understood to mean the surface of the insert on which the molding compound has a thickness of greater than or equal to 0.5 mm, preferably a thickness of greater than or equal to 1.0 mm and particularly preferably a thickness of greater than or equal to 1.5 mm.
  • a contact area between the insert and the molding composition is greater than or equal to 65% of the surface of the insert, preferably greater than or equal to 70% of the surface of the insert and particularly preferably greater than or equal to 80% of the surface of the insert. Also preferably, a contact area between the insert and the molding composition is greater than or equal to 85% of the surface of the insert, preferably greater than or equal to 90% of the surface of the insert and particularly preferably greater than or equal to 95% of the surface of the insert.
  • a contact area between the insert and the molding compound is greater than or equal to 25% of the surface of the insert, preferably greater than or equal to 35% of the surface of the insert and particularly preferably greater than or equal to 45% of the surface of the insert.
  • the value for the contact area can also be used to ensure that part of the area of the insert is completely wetted with the molding compound. Furthermore, it can preferably be achieved that at least a partial area of the insert can be surrounded on both sides by the molding compound, as a result of which a particularly advantageous form-fitting connection can be achieved.
  • the insert part can be introduced practicably and/or conveniently into a tool for molding the battery shell, since the insert part is in the tool before the designated flow of the molding compound at least partially on two sides of a partial area of the designated insert part is arranged at a distance from the border of the mold cavity, which means that it can be handled well on the one hand, especially on both sides, and on the other hand, in the case of a pre-tempered insert part, it does not lose its desired temperature difference to the mold wall so quickly, since a direct Contact between the tool wall and the insert can be reduced or largely avoided.
  • the value of the contact surface proposed here can be used to reduce any component distortion due to the at least partial form fit, in particular the form fit on both sides, between the insert and the molding compound, since the components consisting of the molding compound and the insert can be arranged symmetrically to each other.
  • the value for the contact surface can also be used to ensure that the insert part can be completely enclosed by the molding compound, at least in some areas, in relation to its lateral surface.
  • the above values for the contact area should not be understood as sharp limits, but rather that they should be able to be exceeded or fallen below on an engineering scale without departing from the described aspect of the invention. In simple terms, the values should provide an indication of the size of the contact surface area proposed here. Also preferred is a contact area between the insert and the molding compound that is less than or equal to 99.5% of the surface of the insert, preferably less than or equal to 99% of the surface of the insert and particularly preferably less than or equal to 97.5% of the surface of the insert.
  • a contact area between the insert and the molding compound is advantageously less than or equal to 95% of the surface of the insert, preferably less than or equal to 92.5% of the surface of the insert and particularly preferably less than or equal to 90% of the surface of the insert.
  • the value of the contact area proposed here enables a reproducible fixation of the insert within the designated tool for shaping the battery shell and thus also a reproducible positioning of the insert within the battery shell.
  • the means for reproducibly positioning the insert in the tool which preferably correspond to the contact surface, can prevent a change in the position of the insert in the tool due to overflowing molding compound during the molding of the battery shell being so pronounced that the insert in the area reaches the wall of the article cavity between corresponding means for reproducible positioning.
  • the above values for the contact area should not be understood as sharp limits, but rather that they should be able to be exceeded or fallen below on an engineering scale without departing from the described aspect of the invention. In simple terms, the values should provide an indication of the size of the contact surface area proposed here.
  • the insert is preferably produced using a pultrusion process.
  • a “pultrusion process” is understood to mean an automated or automated continuous process for the production of inserts, in particular endless fiber-reinforced inserts, which is preferably suitable for large-scale production.
  • inserts with a very high degree of geometric and structural-mechanical design freedom can advantageously be produced reproducibly in large-scale production.
  • an insert part can be optimally adapted to the needs of the battery shell in terms of its properties.
  • an insert part can have a complex geometry and preferably a homogeneous structure of endless fibers. These properties can be demonstrated in a profile section of the battery shell, so that an insert manufactured using the pultrusion process can also be verified by means of a profile section.
  • the battery shell is formed using an injection molding process or a pressing process.
  • injection molding process is understood to mean a primary shaping process, in which the material to be processed, in particular plastic, is liquefied by means of an injection molding machine and injected under pressure into a mold, the injection mold becomes .
  • the material returns to its solid state as a result of cooling and/or a crosslinking reaction and can be removed as a component after the injection molding tool has been opened.
  • a “pressing process” is understood to mean a primary molding process in which the molding compound is introduced into the cavity of an associated pressing tool in a first step, with the pressing tool being closed in a second step, in particular using a pressure piston. By closing the pressing tool, the The molding compound has the shape specified by the pressing tool
  • the pressing tool is preferably temperature-controlled.
  • a pressing process can also be understood as a direct compounding process (D-LFT), in which a fiber material is drawn into an extruder, impregnated there with the already melted matrix polymer, in particular a thermoplastic, and transferred to an injection piston and is then introduced as a molding compound into the pressing tool.
  • D-LFT direct compounding process
  • An indentation expediently has a rectilinear course at least in regions at a point corresponding to the insert part.
  • an indentation should be considered here, which has the shape of a groove at least in some areas. Particularly preferably, it should be remembered that an indentation with the shape a groove corresponds to a guide area within the article cavity of the tool for producing the battery shell, with an indentation inside the battery bowl enabling the insert part to rest linearly on the guide area in the article cavity.
  • the course of the deepest point of the indentation which is rectilinear at least in some areas, ends at least on one side in the plane of the solid surface of the battery shell. In this way, notch stresses in this area can be avoided or reduced.
  • An indentation is also expediently in the form of a groove.
  • an indentation at a point corresponding to the insert has, at least in regions, a plane which runs parallel to a plane of the insert.
  • parallel to a plane is understood to mean that the plane of the indentation runs essentially parallel to the plane of the corresponding insert, with the normal vectors of the respective planes having a difference angle of less than or equal to the corresponding manufacturing tolerances and positioning tolerances 5°, preferably a difference angle of less than or equal to 2°, preferably a difference angle of less than or equal to 1° and particularly preferably a difference angle of less than or equal to 0.5°
  • the planes preferably even coincide.
  • an indentation should be considered here, which with a stop in an article cavity in a designated Corresponds tool for producing the battery shell, wherein the stop for reproducible positioning of the insert is set up in the battery shell.
  • an indentation runs horizontally and/or vertically relative to the bottom of the battery shell, at least in certain areas.
  • An indentation expediently has a transverse extent, the transverse extent having a width of greater than or equal to 1 mm at its widest point and/or the transverse extent having a width of less than or equal to 20 mm at its widest point.
  • a "transverse extent” of the indentation is understood to mean the extent of the indentation which the indentation has transversely from a direction of symmetry of the indentation.
  • An indentation preferably has a width of greater than or equal to 2 mm, preferably greater than or equal to 3 mm and particularly preferably greater than or equal to 5 mm.
  • an indentation preferably has a width of less than or equal to 25 mm, preferably a width of less than or equal to 15 mm and particularly preferably a width of less than or equal to 10 mm
  • an indentation merges steadily and/or continuously and dif ferentiably into the immediately adjacent and at least partially planar surface of the battery shell.
  • An indentation preferably encloses an edge of the insert at least in regions, preferably two edges of the insert at least in regions.
  • An “edge” is understood to be a continuous, but not differentiable, transition between two surfaces of the insert.
  • an indentation is proposed which is provided for the positioning of the insert as a stop and/or as a support and/or as a guide, the indentation corresponding to two, in particular at least two and/or three, surfaces of the insert.
  • an indentation on the side of the region of the battery shell that is opposite the insert part has a corresponding opposite indentation; the opposite indentations are preferably arranged symmetrically to one another.
  • a geometry of the battery shell which corresponds to a means for reproducibly positioning the insert part within the article cavity and/or within the battery shell.
  • a geometry that corresponds to a guide area within the article cavity is preferably considered here. It should preferably be considered that the opposite indentation is arranged opposite one another in relation to at least one axis of symmetry, preferably two axes of symmetry.
  • an opposite indentation can also be contiguously connected to the corresponding indentation, with preferably at least two edges of the insert being surrounded by the contiguous indentation.
  • a first indentation has a second indentation on the side of the area of the battery shell that is opposite the insert part, which is arranged offset to a position opposite the first indentation.
  • An insert is expediently arranged in an inner reinforcement of the battery shell, in particular in a frame.
  • An “internal stiffening means” is understood to mean a geometric configuration of the battery shell on the inside of the battery shell, which is designed to stiffen the battery shell.
  • An internal stiffening means is preferably a frame.
  • a frame is understood to mean a geometry exhibited in the interior of the battery shell, which is set up to stiffen the battery shell.
  • a frame is preferably a longitudinal frame, with a longitudinal frame extending in the longitudinal direction of the battery shell and being set up to increase at least one area moment of inertia, particularly preferably two area moments of inertia, of a cross section of the battery shell running normal to the longitudinal direction, so that the battery shell is reinforced.
  • a frame is preferably a transverse frame, with a transverse frame extending in the transverse direction of the battery shell and being set up to increase at least one area moment of inertia, particularly preferably two area moments of inertia, of a cross section of the battery shell running normal to the transverse direction, so that the battery shell is reinforced.
  • a frame is preferably arranged in such a way that it is set up as a spatial separation between two designated adjacent battery cells and/or battery modules.
  • a battery module can be attached to an inner stiffening means.
  • a battery module is preferably carried by an inner stiffening means.
  • An inner stiffening means preferably has at least one longitudinal frame and at least one transverse frame.
  • the at least one longitudinal frame and the at least one transverse frame are preferably connected to one another.
  • the insert part can be introduced into the battery shell in a particularly advantageous manner in line with the load path, while at the same time the available space, for example in a separating frame arranged between the designated battery modules, can be used.
  • An insert is also expediently arranged in an outer reinforcement of the battery shell. The following is explained conceptually:
  • an “external stiffening means” is understood to mean a geometric configuration of the battery shell on the outside of the battery shell and/or a material change in the battery shell, which is designed to stiffen the battery shell.
  • An outer stiffening means is preferably set up to stiffen the bottom of the battery tray and/or at least one side wall of the battery tray.
  • a profiling of at least one side wall of the battery shell is preferably considered, with the profiling of the at least one profiled side wall of the battery shell having at least one area moment of inertia of the at least one profiled side wall of the battery shell, particularly preferably two area moments of inertia of the at least one profiled side wall of the battery shell. increased compared to a side wall of a battery tray without profiling and with a comparable wall thickness and comparable material composition.
  • a profiling is preferably an I-profile, a U-profile, a T-profile, a Z-profile, an L-profile, a hollow profile, a profile cumulatively composed of the aforementioned profiles or a different profiling.
  • profiling can be understood to mean any geometric change compared to a planar extension of at least one side wall and/or the bottom of the battery shell.
  • an external stiffening means presented here does not apply a reinforcement of a side wall of the battery tray is limited, but also two or more side walls of the battery tray, preferably all side walls of the battery tray, can have an external reinforcement.
  • a side wall can be a component of an outer stiffening means.
  • an insert can advantageously be arranged as a local stiffening measure in a region of the battery shell that is particularly advantageous for this purpose.
  • the outer stiffening means is used to fasten the battery tray to the designated motor vehicle, so that greater loads act on the battery tray for this reason alone.
  • an area of the battery shell can be reinforced in this way, which is exposed to large external loads in the event of a side pole impact.
  • the insert has a thermoplastic, a duroplastic or a metallic base material.
  • An insert can consist entirely of a homogeneous "base material" or, in addition to the base material, can have reinforcement, in particular in the form of glass fibers, carbon fibers, aramid fibers and/or basalt fibers.
  • thermoplastic base material can be deformed in a material-dependent temperature range, whereby this process is reversible and can be repeated as often as desired by cooling and reheating until it reaches the molten state.
  • thermosetting base material can no longer be deformed after it has hardened by heating or other measures.
  • the molding compound preferably has a thermoplastic or a duroplastic base material.
  • a polyamide is preferably thought of here, in particular a polyamide 6, a polyamide 6. 6 or a polyamide 12 .
  • the molding compound can preferably contain polypropylene or polycarbonate.
  • the insert has a chamfer.
  • a "chamfer” is understood to mean a beveled surface on a first edge of the insert.
  • a chamfer can have an angle of greater than or equal to 20°, preferably an angle of greater than or equal to 30°, more preferably an angle of greater than or equal to 40° and particularly preferably an angle of greater than or equal to 50°
  • a bevel can have an angle of less than or equal to 70°, preferably an angle of less than or equal to 60°, further preferably an angle of less than or equal to 50° and particularly preferably one Angles less than or equal to 40°.
  • the insert part preferably has a chamfer on the edge of the insert part that is designed to face away from the article cavity and/or from the surface of the battery shell.
  • the chamfer can extend over a thickness of greater than or equal to 20% of the thickness of the insert, preferably over a thickness of greater than or equal to 40% of the thickness of the insert, more preferably over a thickness of greater than or equal to 60% of the thickness of the insert and more preferably over a thickness greater than or equal to 80% of the thickness of the insert.
  • the beveled surface of the chamfer may coincide with a second edge, the second edge being located adjacent to the first edge. This can cause the insert to end in a pointed edge at least on one side, with the pointed edge having an opening angle of less than or equal to 70°, preferably an opening angle of less than or equal to 50° and particularly preferably an opening angle of less than or equal to 30 ° .
  • the molding compound When the mold is closed, the molding compound overflows the insert with a moving flow front, which can change the position of the insert or damage the insert in its structure.
  • the chamfer can be set up to interact with a flow front of the molding compound when molding the battery shell, in particular through the specific design of the end of the insert that first comes into contact with the flow front, in particular through a chamfer on an edge of the insert.
  • an edge around which the flow front of the molding compound is designed to flow at an angle can have a chamfer and thus a beveled surface.
  • the flow resistance acting on the molding compound from the insert can be reduced and/or smaller forces are transmitted from the molding compound to the insert, as a result of which any structural damage to the insert can be reduced or prevented.
  • this allows the insert to be pressed by the molding compound against the article cavity of the tool can be, whereby a reproducible arrangement of the insert in the battery tray can be effected.
  • the task is solved by a tool for producing a battery tray according to the first aspect of the invention, the tool forming an article cavity, the tool having a means for reproducibly positioning an insert part within the article cavity, the tool having a means for Introducing a molding compound into the article cavity.
  • a “tool” is understood to mean a device for primary shaping, in particular for primary shaping of a battery shell according to the first aspect of the invention from a molten z liquid molding compound.
  • a tool is preferably understood to mean an injection molding tool.
  • a tool is preferably understood to mean a pressing tool.
  • a tool is preferably understood to mean a plunge edge tool.
  • An “article cavity” is understood to mean the hollow space that is formed by a tool for the area-wise shaping of the component to be produced with the tool, in particular a battery shell.
  • a "means for introducing the molding compound into the article cavity” is understood to mean a device that is directly or indirectly assigned to the tool and is set up for this purpose is to introduce a molten mass into the mold.
  • a means for introducing the molding compound into the article cavity is preferably understood to mean a device which is set up to fill the article cavity of the tool and/or the mold cavity of the tool with a molten molding compound, in particular in connection with an injection mold and/or an injection molding device.
  • a means for introducing the molding composition into the article cavity is preferably understood to mean a device with which a molten molding composition can be introduced into a previously opened tool, in particular can be inserted, in particular in connection with a pressing tool and/or a pressing device.
  • a “means for reproducible positioning” is understood to mean a holding means and/or a connecting means which is set up to position the insert part in a reproducible position within the tool and thus also within the designated battery shell.
  • a means for reproducible positioning corresponds to a Means for reproducible statically determined positioning or reproducible statically overdetermined positioning
  • a means for reproducible positioning has a stop, preferably a plurality of stops, and/or a guide area, preferably a plurality of guide areas, and/or a spring-loaded clamping means, preferably a plurality of clamping means , and/or consists of any combination of these different means.
  • a tool for producing a battery shell according to the first aspect of the invention is proposed here. It goes without saying that the previously explained advantages of a battery shell according to the first aspect of the invention extend to a tool for producing a battery shell according to the first aspect of the invention.
  • the tool expediently has at least one stop, preferably at least two stops, the stop being at least part of the means for reproducibly positioning the insert.
  • a “stop” is understood to mean a boundary at least on one side, against which an insert part can be placed when it is intended to be inserted into the tool, and as a result of which the position of the insert part within the article cavity can be designed to be reproducible.
  • the tool expediently has at least one guide area, preferably at least two guide areas, with one guide area being set up to guide the insert at least on one side, preferably to guide the insert on two sides of the insert on two sides of the insert that correspond to one another via the insert, with a guide area having at least one Part of the means for reproducible positioning of the insert is.
  • a “guidance area” is understood to be an area in the boundary of the article cavity, which is set up to hold an insert part when it is intended to be introduced into the article cavity and/or when the battery shell is formed and/or when the shape the battery tray.
  • a guide area can interact with respect to one or more surfaces of the insert and contribute to positioning and/or aligning the insert within the article cavity in a reproducible manner.
  • a guide area can advantageously be used to ensure that the insert is automatically centered when it is introduced into the article cavity in a designated manner.
  • a guide area is preferably designed to correspond to an indentation in the battery shell.
  • the means for reproducibly positioning the insert is expediently spring-loaded.
  • a spring-loaded clamping means should be considered here, which is set up to give the insert part at least a degree of static certainty and which preferably only allows a relative movement between the article cavity and insert part again after the insert part has been inserted into the article cavity when the battery shell is removed from the mold.
  • the object is solved by a method for manufacturing a battery tray according to the first aspect of the invention, by means of an injection molding device or a pressing device with an article cavity forming tool according to the second aspect of the invention Means for reproducibly positioning an insert within the article cavity and a means for introducing a molding compound into the article cavity, the method for producing the battery shell comprising the following steps: a) placing the insert in the article cavity; b) introducing the molding compound into the article cavity; c ) Forming the battery tray ; d) Demoulding of the battery shell.
  • the method proposed here facilitates the reproducible and/or load path-oriented positioning of a local reinforcement measure in the battery shell.
  • the insert is a previously manufactured semi-finished product which, compared to the molding compound used here, preferably has greater strength and can therefore be used for local stiffening of the battery shell, while the molding compound introduced in the viscous state has a high degree of geometric flexibility allows for the geometry of the battery tray.
  • the insert allows comparatively simple handling before and during insertion into the article cavity.
  • the insert can advantageously interact with a means for reproducibly positioning the insert in the article cavity, which can also ensure that the insert has a substantially defined and reproducible relative position in relation to the molding compound of the battery shell when the battery shell is formed can take .
  • an insert having a thermoplastic base material is heated before being placed in the article cavity, with the maximum temperature reached by the insert before being placed remaining below the melting point of the thermoplastic material, in particular at least 5° C. below the melting point of the thermoplastic material fs remains .
  • the insert remains and on the other hand it can be achieved when using a molding compound having a thermoplastic that a materially bonded connection is created between the insert and the molding compound.
  • a molding compound having a thermoplastic that a materially bonded connection is created between the insert and the molding compound.
  • the molding compound overflows the heated insert part, it transfers a flow of heat to the surface of the insert part, which enables a material connection between the insert part and the molding compound.
  • a traction battery in particular a traction battery for a motor vehicle, having a battery shell according to the first aspect of the invention and/or a battery shell manufactured with a tool according to the second aspect of the invention and/or a battery shell manufactured with a method according to the third aspect of the invention.
  • a traction battery in particular a traction battery for a motor vehicle, having a battery shell according to the first aspect of the invention and/or a battery shell manufactured with a tool according to the second aspect of the invention and/or a battery shell manufactured with a method according to the third aspect of the invention.
  • a “motor vehicle” is understood to mean a vehicle driven by a motor.
  • a motor vehicle is preferably not tied to a rail or at least not permanently track-bound.
  • the object is achieved by a motor vehicle having a battery tray according to the first aspect of the invention and/or a battery tray manufactured using a tool according to the second aspect of the invention and/or a battery tray manufactured using a method according to the third aspect of the invention .
  • FIG. 1 schematically shows a section of a first embodiment of a battery shell in a perspective representation
  • FIG. 2 schematically shows a section of a second embodiment of a battery shell in a perspective representation, the battery shell having a sectional representation
  • FIG. 3 a schematic perspective view of a section of a third embodiment of a battery shell, the battery shell having a sectional view.
  • ADJUSTED SHEET (RULE 91) ISA/EP
  • the same reference characters designate the same components or Identical features, so that a description of a component given in relation to one figure also applies to the other figures, so that a repeated description is avoided.
  • individual features that have been described in connection with one embodiment can also be used separately in other embodiments.
  • the battery shell 100 is formed in a hybrid construction and has an insert part 120 in addition to the molding compound 140 .
  • the battery shell 100 has an inner reinforcement 110 which is shaped in the form of a frame 111 .
  • the insert 120 is accommodated in the battery shell 100 in the area of the inner reinforcement 110 .
  • the battery shell 100 has a plurality of indentations 150 which can be used for quality control of the positioning of the insert 120 within the battery shell 100 .
  • the wall thickness of the molding compound 140 is partially 0 mm. In other words, the insert part 120 is directly visible from the outside in areas of the indentations 150 .
  • the insert 120 can have a chamfer.
  • the insert part 120 preferably has a chamfer which is set up to interact with a flow front of the molding compound 140 when the battery shell 100 is formed, with a flow pressure of the Molding compound 140 advantageously interacts with the chamfer when molding battery shell 100 .
  • the insert part can be pressed reproducibly against an article cavity (not shown) of a tool (not shown) by utilizing the flow pressure of the molding compound 140, whereby overall a reproducible arrangement of the insert part 120 in the battery shell 100 can be supported and/or or a reproducibility of an arrangement of the insert part 120 in the battery shell 100 can be improved.
  • the section of an embodiment of a battery shell 100 in FIG. 2 shows an outer side 106 of the battery shell 100, the battery shell 100 being shown in section in such a way that the outer stiffening means 112 is also sectioned.
  • the insert 120 is arranged in the area of the outer reinforcement 112 .
  • the battery shell 100 has a plurality of indentations 150 through which the position of the insert part 120 can be checked.
  • the indentation 150 is in the form of a groove.
  • the indentation 150 On the front side of the insert part 120, the indentation 150 has the shape of a stop within the article cavity (not shown) of the tool (not shown) with which the battery shell 100 was produced.
  • the section of an embodiment of a battery shell 100 in FIG. 3 shows an inside 108 of the battery shell, the battery shell 100 being shown in section such that the inner reinforcement 110 having two parallel frames 111 is also sectioned.
  • Each frame 111 has a separate insert 120 .
  • the battery tray 100 has indentations 150 in the area of the molding compound 140 in the areas corresponding to the respective insert parts 120 .

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterieschale, insbesondere eine Batterieschale einer Traktionsbatterie, wobei die Batterieschale einen Boden und zumindest vier Seitenwände aufweist, wobei die Batterieschale eine Innenseite und eine Außenseite aufweist, wobei die Batterieschale in Hybridbauweise aus einem Einlegeteil und einer Formmasse ausgeformt ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Traktionsbatterie aufweisend selbige Batterieschale und ein Kraftfahrzeug aufweisend selbige Batterieschale. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Werkzeug zum Herstellen ebendieser Batterieschale und ein Verfahren zum Herstellen der Batterieschale.

Description

Batterieschale aus Kunststoff aufweisend ein Einlegeteil , Werkzeug sowie Verfahren zum Herstellen einer Batterieschale , Traktionsbatterie und Kraftfahrzeug
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2021 123 003 . 9 , auf deren Of fenlegungsinhalt hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird .
Die Erfindung betri f ft eine Batterieschale aus Kunststof f aufweisend ein Einlegeteil , ein Werkzeug sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Batterieschale , eine Traktionsbatterie und ein Kraftfahrzeug .
Insbesondere betri f ft die Erfindung eine Batterieschale , insbesondere eine Batterieschale einer Traktionsbatterie , wobei die Batterieschale einen Boden und zumindest vier Seitenwände aufweist , wobei die Batterieschale eine Innenseite und eine Außenseite aufweist , wobei die Batterieschale in Hybridbauweise aus einem Einlegeteil und einer Formmasse ausgeformt ist .
Die Anforderungen an die geometrische Komplexität und die strukturmechanischen Eigenschaften von Batterieschalen, insbesondere von Batterieschalen für Kraftfahrzeuge , wachsen stetig . Gleichzeitig besteht die Zielsetzung einer Kosten- und Gewichtsreduktion von Batterieschalen . Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stellen .
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Batterieschale , insbesondere eine Batterieschale einer Traktionsbatterie , wobei die Batterieschale einen Boden und zumindest vier Seitenwände aufweist , wobei die Batterieschale eine Innenseite und eine Außenseite aufweist , wobei die Batterieschale in Hybridbauweise aus einem Einlegeteil und einer Formmasse ausgeformt ist , wobei die Batterieschale zumindest eine Einbuchtung aufweist , bevorzugt zwei Einbuchtungen und besonders bevorzugt mehr als zwei Einbuchtungen, wobei sich eine Einbuchtung in einem von der Formmasse ausgeformten Bereich der Batterieschale erstreckt , wobei eine Einbuchtung eine mit dem Einlegeteil korrespondierende Stelle aufweist und wobei ein Abstand von der korrespondierenden Stelle der Einbuchtung zu dem Einlegeteil kleiner oder gleich 2 mm beträgt , bevorzugt kleiner oder gleich 1 mm und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0 , 5 mm .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Zunächst sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zahlenangaben wie „ein" , „zwei" usw . im Regel fall als „mindestens"- Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein..." , „mindestens zwei ..." usw . , sofern sich nicht aus dem j eweil igen Kontext ausdrücklich ergibt oder es für den Fachmann of fensichtlich oder technisch zwingend ist , dass dort nur „genau ein ..." , „genau zwei ..." usw . gemeint sein können .
Im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung sei der Ausdruck „insbesondere" immer so zu verstehen, dass mit diesem Ausdruck ein optionales , bevorzugtes Merkmal eingeleitet wird . Der Ausdruck ist nicht als „und zwar" und nicht als „nämlich" zu verstehen .
Unter einer „Batterieschale" wird ein Gehäusebestandteil einer Batterie , insbesondere einer Traktionsbatterie , verstanden .
Insbesondere ist eine Batterieschale zur Aufnahme von Komponenten einer Batterie eingerichtet und weist dementsprechend einen Aufnahmeraum zur Aufnahme von Komponenten auf , sodass diese durch die Batterieschale vor äußeren Einflüssen geschützt und/oder zumindest mittelbar in der Batterieschale befestigt werden können .
Vorzugsweise wird unter einer Batterieschale eine Batterieunterschale oder eine Batterieoberschale verstanden, wobei Batterieunterschale und Batterieoberschale vorzugsweise gemeinsam die wesentlichen Komponenten des Gehäuses einer Traktionsbatterie ergeben .
Insbesondere weist eine Batterieschale einen „Boden" und im vorzugsweisen Fall einer Traktionsbatterie mit einem im Wesentlichen rechteckigen Grundriss zumindest vier „Seitenwände" auf .
Boden und Seitenwände der Batterieschale formen das Aufnahmevolumen einer Batterieschale aus , wobei das Aufnahmevolumen der Batterieschale die „Innenseite" der Batterieschale beschreibt .
Ausgehend von dem Aufnahmevolumen der Batterieschale befindet sich die „Außenseite" der Batterieschale auf der von dem Aufnahmevolumen abgewendeten Seite des Bodens sowie der Seitenwände .
Unter einer „Hybridbauweise" wird eine Bauweise von Batterieschalen verstanden, bei welcher unterschiedliche Komponenten mit teilweise unterschiedlichen Eigenschaften zu einer Batterie- schale kombiniert werden .
Unter anderem sei daran gedacht , dass ein Einlegeteil als Festkörper, aufweisend eine im Vergleich zu einer Formmasse höheren Zugfestigkeit , mit der Formmasse zu einer Batterieschale in Hybridbauweise verbunden wird . Die Formmasse kann dabei durch ihr hohes Maß an geometrischer Variabilität das Erreichen einer nahezu unbegrenzten geometrischen Komplexität der Batterieschale ermöglichen . Gleichermaßen kann durch das im Vergleich zur Formmasse hochfeste Einlegeteil eine Batterieschale mit hervorragenden strukturmechanischen Eigenschaften erreicht werden .
Durch Hybridbauweise einer Batterieschale können im Vergleich zur alleinigen Verwendung einer Formmasse Ausprägungen von Eigenschaften der Batterieschale verbessert werden .
Unter einem „Einlegeteil" wird ein Festkörper verstanden, welches zur Verstei fung der Batterieschale in eine Batterieschale eingebracht werden kann, insbesondere zur lokalen Verstei fung . Mit anderen Worten kann unter einem Einlegeteil ein Versteifungselement und/oder ein lokales Verstei fungsmittel verstanden werden .
Vorzugsweise weist ein Einlegeteil eine höhere Zugfestigkeit auf , als eine konsolidierte Formmasse .
Vorzugsweise ist ein Einlegeteil ein Halbzeug, insbesondere ein Halbzeug, welches sich zumindest bereichsweise mit einem gleichbleibenden Querschnitt in Haupterstreckungsrichtung erstreckt .
Vorzugsweise ist ein Einlegeteil aus einem metallischen Werkstof f ausgeformt . Alternativ ist ein Einlegeteil aus Kunststof f ausgeformt , insbesondere aus einem thermoplastischen Kunststof f oder einem duroplastischen Kunststof f , wobei ein aus einem Kunststof f ausgeformtes Einlegeteil zusätzlich einen Faservolumengehalt aufweisen kann, wodurch eine zusätzliche Verstei fung des Einlegeteils erreicht werden kann .
Unter einem „Einlegeteil" wird ein Einlegeteil verstanden, welches unter Einwirkung des Schmel zedrucks und/oder der Temperatur der Formmasse beim Aus formen der Batterieschale starr und dimensionsstabil bleiben kann, sich also vorzugsweise nicht plastisch verformt . Insbesondere kann ein Einlegeteil während dem Handling des Einlegeteils dimensionsstabil sein, vorzugsweise beim Einlegen des Einlegeteils in das Werkzeug . Das Einlegeteil kann sich während dem Aus formen der Batterieschale verformen, insbesondere durch den Schmel zedruck beim Überströmen des Einlegeteils mit Formmasse , sofern es sich um ein Einlegeteil mit einer thermoplastischen Matrix handelt .
Vorzugsweise ist ein Einlegeteil dimensionsstabil , insbesondere ist vorzugsweise ein Einlegeteil bestehend aus einem Metall oder ein Einlegeteil aufweisend einen Duroplast dimensionsstabil . Unter einem dimensionsstabilen Einlegeteil kann ein formstabiles Einlegeteil verstanden werden .
Vorzugsweise weist ein Einlegeteil in einer Batterieschale eine Ebenheitstoleranz gemäß DIN ISO 1101 mit einem Toleranzrahmen von kleiner oder gleich 4 mm auf , bevorzugt mit einem Toleranzrahmen von kleiner oder gleich 2 mm und besonders bevorzugt mit einem Toleranzrahmen von kleiner oder gleich 1 mm .
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass ein Einlegeteil aufweisend einen thermoplastischen Werkstof f nur bis zum Erreichen seiner Schmel ztemperatur in seinem Kern dimensionsstabil sein kann, sodass im Fall eines einen thermoplastischen Werkstof f aufweisenden Einlegeteils vorgesehen sein kann, diesen im Kern vor oder während dem Aus formen der Batterieschale nicht bis zur Schmel ztemperatur zu erwärmen . Damit unterscheidet sich die Verwendung eines einen thermoplastischen Werkstof f aufweisenden Einlegeteils nicht grundlegend von der Verwendung eines duroplastischen oder eines metallischen Einlegeteils , insbesondere da ein Einlegeteil auch beim Einlegen in das Werkzeug dimensionsstabil bleiben kann und hierdurch unter anderem auch aufrecht hingestellt werden kann . Vorzugsweise bleibt ein Einlegeteil auch unter dem Einwirken des Schmel zedrucks sowie der Temperatur der Formmasse dimensionsstabil .
Die Verwendung eines Einlegeteils für die hier vorgeschlagene Batterieschale kann im Schli ffbild eines das Einlegeteil schneidenden Querschnitts der Batterieschale nachgewiesen werden . Vorzugsweise ist ein Einlegeteil nicht plastisch verformt . Im Fall eines einen thermoplastischen Werkstof f aufweisenden Einlegeteils und einer einen thermoplastischen Werkstof f aufweisenden Formmasse kann j edoch gemäß einer besonders bevorzugten Aus führungs form eine stof f schlüssige Verbindung zwischen Einlegeteil und Formmasse erreicht werden . Es wird hier ausdrücklich darauf hingewiesen, dass eine stof f schlüssige Verbindung kein Anzeichen gegen die Verwendung eines Einlegeteils darstellt .
Dabei sei unter anderem daran gedacht , dass ein Einlegeteil mit einem thermoplastischen Grundmaterial vor dem Einbringen in die Artikelkavität aufgehei zt wird, insbesondere auf eine Temperatur die geringfügig unterhalb der Schmel ztemperatur des Grundmaterials liegt , insbesondere auf eine Temperatur von mehr oder gleich 5 ° C unterhalb der Schmel ztemperatur des thermoplastischen Grundmaterials , und die Formmasse welche ebenfalls ein für eine stof f schlüssige Verbindung geeigneten Thermoplasten als Grundmaterial aufweist das Einlegeteil an seiner Oberfläche so aufhei zt , dass eine stof f schlüssige Verbindung zwischen dem
Einlegeteil und der Formmasse entstehen kann . Insbesondere meint ein Einlegeteil kein oberhalb der Schmel ztemperatur aufgehei ztes Organoblech, da ein oberhalb der Schmel ztemperatur aufgehei ztes Organoblech durch die Temperaturen und Kräfte , welche beim Aus formen einer Batterieschale auf das Organoblech wirken, Falten und/oder Beulen bilden kann, wodurch ein Organoblech nicht reproduzierbar und/oder lastpfadgerecht in eine Batterieschale aufweisend eine Formmasse eingebracht werden kann, insbesondere nicht unter Verwendung eines Spritzgießverfahrens oder eines Pressverfahrens .
Bei einer „Formmasse" sei insbesondere an einen thermoplastischen oder einen duroplastischen Werkstof f gedacht , welcher gegebenenfalls mit einem Fasermaterial , insbesondere Glas faser, Kohlenstof f faser, Aramidfaser oder dergleichen, versetzt ist .
Vorzugsweise weist die Formmasse , insbesondere wenn die Formmasse ein Polyamid ist , Fasern mit einer Länge von kürzer oder gleich 15 mm auf , bevorzugt Fasern mit einer Länge von kürzer oder gleich 12 mm und besonders bevorzugt Fasern mit einer Länge von kürzer oder gleich 10 mm .
Zweckmäßig weist die Formmasse , insbesondere wenn die Formmasse ein Polypropylen ist , Fasern mit einer Länge von kürzer oder gleich 35 mm auf , bevorzugt Fasern mit einer Länge von kürzer oder gleich 30 mm und besonders bevorzugt Fasern mit einer Länge von kürzer oder gleich 25 mm .
Vorzugsweise weist die Formmasse , insbesondere wenn die Formmasse ein duroplastisches SMC ( sheet moulding compound) ist , Fasern mit einer Länge von kürzer oder gleich 65 mm auf , bevorzugt Fasern mit einer Länge von kürzer oder gleich 57 mm und besonders bevorzugt Fasern mit einer Länge von kürzer oder gleich 50 mm . Weiterhin vorzugsweise weist die Formmasse , insbesondere wenn die Formmasse ein duroplastisches SMC ist , Fasern mit einer Länge von länger oder gleich 8 mm auf , bevorzugt Fasern mit einer Länge von länger oder gleich 10 mm und besonders bevorzugt Fasern mit einer Länge von länger oder gleich 12 mm .
Unter einer „Einbuchtung" wird eine Hohl form im Relief der Oberfläche der Batterieschale verstanden . Vorzugsweise ist eine Einbuchtung eine konkav und/oder konvex verlaufende Senke in der Oberfläche der Batterieschale , vorzugsweise kann eine Einbuchtung eine Viel zahl von Raumkrümmungen aufweisen . Gemäß einer vorzugsweisen Aus führungs form entspricht die Geometrie einer Einbuchtung einem Segment einer Kugel .
Im Bereich der Einbuchtung nimmt die Materialstärke der Formmasse zwischen der Oberfläche der Batterieschale und dem Einlegeteil ab, insbesondere kann die Materialstärke der Formmasse lokal auch auf 0 mm abfallen .
Mit anderen Worten kann unter einer Einbuchtung eine lokale Verj üngung der Materialstärke der Formmasse im Bezug zu dem Einlegeteil verstanden werden .
Vorzugsweise weist eine Einbuchtung eine Längserstreckung auf , welche zumindest dem drei fachen einer Quererstreckung derselben Einbuchtung entspricht und vorzugsweise quer zur Vorzugsrichtung designierter Endlos fasern in einem designierten Einlegeteil verläuft .
Eine Einbuchtung in der Batterieschale korrespondiert mit einer Erhebung in der Artikelkavität des Werkzeugs zum Aus formen der Batterieschale . Eine Einbuchtung kann in diesem Zusammenhang als Auflager sowie als Mittel zur reproduzierbaren Positionierung des Einlegeteils innerhalb der Batterieschale dienen, welches dafür sorgen kann, dass das Einlegeteil beim Uberfließen mit der Pressmasse an Ort und Stelle bleibt . Unter anderem dient eine Einbuchtung der Qualitätskontrolle einer hergestellten Batterieschale , da mittels einer oder mehrerer Einbuchtungen die Positionierung des Einlegeteils in der Batterieschale kontrolliert werden kann .
Unter einem „Abstand" wird eine Distanz zwischen dem Einlegeteil und der Oberfläche der Batterieschale verstanden, insbesondere im Bereich einer Einbuchtung . Vorzugsweise ist der Abstand von der korrespondierenden Stelle der Einbuchtung zu dem Einlegeteil kleiner oder gleich 0 , 1 mm und besonders bevorzugt gleich 0 mm .
Forderungen nach einer ressourcenoptimierten Batterieschale führen zu hohen Anforderungen an die geometrische Komplexität und die strukturmechanischen Eigenschaften der Batterieschale .
Hier wird konkret eine Batterieschale vorgeschlagen, welche eine formschlüssige und/oder stof f schlüssige Verbindung zwischen zumindest einem Einlegeteil und der Formmasse aufweist . Das Einlegeteil ermöglicht vorteilhaft eine lokale Verstei fung der Batterieschale während die Formmasse die Herstellung einer geometrisch komplexen Form ermöglicht .
Die Verwendung eines Einlegeteils ermöglicht weiterhin eine reproduzierbare Positionierung des Einlegeteils innerhalb der Batterieschale , da ein Einlegeteil auch reproduzierbar in einem Werkzeug zum Herstellen einer Batterieschale positioniert werden kann, insbesondere auch gegenüber der während dem Aus formen der Batterieschale fließenden Formmasse . Damit kann auch eine reproduzierbare lokale Verstei fung der Batterieschale erreicht werden, vorzugsweise eine lastpfadgerechte reproduzierbare Verstei fung der Batterieschale .
Damit wird hier unter anderem vorgeschlagen, zur Verstei fung ein
Einlegeteil anstatt oder zusätzlich zu einem oberhalb der Schmel ztemperatur aufgehei zten Organoblech in eine Batterieschale einzubringen, da dieses dazu neigt , sich unter Einwirkung der Temperatur der Formmasse und des Schmel zedrucks der Formmasse in dem Werkzeug zu verformen, wobei Falten und/oder Beulen gebildet werden können, wodurch die lokale Stei figkeit der Batterieschale signi fikant beeinflusst werden kann . Mit anderen Worten beugt ein Einlegeteil einer Faltenbildung und/oder einer Beulenbildung einer lokalen Verstei fungsmaßnahme und damit einer Reduzierung der Gesamtbauteilstei figkeit vor . Zusätzlich kann so in einigen Fällen auch die Oberflächengüte der Batterieschale verbessert werden, weil keine zur Verstei fung eingebrachten Endlos fasern von der überf ließenden Formmasse an die Oberfläche der Batterieschale gedrückt werden .
Durch die Verwendung eines Einlegeteils kann weiterhin eine thermisch bedingte Expansion des lokalen Verstei fungsmittels reduziert oder verhindert werden .
Mit anderen Worten kann durch die Verwendung eines Einlegeteils eine Positionsänderung einer lokalen Verstei fungsmaßnahme im Werkzeug, insbesondere während dem Aus formen der Batterieschale und/oder durch geeignete Gestaltung des Werkzeugs , durch überfließende Formmasse reduziert oder verhindert werden .
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass eine Batterieschale auch eine Mehrzahl von Einlegeteilen aufweisen kann, insbesondere zwei Einlegeteile , drei Einlegeteile , vier Einlegeteile , fünf Einlegeteile , sechs Einlegeteile , sieben Einlegeteile , acht Einlegeteile , neun Einlegeteile und so weiter .
Vorzugsweise weist eine Batterieschale eine Mehrzahl von Einbuchtungen auf , insbesondere eine Mehrzahl von miteinander korrespondierend angeordneten Einbuchtungen, vorzugsweise eine Mehrzahl von symmetrisch zu dem Einlegeteil angeordneten Einbuchtungen . Vorteilhaft kann durch eine Einbuchtung eine reproduzierbare und lastpfadgerechte Positionierung eines die Batterieschale lokal verstei fenden Einlegeteils erreicht werden . Weiterhin kann eine Einbuchtung zur Qualitätskontrolle der Batterieschale verwendet werden .
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für den Abstand nicht al s scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen . Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe des hier vorgeschlagenen Bereichs des Abstands liefern .
Gemäß einer besonders bevorzugten Aus führungs form ist das Einlegeteil endlos faserverstärkt .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „endlos faserverstärkten" Einlegeteil wird ein Einlegeteil aufweisend einen thermoplastischen und oder einen duroplastischen Werkstof f verstanden, wobei das Einlegeteil Endlos fasern in Form von Geweben und/oder in Form von unidirek- tionalen Bändern und/oder in Form von Gelegen aufweist .
Vorzugsweise weist ein endlos faserverstärktes Einlegeteil vorwiegend in Längsrichtung des Einlegeteils orientierte unidirek- tionale Endlos fasern auf .
Durch ein endlos faserverstärktes Einlegeteil kann ein Einlegeteil mit einer vergleichsweise hohen Stei figkeit verwendet werden, wodurch auch die Batterieschale eine hohe lokale
Stei figkeit aufweisen kann . Besonders bevorzugt ist eine Kontaktf läche zwischen dem Einlegeteil und der Formmasse größer oder gleich 50 % der Oberfläche des Einlegeteils , bevorzugt größer oder gleich 55 % der Oberfläche des Einlegeteils und besonders bevorzugt größer oder gleich 60 % der Oberfläche des Einlegeteils .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einer „Kontakt fläche" zwischen einem Einlegeteil und der Formmasse wird die von der Formmasse benetzte Oberfläche des Einlegeteils verstanden .
Vorzugsweise wird unter der von der Formmasse benetzten Oberfläche des Einlegeteils die Oberfläche des Einlegeteils verstanden, an welcher die Formmasse eine Dicke von größer oder gleich 0 , 5 mm aufweist , bevorzugt eine Dicke von größer oder gleich 1 , 0 mm und besonders bevorzugt eine Dicke von größer oder gleich 1 , 5 mm .
Vorzugsweise wird unter der „Oberfläche des Einlegeteils" die
Oberfläche der Mantel fläche des Einlegeteils verstanden .
Weiterhin vorzugsweise ist eine Kontakt fläche zwischen dem Einlegeteil und der Formmasse größer oder gleich 65 % der Oberfläche des Einlegeteils , bevorzugt größer oder gleich 70 % der Oberfläche des Einlegeteils und besonders bevorzugt größer oder gleich 80 % der Oberfläche des Einlegeteils . Weiterhin vorzugsweise ist eine Kontaktf läche zwischen dem Einlegeteil und der Formmasse größer oder gleich 85 % der Oberfläche des Einlegeteils , bevorzugt größer oder gleich 90 % der Oberfläche des Einlegeteils und besonders bevorzugt größer oder gleich 95 % der Oberfläche des Einlegeteils .
Für ein Einlegeteil mit einer komplexen Geometrie , insbesondere einer Geometrie die von einem rechteckigen Querschnitt abweicht , wird vorgeschlagen, dass eine Kontakt fläche zwischen dem Einlegeteil und der Formmasse größer oder gleich 25 % der Oberfläche des Einlegeteils ist , bevorzugt größer oder gleich 35 % der Oberfläche des Einlegeteils und besonders bevorzugt größer oder gleich 45 % der Oberfläche des Einlegeteils .
Hier wird eine geometrische Randbedingung zwischen der Formmasse und dem Einlegeteil vorgeschlagen, welche eine verbesserte Verbindung zwischen der Formmasse und dem Einlegeteil ermöglicht .
Mit dem hier vorgeschlagenen Wert der Kontakt fläche kann erreicht werden, dass eine zumindest bereichsweise formschlüssige Verbindung zwischen dem Einlegeteil und der Formmasse besteht . Hierdurch können auf die Formmasse wirkende Kräfte vorteilhaft mit dem Einlegeteil interagieren, sodass die von dem Einlegeteil ausgehende lokale Verstei fung der Batterieschale besser ausgenutzt werden kann . Hierdurch können höhere mechanische Lasten, insbesondere Zugbelastungen und/oder Biegebelastungen, auf das Einlegeteil übertragen werden, wodurch das strukturmechanische Potential des Einlegeteils besser ausgeschöpft werden kann und die Batterieschale ressourcenoptimaler gestaltet werden kann .
Vorzugsweise kann mit dem Wert für die Kontakt fläche auch erreicht werden, dass eine Teil fläche des Einlegeteils vollständig mit der Formmasse benetzt ist . Weiterhin kann vorzugsweise erreicht werden, dass zumindest ein Teilbereich des Einlegeteils beidseitig von der Formmasse umschlossen werden kann, wodurch eine besonders vorteilhafte formschlüssige Verbindung erzielt werden kann .
Vorteilhaft kann ebenfalls erreicht werden, dass das Einlegeteil praktikabel und/oder komfortabel in ein Werkzeug zum Aus formen der Batterieschale eingebracht werden kann, da das Einlegeteil in dem Werkzeug vor dem designierten Umfließen mit der Formmasse zumindest bereichsweise zweiseitig eines Teilbereichs des designierten Einlegeteils von der Umrandung der Werkzeugkavität beabstandet angeordnet wird, wodurch es einerseits gut gehandhabt werden kann, insbesondere beidseitig, und es andererseits im Fall eines vortemperierten Einlegeteils seinen gewünschten Temperaturunterschied zu der Werkzeugwand nicht so schnell verliert , da ein unmittelbarer Kontakt zwischen der Werkzeugwand und dem Einlegeteil reduziert oder weiträumig vermieden werden kann .
Weiterhin kann durch den Wert der hier vorgeschlagenen Kontaktfläche erreicht werden, dass ein etwaiger Bauteilverzug durch den zumindest partiellen Formschluss , insbesondere den beidseitigen Formschluss , zwischen dem Einlegeteil und der Formmasse reduziert werden kann, da die in einigen Fällen ungleich schwindenden Komponenten bestehend aus der Formmasse und dem Einlegeteil symmetrisch zueinander angeordnet sein können .
Vorteilhaft kann mit dem Wert für die Kontakt fläche auch erreicht werden, dass das Einlegeteil j edenfalls bezogen auf seine Mantel fläche zumindest bereichsweise vollumfänglich von der Formmasse eingeschlossen sein kann .
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die von dem Formschluss ausgehenden Ef fekte auch mit einer stof f schlüssigen Verbindung und einer adhäsiven Verbindung zwischen dem Einlegeteil und der Formmasse kombiniert werden können .
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für die Kontakt fläche nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab Überoder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen . Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe des hier vorgeschlagenen Bereichs der Kontakt fläche liefern . Weiterhin bevorzugt ist eine Kontaktf läche zwischen dem Einlegeteil und der Formmasse kleiner oder gleich 99 , 5 % der Oberfläche des Einlegeteils , bevorzugt kleiner oder gleich 99 % der Oberfläche des Einlegeteils und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 97 , 5 % der Oberfläche des Einlegeteils .
Vorteilhaft ist eine Kontakt fläche zwischen dem Einlegeteil und der Formmasse kleiner oder gleich 95 % der Oberfläche des Einlegeteils , bevorzugt kleiner oder gleich 92 , 5 % der Oberfläche des Einlegeteils und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 90 % der Oberfläche des Einlegeteils .
Durch den hier vorgeschlagenen Wert der Kontakt fläche kann eine reproduzierbare Fixierung des Einlegeteils innerhalb des designierten Werkzeugs zum Aus formen der Batterieschale und damit auch eine reproduzierbare Positionierung des Einlegeteils innerhalb der Batterieschale erreicht werden . Insbesondere kann so durch die zu der Kontakt fläche vorzugsweise korrespondierenden Mittel zum reproduzierbaren Positionieren des Einlegeteils in dem Werkzeug verhindert werden, dass während dem Aus formen der Batterieschale eine Positionsänderung des Einlegeteils im Werkzeug durch überf ließende Formmasse so stark ausgeprägt wird, dass das Einlegeteil im Bereich zwischen korrespondierenden Mitteln zum reproduzierbaren Positionieren die Wand der Artikelkavität erreicht .
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für die Kontakt fläche nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab Überoder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen . Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe des hier vorgeschlagenen Bereichs der Kontakt fläche liefern . Bevorzugt ist das Einlegeteil mit einem Pultrusionsverf ahren hergestellt .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „Pultrusionsverf ahren" wird ein automatisierbares oder automatisiertes kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Einlegeteilen verstanden, insbesondere von endlos faserverstärkten Einlegeteilen, welches vorzugsweise großserientauglich ist .
Vorteilhaft können hierdurch Einlegeteile mit einem sehr hohen Maß an geometrischer und strukturmechanischer Gestaltungs freiheit großserientauglich reproduzierbar hergestellt werden . Mit anderen Worten kann ein Einlegeteil hinsichtlich seiner Eigenschaften optimal auf die Bedürfnisse der Batterieschale angepasst werden .
Durch die Verwendung von einem im Pultrusionsverf ahren hergestellten Einlegeteil kann ein Einlegeteil eine komplexe Geometrie und vorzugsweise einen homogenen Aufbau von Endlos fasern aufweisen . Diese Eigenschaften lassen sich in einem Profilschnitt der Batterieschale nachweisen, sodass mittels einem Profilschnitt auch ein im Pultrusionsverf ahren hergestellter Einlegeteil nachgewiesen werden kann .
Optional ist die Batterieschale mit einem Spritzgießverfahren oder einem Pressverfahren ausgeformt .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „Spritzgießverfahren" wird ein Urformverfahren verstanden, wobei der zu verarbeitende Werkstof f , insbesondere Kunststof f , mittels einer Spritzgießmaschine verflüssigt und in eine Form, dem Spritzgießwerkzeug, unter Druck eingespritzt wird . In dem Spritzgusswerkzeug geht der Werkstof f durch Abkühlung und/oder eine Vernetzungsreaktion wieder in den festen Zustand über und kann nach dem Öf fnen des Spritzgießwerkzeugs als Bauteil entnommen werden .
Unter einem „Pressverfahren" wird ein Urformverfahren verstanden, bei welchem die Formmasse in einem ersten Schritt in die Kavität eines zugehörigen Presswerkzeugs eingebracht wird, wobei das Presswerkzeug in einem zweiten Schritt geschlossen wird, insbesondere unter Einsatz eines Druckkolbens . Durch das Schließen des Presswerkzeugs erlangt die Formmasse die von dem Presswerkzeug vorgegebene Form . Vorzugsweise wird das Presswerkzeug temperiert .
Insbesondere kann unter einem Pressverfahren auch ein Direkt- Compoundier-Verf ahren ( D-LFT ) verstanden werden, bei dem ein Fasermaterial in einen Extruder eingezogen wird, dort mit dem bereits auf geschmol zenen Matrixpolymer , insbesondere einem Thermoplast , imprägniert sowie in einen Spritzkolben überführt wird und anschließend als Formmasse in das Presswerkzeug eingebracht wird .
Vorteilhaft kann so erreicht werden, dass ein etabliertes Herstellverfahren für die hier vorgeschlagen Batterieschale eingesetzt werden kann, wodurch Kosten eingespart und das Prozessrisiko des Herstellprozesses minimiert werden können .
Zweckmäßig weist eine Einbuchtung an einer mit dem Einlegeteil korrespondierenden Stelle zumindest bereichsweise einen geradlinigen Verlauf auf .
Dabei sei unter anderem an eine Einbuchtung gedacht , welche zumindest bereichsweise die Form einer Rille aufweist . Besonders bevorzugt sei daran gedacht , dass eine Einbuchtung mit der Form einer Rille mit einem Führungsbereich innerhalb der Artikelkavität des Werkzeugs zur Herstellung der Batterieschale korrespondiert , wobei eine Einbuchtung innerhalb der Batterieschale eine linienförmige Auflage des Einlegeteils auf dem Führungsbereich in der Artikelkavität ermöglicht .
Vorzugsweise sei daran gedacht , dass der zumindest bereichsweise geradlinige Verlauf der tiefsten Stell der Einbuchtung zumindest einseitig in die Ebene der durchgezogenen Oberfläche der Batterieschale ausläuft . Hierdurch können Kerbspannung in diesem Bereich vermieden oder reduziert werden .
Ebenfalls zweckmäßig weist eine Einbuchtung die Form einer Ril le auf .
Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form weist eine Einbuchtung an einer mit dem Einlegeteil korrespondierenden Stelle zumindest bereichsweise eine Ebene auf , welche parallel zu einer Ebene des Einlegeteils verläuft .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter dem Begri f f „parallel zu einer Ebene" wird verstanden, dass die Ebene der Einbuchtung zu der Ebene des korrespondierenden Einlegeteils im Wesentlichen parallel verläuft , wobei die Normalenvektoren der j eweiligen Ebenen entsprechend der zugehörigen Fertigungstoleranzen und Positionierungstoleranzen einen Di f ferenzwinkel von weniger oder gleich 5 ° aufweisen, vorzugsweise einen Di f ferenzwinkel von weniger oder gleich 2 ° , bevorzugt einen Di f ferenzwinkel von weniger oder gleich 1 ° und besonders bevorzugt einen Di f ferenzwinkel von weniger oder gleich 0 , 5 ° . Vorzugsweise fallen die Ebenen sogar zusammen .
Unter anderem sei hier an eine Einbuchtung gedacht , welche mit einem Anschlag in einer Artikelkavität in einem designierten Werkzeug zum Herstellen der Batterieschale korrespondiert , wobei der Anschlag zur reproduzierbaren Positionierung des Einlegeteils in der Batterieschale eingerichtet ist .
Optional verläuft eine Einbuchtung gegenüber Boden der Batterieschale zumindest bereichsweise hori zontal und/oder vertikal .
Zweckmäßig weist eine Einbuchtung eine Quererstreckung auf , wobei die Quererstreckung an ihrer breitesten Stelle eine Breite von größer oder gleich 1 mm aufweist und/oder wobei die Quererstreckung an ihrer breitesten Stel le eine Breite von kleiner oder gleich 20 mm aufweist .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einer „Quererstreckung" der Einbuchtung wird die Erstreckung der Einbuchtung verstanden, welche die Einbuchtung querab einer Symmetrierichtung der Einbuchtung aufweist .
Vorzugsweise weist eine Einbuchtung eine Breite von größer oder gleich 2 mm auf , bevorzugt von größer oder gleich 3 mm und besonders bevorzugt von größer oder gleich 5 mm .
Weiterhin vorzugsweise weist eine Einbuchtung eine Breite von kleiner oder gleich 25 mm auf , bevorzugt eine Breite von kleiner oder gleich 15 mm und besonders bevorzugt eine Breite von kleiner oder gleich 10 mm
Vorzugsweise sei daran gedacht , dass eine Einbuchtung stetig und/oder stetig und di f ferenz ierbar in die unmittelbar angrenzende und zumindest partiell ebene Oberfläche der Batterieschale übergeht .
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für die Quererstreckung nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab Überoder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen . Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe des hier vorgeschlagenen Bereichs der Quererstreckung liefern .
Bevorzugt umschließt eine Einbuchtung eine Kante des Einlegeteils zumindest bereichsweise , bevorzugt zwei Kanten des Einlegeteils zumindest bereichsweise .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einer „Kante" wird ein stetig j edoch nicht di f ferenzierbarer Übergang zwischen zwei Flächen des Einlegeteils verstanden .
Hier wird unter anderem eine Einbuchtung vorgeschlagen, welche für die Positionierung des Einlegeteils als Anschlag und/oder als Auflager und/oder als Führung vorgesehen ist , wobei die Einbuchtung mit zwei , insbesondere mit zumindest zwei und/oder drei Flächen des Einlegeteils korrespondiert .
Bevorzugt weist eine Einbuchtung auf der dem Einlegeteil gegenüberliegenden Seite des das Einlegeteil aufnehmenden Bereichs der Batterieschale eine korrespondierende gegenüberliegende Einbuchtung auf , vorzugsweise sind die gegenüberliegenden Einbuchtungen symmetrisch zueinander angeordnet .
Unter anderem wird hier eine Geometrie der Batterieschale vorgeschlagen, welche mit einem Mittel zum reproduzierbaren Positionieren des Einlegeteils innerhalb der Artikelkavität und/oder innerhalb der Batterieschale korrespondiert . Vorzugsweise sei hier an eine Geometrie gedacht , welche mit einem Führungsbereich innerhalb der Artikelkavität korrespondiert . Vorzugsweise sei daran gedacht , dass die gegenüberliegende Einbuchtung bezogen auf zumindest eine Symmetrieachse , vorzugsweise zwei Symmetrieachsen, gegenüberliegend angeordnet ist .
Weiterhin kann eine gegenüberliegende Einbuchtung auch mit der korrespondierenden Einbuchtung zusammenhängend verbunden sein, wobei vorzugsweise zumindest zwei Kanten des Einlegeteils von der zusammenhängenden Einbuchtung umschlossen sind .
Optional weist eine erste Einbuchtung auf der dem Einlegeteil gegenüberliegenden Seite des das Einlegeteil aufnehmenden Bereichs der Batterieschale eine zweite Einbuchtung auf , welche versetzt zu einer der ersten Einbuchtung gegenüberliegenden Position angeordnet ist .
Unter anderem wird hier eine alternierende Anordnung mehrerer Einbuchtungen vorgeschlagen .
Zweckmäßig ist ein Einlegeteil in einem inneren Verstei fungsmittel der Batterieschale angeordnet , insbesondere in einem Spant .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „inneren Verstei fungsmittel" wird eine geometrische Ausgestaltung der Batterieschale auf der Innenseite der Batterieschale verstanden, welche dazu eingerichtet ist , die Batterieschale zu verstei fen .
Vorzugsweise handelt es sich bei einem inneren Verstei fungsmittel um einen Spant . Unter einem Spant wird eine im Innenraum der Batterieschale aufgewiesene Geometrie verstanden, die zur Verstei fung der Batterieschale eingerichtet ist . Vorzugsweise ist ein Spant ein Längsspant , wobei ein Längsspant sich in Längsrichtung der Batterieschale erstreckt und dazu eingerichtet ist zumindest ein Flächenträgheitsmoment , besonders bevorzugt zwei Flächenträgheitsmomente , eines normal zur Längsrichtung verlaufenden Querschnitts der Batterieschale zu erhöhen, sodass die Batterieschale verstei ft wird .
Vorzugsweise ist ein Spant ein Querspant , wobei ein Querspant sich in Querrichtung der Batterieschale erstreckt und dazu eingerichtet ist zumindest ein Flächenträgheitsmoment , besonders bevorzugt zwei Flächenträgheitsmomente , eines normal zur Querrichtung verlaufenden Querschnitts der Batterieschale zu erhöhen, sodass die Batterieschale verstei ft wird .
Vorzugsweise ist ein Spant so angeordnet , dass er als räumliche Trennung zwischen zwei designiert benachbarten Batteriezellen und/oder Batteriemodulen eingerichtet ist . Besonders bevorzugt kann ein Batteriemodul an einem inneren Verstei fungsmittel befestigt werden, Weiterhin bevorzugt wird ein Batteriemodul von einem inneren Verstei fungsmittel getragen .
Vorzugsweise weist ein inneres Verstei fungsmittel zumindest einen Längsspant und zumindest einen Querspant auf . Vorzugsweise sind der zumindest eine Längsspant und der zumindest eine Querspant miteinander verbunden .
Hierdurch kann erreicht werden, das s das Einlegeteil lastpfadgerecht besonders vorteilhaft in die Batterieschale eingebracht werden kann, wobei gleichzeitig auch der zur Verfügung stehende Bauraum, etwa in einem zwischen den designierten Batteriemodulen angeordneten Trennspant , genutzt werden kann .
Ebenfalls zweckmäßig ist ein Einlegeteil in einem äußeren Verstei fungsmittel der Batterieschale angeordnet . Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „äußeren Verstei fungsmittel" wird eine geometrische Ausgestaltung der Batterieschale auf der Außenseite der Batterieschale und/oder eine stof fliche Veränderung der Batterieschale verstanden, welche dazu eingerichtet ist , die Batterieschale zu verstei fen .
Vorzugsweise ist ein äußeres Verstei fungsmittel dazu eingerichtet , den Boden der Batterieschale und/oder zumindest eine Seitenwand der Batterieschale zu verstei fen .
Vorzugsweise sei bei einem äußeren Verstei fungsmittel an eine Profilierung zumindest einer Seitenwand der Batterieschale gedacht , wobei die Profilierung der zumindest einen profilierten Seitenwand der Batterieschale zumindest ein Flächenträgheitsmoment der zumindest einen profilierten Seitenwand der Batterieschale , besonders bevorzugt zwei Flächenträgheitsmomente der zumindest einen profilierten Seitenwand der Batterieschale , gegenüber einer Seitenwand einer Batterieschale ohne Profilierung und mit vergleichbarer Wandstärke sowie vergleichbarer stof flicher Zusammensetzung erhöht .
Bei einer Profilierung sei vorzugsweise an ein I-Profil , ein U- Profil , ein T-Profil , ein Z-Profil , ein L-Profil , ein Hohlprofil , ein aus den vorherig genannten Profilen kumulativ zusammengesetztes Profil oder eine abweichende Profilierung gedacht .
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass unter einer Profilierung j ede geometrische Änderung gegenüber einer ebenen Erstreckung zumindest einer Seitenwand und/oder des Bodens der Batterieschale verstanden werden kann .
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass sich der hier vorgestellte Aspekt eines äußeren Verstei fungsmittels nicht auf eine Verstei fung einer Seitenwand der Batterieschale beschränkt , sondern auch zwei oder mehr Seitenwände der Batterieschale , vorzugsweise alle Seitenwände der Batterieschale , eine äußere Verstei fung aufweisen können .
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass eine Seitenwand ein Bestandteil eines äußeren Verstei fungsmittels darstellen kann .
Vorteilhaft kann hierdurch ein Einlegeteil als lokale Versteifungsmaßnahme in einem hierfür besonders vorteilhaften Bereich der Batterieschale angeordnet werden . Das äußere Verstei fungsmittel wird in den meisten Anwendungs fällen zur Befestigung der Batterieschale an dem designierten Kraftfahrzeug verwendet , sodass hier alleine deswegen größere Lasten auf die Batterieschale einwirken . Außerdem kann auf diese Weise ein Bereich der Batterieschale verstei ft werden, welcher bei einem Seitenpfahlaufprall großen von außen einwirkenden Lasten ausgesetzt ist .
Optional weist das Einlegeteil ein thermoplastisches , ein duroplastisches oder ein metallisches Grundmaterial auf .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Ein Einlegeteil kann vollständig aus einem homogenen „Grundmaterial" bestehen oder zusätzlich zu dem Grundmaterial eine Armierung aufweisen, insbesondere in Form von Glas fasern, Carbonfasern, Aramidfasern und/oder Basalt fasern .
Ein „thermoplastisches Grundmaterial" ist in einem stof fabhängigen Temperaturbereich verformbar, wobei dieser Prozess reversibel ist und durch Abkühlung und Wiedererwärmung bis in den schmel z flüssigen Zustand beliebig oft wiederholt werden kann . Ein „duroplastisches Grundmaterial" kann nach seiner Aushärtung durch Erwärmung oder andere Maßnahmen nicht mehr verformt werden .
Bevorzugt weist die Formmasse ein thermoplastisches oder ein duroplastisches Grundmaterial auf .
Vorzugsweise sei hier an ein Polyamid gedacht , insbesondere an ein Polyamid 6 , ein Polyamid 6 . 6 oder ein Polyamid 12 . Weiterhin vorzugsweise kann die Formmasse Polypropylen oder Polycarbonat aufweisen .
Gemäß einem besonders zweckmäßigen Aspekt weist das Einlegeteil eine Fase auf .
Unter einer „Fase" wird eine abgeschrägte Fläche an einer ersten Kante des Einlegeteils verstanden . Eine Fase kann einen Winkel von größer oder gleich 20 ° aufweisen, bevorzugt einen Winkel von größer oder gleich 30 ° , weiterhin bevorzugt einen Winkel von größer oder gleich 40 ° und besonders bevorzugt einen Winkel von größer oder gleich 50 ° . Eine Fase kann einen Winkel von kleiner oder gleich 70 ° aufwei sen, bevorzugt einen Winkel von kleiner oder gleich 60 ° , weiterhin bevorzugt einen Winkel von kleiner oder gleich 50 ° und besonders bevorzugt einen Winkel von kleiner oder gleich 40 ° .
Bevorzugt weist das Einlegeteil eine Fase an der designiert von der Artikelkavität und/oder von der Oberfläche der Batterieschale abgewandten Kante des Einlegeteils auf .
Die Fase kann sich über eine Dicke von größer oder gleich 20 % der Dicke des Einlegeteils erstrecken, bevorzugt über eine Dicke von größer oder gleich 40 % der Dicke des Einlegeteils , weiterhin bevorzugt über eine Dicke von größer oder gleich 60 % der Dicke des Einlegeteils und besonders bevorzugt über eine Dicke von größer oder gleich 80 % der Dicke des Einlegeteils .
Die abgeschrägte Fläche der Fase kann mit einer zweiten Kante zusammenfallen, wobei die zweite Kante benachbart zu der ersten Kante angeordnet ist . Hierdurch kann bewirkt werden, das s das Einlegeteil zumindest einseitig in einer spitzen Kante ausläuft , wobei die Spitze Kante einen Öf fnungswinkel von kleiner oder 70 ° aufweist , bevorzugt einen Öf fnungswinkel von kleiner oder 50 ° und besonders bevorzugt einen Öf fnungswinkel von kleiner oder 30 ° .
Beim Schließen des Werkzeugs überfließt die Formmasse mit einer sich fortbewegenden Fließ front das Einlegeteil , wodurch sich die Position des Einlegeteils ändern kann oder das Einlegeteil in seiner Struktur beschädigt werden kann .
Die Fase kann zur Interaktion mit einer Fließ front der Formmasse beim Aus formen der Batterieschale eingerichtet sein, insbesondere durch die spezi fische Gestaltung des mit der Fließ front zuerst in Kontakt kommenden Endes des Einlegeteils , insbesondere durch eine Fase an einer Kante des Einlegeteils . So kann eine von der Fließ front der Formmasse designiert in einem Winkel zu umströmende Kante eine Fase und damit eine abgeschrägte Fläche aufweisen . Hierdurch kann erreicht werden, dass der von dem Einlegeteil auf die Formmasse wirkende Fließwiderstand reduziert werden kann und/oder kleinere Kräfte von der Formmasse auf das Einlegeteil übertragen werden, wodurch eine etwaige strukturelle Schädigung des Einlegeteils reduziert oder verhindert werden kann . Weiterhin kann hierdurch erreicht werden, dass die von der Formmasse auf das Einlegeteil übertragene Druckkraft eine Komponente erfährt , welche normal zu der abgeschrägten Fläche verläuft . Dies ermöglicht unter anderem, dass das Einlegeteil von der Formmasse gegen die Artikelkavität des Werkzeugs gedrückt werden kann, wodurch eine reproduzierbare Anordnung des Einlegeteils in der Batterieschale bewirkt werden kann .
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Werkzeug zum Herstellen einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei das Werkzeug eine Artikelkavität bildet , wobei das Werkzeug ein Mittel zum reproduzierbaren Positionieren eines Einlegeteils innerhalb der Artikelkavität aufweist , wobei das Werkzeug ein Mittel zum Einbringen einer Formmasse in die Artikelkavität aufweist .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „Werkzeug" wird eine Vorrichtung zum Urformen verstanden, insbesondere zum Urformen einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung aus einer schmel z flüssigen Formmasse .
Vorzugsweise wird unter einem Werkzeug ein Spritzgießwerkzeug verstanden .
Vorzugsweise wird unter einem Werkzeug ein Presswerkzeug verstanden .
Vorzugsweise wird unter einem Werkzeug ein Tauchkantenwerkzeug verstanden .
Unter einer „Artikelkavität" wird der Hohlraum verstanden, der von einem Werkzeug zum bereichsweisen Aus formen des designiert mit dem Werkzeug herzustellenden Bauteils , insbesondere einer Batterieschale , ausgeformt wird .
Unter einem „Mittel zum Einbringen der Formmasse in die Artikelkavität" wird eine dem Werkzeug mittelbar oder unmittelbar zugeordnete Vorrichtung verstanden, welche dazu eingerichtet ist , eine schmel z flüssige Formmasse in das Werkzeug einzubringen .
Vorzugsweise wird unter einem Mittel zum Einbringen der Formmasse in die Artikelkavität eine Vorrichtung verstanden, welche dazu eingerichtet ist , die Artikelkavität des Werkzeugs und/oder den Formhohlraum des Werkzeugs mit einer schmel z flüssigen Formmasse auf zufüllen, insbesondere im Zusammenhang mit einem Spritzgießwerkzeug und/oder einer Spritzgießvorrichtung .
Vorzugsweise wird unter einem Mittel zum Einbringen der Formmasse in die Artikelkavität eine Vorrichtung verstanden, mit welcher eine schmel z flüssige Formmasse in ein zuvor geöf fnetes Werkzeug eingebracht werden kann, insbesondere eingelegt werden kann, insbesondere im Zusammenhang mit einem Presswerkzeug und/oder einer Pressvorrichtung .
Unter einem „Mittel zum reproduzierbaren Positionieren" wird ein Haltemittel und/oder ein Verbindungsmittel verstanden, welches dazu eingerichtet ist , das Einlegeteil in einer reproduzierbaren Position innerhalb des Werkzeugs und damit auch innerhalb der designierten Batterieschale zu positionieren . Vorzugsweise entspricht ein Mittel zum reproduzierbaren Positionieren einem Mittel für eine reproduzierbare statisch bestimmte Positionierung oder eine reproduzierbare statisch überbestimmte Positionierung . Vorzugsweise weist ein Mittel zum reproduzierbaren Positionieren einen Anschlag, vorzugsweise eine Mehrzahl von Anschlägen, und/oder einen Führungsbereich, vorzugsweise eine Mehrzahl von Führungsbereichen, und/oder ein federbelastetes Klemmmittel , vorzugsweise eine Mehrzahl von Klemmmittel , auf und/oder besteht aus einer beliebigen Kombination dieser unterschiedlichen Mittel .
Hier wird ein Werkzeug zur Herstel lung einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung vorgeschlagen . Es versteht sich, dass sich die zuvor erläuterten Vorteile einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung auf ein Werkzeug zur Herstellung einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung erstrecken .
Zweckmäßig weist das Werkzeug zumindest einen Anschlag, bevorzugt zumindest zwei Anschläge , auf , wobei der Anschlag zumindest ein Teil des Mittels zum reproduzierbaren Positionieren des Einlegeteils ist .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „Anschlag" wird eine zumindest einseitige Begrenzung verstanden, an welche ein Einlegeteil beim designierten Einlegen in das Werkzeug angelegt werden kann und wodurch die Position des Einlegeteils innerhalb der Artikelkavität reproduzierbar gestaltet werden kann .
Zweckmäßig weist das Werkzeug zumindest einen Führungsbereich auf , bevorzugt zumindest zwei Führungsbereiche , wobei ein Führungsbereich dazu eingerichtet ist , das Einlegeteil zumindest einseitig zu führen, bevorzugt das Einlegeteil an zwei miteinander über das Einlegeteil korrespondierenden Seiten des Einlegeteils zweiseitig zu führen, wobei ein Führungsbereich zumindest ein Teil des Mittels zum reproduzierbaren Positionieren des Einlegeteils ist .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „Führungsbereich" wird ein Bereich in der Begrenzung der Artikelkavität verstanden, welche dazu eingerichtet ist , ein Einlegeteil beim designierten Einbringen in die Artikelkavität und/oder beim Aus formen der Batterieschale und/oder beim Ent- formen der Batterieschale zu führen . Hierdurch kann ein Führungsbereich bezogen auf eine oder mehrere Oberflächen des Einlegeteils wechselwirken und dazu beitragen, das Einlegeteil reproduzierbar innerhalb der Artikelkavität zu positionieren und/oder aus zurichten .
Vorteilhaft kann mittels einem Führungsbereich erreicht werden, dass sich das Einlegeteil beim designierten Einbringen in die Artikelkavität selbstständig zentriert .
Vorzugsweise ist ein Führungsbereich korrespondierend zu einer Einbuchtung in der Batterieschale gestaltet .
Zweckmäßig ist das Mittel zum reproduzierbaren Positionieren des Einlegeteils federbelastet .
Unter anderem sei hier an ein federbelastetes Klemmmittel gedacht , welches dazu eingerichtet ist , dem Einlegeteil zumindest einen Grad einer statischen Bestimmtheit zu verleihen und welches vorzugsweise nach dem Einbringen des Einlegeteils in die Artikelkavität erst beim Entformen der Batterieschale wieder eine Relativbewegung zwischen Artikelkavität und Einlegeteil ermöglicht .
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des zweiten Aspekts mit dem Gegenstand des vorstehenden Aspekts der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist , und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ .
Nach einem dritten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Verfahren zum Herstellen einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung, mittels einer Spritzgießvorrichtung oder einer Pressvorrichtung mit einem eine Artikelkavität bildenden Werkzeug nach dem zweiten Aspekt der Erfindung aufweisend ein Mittel zum reproduzierbaren Positionieren eines Einlegeteils innerhalb der Artikelkavität und ein Mittel zum Einbringen einer Formmasse in die Artikelkavität , wobei das Verfahren zum Herstellen der Batterieschale die nachfolgenden Schritte umfasst : a ) Einlegen des Einlegeteils in die Artikelkavität ; b ) Einbringen der Formmasse in die Artikelkavität ; c ) Aus formen der Batterieschale ; d) Entformen der Batterieschale .
Hier wird vorgeschlagen eine Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung mittels einem Spritzgussverfahren und/oder einem Fließpressverfahren aus zuformen .
Das hier vorgeschlagene Verfahren erleichtert durch die Verwendung eines Einlegeteils die reproduzierbare und/oder lastpfadgerechte Positionierung einer lokalen Verstei fungsmaßnahme in der Batterieschale .
Bei dem Einlegeteil handelt es sich um ein zuvor hergestelltes Halbzeug, welches im Vergleich zu der hier verwendeten Formmasse vorzugsweise eine höhere Festigkeit aufweist und somit zur lokalen Verstei fung der Batterieschale verwendet werden kann, während die im viskosen Zustand eingebrachte Formmasse ein hohes Maß an geometrischer Flexibilität für die Geometrie der Batterieschale ermöglicht .
Insbesondere ermöglicht das Einlegeteil durch seine Formstabilität ein vergleichsweise einfaches Handling vor und während dem Einlegen in die Artikelkavität . Weiterhin kann das Einlegeteil durch seine Formstabilität vorteilhaft mit einem Mittel zum reproduzierbaren Positionieren des Einlegeteils in die Artikelkavität wechselwirken, wodurch auch erreicht werden kann, das s das Einlegeteil beim Aus formen der Batterieschale eine im Wesentlichen definierte und reproduzierbare Relativposition im Verhältnis zu der Formmasse der Batterieschale einnehmen kann . Vorzugsweise wird ein ein thermoplastisches Grundmaterial aufweisendes Einlegeteil vor dem Einlegen in die Artikelkavität aufgehei zt , wobei die maximal erreichte Temperatur des Einlegeteils vor dem Einlegen unterhalb der Schmel ztemperatur des thermoplastischen Werkstof fs verbleibt , insbesondere um zumindest 5 ° C unterhalb der Schmel ztemperatur des thermoplastischen Werkstof fs verbleibt . Hierdurch kann einerseits erreicht werden, dass das Einlegeteil bleibt und andererseits kann bei Verwendung einer einen Thermoplasten aufweisenden Formmasse erreicht werden, dass eine stof f schlüssige Verbindung zwischen dem Einlegeteil und der Formmasse entsteht . Insbesondere sei daran gedacht , dass die Formmasse beim Überfließen des aufgehei zten Einlegeteils einen Wärmestrom auf die Oberfläche des Einlegeteils überträgt , welcher eine stof f schlüssige Verbindung zwischen dem Einlegeteil und der Formmasse ermöglicht .
Es versteht sich, das s sich die Vorteile einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung erstrecken .
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des dritten Aspekts mit den Gegenständen der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist , und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ .
Nach einem vierten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Traktionsbatterie , insbesondere eine Traktionsbatterie für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder eine Batterieschale hergestellt mit einem Werkzeug nach dem zweiten Aspekt der Erfindung und/oder eine Batterieschale hergestellt mit einem Verfahren nach dem dritten Aspekt der Erfindung . Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „Kraftfahrzeug" wird ein durch einen Motor angetriebenes Fahrzeug verstanden . Vorzugsweise ist ein Kraftfahrzeug nicht an eine Schiene gebunden oder zumindest nicht dauerhaft spurgebunden .
Es versteht sich, das s sich die Vorteile einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, und/oder einer Batterieschale hergestellt mit einem Werkzeug nach dem zweiten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, und/oder eine Batterieschale hergestellt mit einem Verfahren nach dem dritten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, unmittelbar auf eine Traktionsbatterie aufweisend einer Batterieschale gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder einer Batterieschale hergestellt mit einem Werkzeug nach dem zweiten Aspekt der Erfindung und/oder eine Batterieschale hergestellt mit einem Verfahren nach dem dritten Aspekt der Erfindung erstrecken .
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des vierten Aspekts mit den Gegenständen der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist , und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ .
Nach einem fünften Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder eine Batterieschale hergestellt mit einem Werkzeug nach dem zweiten Aspekt der Erfindung und/oder eine Batterieschale hergestellt mit einem Verfahren nach dem dritten Aspekt der Erfindung .
Es versteht sich, das s sich die Vorteile einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrie- ben, und/oder einer Batterieschale hergestellt mit einem Werkzeug nach dem zweiten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, und/oder einer Batterieschale hergestellt mit einem Verfahren nach dem dritten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, unmittelbar auf ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Batterieschale gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder eine Batterieschale hergestellt mit einem Werkzeug nach dem zweiten Aspekt der Erfindung und/oder eine Batterieschale hergestellt mit einem Verfahren nach dem dritten Aspekt der Erfindung erstrecken .
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des fünften Aspekts mit den Gegenständen der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist , und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ .
Weitere Vorteile , Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den erläuterten Aus führungsbeispielen . Dabei zeigen im Einzelnen :
Figur 1 : schematisch einen Ausschnitt einer erste Aus führungsform einer Batterieschale in perspektivischer Darstellung;
Figur 2 : schematisch einen Ausschnitt einer zweiten Aus führungs form einer Batterieschale in perspektivischer Darstellung, wobei die Batterieschale eine Schnittdarstellung aufweist ; und
Figur 3 : schematisch einen Ausschnitt einer dritten Aus führungs form einer Batterieschale in perspektivischer Darstellung, wobei die Batterieschale eine Schnittdarstellung aufweist .
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BERICHTIGTES BLATT (REGEL 91) ISA/EP In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugs zeichen gleiche Bauteile bzw . gleiche Merkmale , sodass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bauteils auch für die anderen Figuren gilt , sodass eine wiederholende Beschreibung vermieden wird . Ferner sind einzelne Merkmale , die in Zusammenhang mit einer Aus führungs form beschrieben wurden, auch separat in anderen Aus führungs formen verwendbar .
Der Ausschnitt einer Aus führungs form einer Batterieschale 100 in Figur 1 weist eine Batterieschale 100 bestehend aus einem Boden 102 und zumindest einer Seitenwand 104 auf , wobei die Batterieschale 100 eine Innenseite 108 und eine Außenseite 106 aufweist .
Die Batterieschale 100 ist in Hybridbauweise ausgeformt und weist neben der Formmasse 140 ein Einlegeteil 120 auf .
Die Batterieschale 100 weist ein inneres Verstei fungsmittel 110 auf , welches in Form eines Spants 111 ausgeformt ist . Das Einlegeteil 120 ist im Bereich des inneren Verstei fungsmittels 110 in die Batterieschale 100 aufgenommen .
Die Batterieschale 100 weist eine Mehrzahl von Einbuchtungen 150 auf , welche zur Qualitätskontrolle der Positionierung des Einlegeteils 120 innerhalb der Batterieschale 100 verwendet werden können . Im Bereich der Einbuchtungen 150 , welche zwei Kanten (nicht bezeichnet ) des Einlegeteils 120 umschließen, beträgt die Wandstärke der Formmasse 140 teilweise 0 mm . Mit anderen Worten ist das Einlegeteil 120 in Bereichen der Einbuchtungen 150 unmittelbar von außen sichtbar .
Das Einlegeteil 120 kann eine Fase aufweisen . Vorzugsweise wei st das Einlegeteil 120 eine Fase auf , die zur Interaktion mit einer Fließ front der Formmasse 140 beim Aus formen der Batterieschale 100 eingerichtet ist , wobei insbesondere ein Fließdruck der Formmasse 140 beim Aus formen der Batterieschale 100 mit der Fase vorteilhaft wechselwirkt . Hierdurch kann erreicht werden, dass das Einlegeteil unter Ausnutzung des Fließdrucks der Formmasse 140 reproduzierbar gegen eine Artikelkavität (nicht dargestellt ) eines Werkzeugs (nicht dargestellt ) gedrückt werden kann, wodurch insgesamt eine reproduzierbare Anordnung des Einlegeteils 120 in der Batterieschale 100 unterstützt werden kann und/oder eine Reproduzierbarkeit einer Anordnung des Einlegeteils 120 in der Batterieschale 100 verbessert werden kann .
Der Ausschnitt einer Aus führungs form einer Batterieschale 100 in Figur 2 zeigt eine Außenseite 106 der Batterieschale 100 , wobei die Batterieschale 100 derart geschnitten dargestellt ist , dass auch das äußere Verstei fungsmittel 112 geschnitten ist .
Das Einlegeteil 120 ist im Bereich des äußeren Verstei fungsmittels 112 angeordnet .
Die Batterieschale 100 weist in einem zu dem Einlegeteil 120 korrespondierenden Bereich eine Mehrzahl von Einbuchtungen 150 auf , durch welche die Position des Einlegeteils 120 kontrol liert werden kann . Auf der flachen Oberseite (nicht bezeichnet ) des Einlegeteils 120 hat die Einbuchtung 150 die Form einer Rille .
Stirnseitig des Einlegeteils 120 weist die Einbuchtung 150 die Form eines Anschlags innerhalb der Artikelkavität (nicht dargestellt ) des Werkzeugs (nicht dargestellt ) auf , mit welcher die Batterieschale 100 hergestellt worden ist .
Der Ausschnitt einer Aus führungs form einer Batterieschale 100 in Figur 3 zeigt eine Innenseite 108 der Batterieschale , wobei die Batterieschale 100 derart geschnitten dargestellt ist , dass auch das innere Verstei fungsmittel 110 aufweisend zwei parallel verlaufende Spante 111 geschnitten ist . Jeder Spant 111 weist ein separates Einlegeteil 120 auf .
Die Batterieschale 100 weist in den zu den j eweiligen Einlegeteilen 120 korrespondierenden Bereichen Einbuchtungen 150 im Be- reich der Formmasse 140 auf .
Bezugszeichenliste
100 Batterieschale
102 Boden 104 Seitenwand
106 Außenseite
108 Innenseite
110 inneres Verstei fungsmittel
111 Spant 112 äußeres Verstei fungsmittel
120 Einlegeteil
140 Formmasse
150 Einbuchtung

Claims

Patentansprüche
1. Batterieschale (100) , insbesondere eine Batterieschale (100) einer Traktionsbatterie, wobei die Batterieschale (100) einen Boden (102) und zumindest vier Seitenwände (104) aufweist, wobei die Batterieschale (100) eine Innenseite (108) und eine Außenseite (106) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieschale (100) in Hybridbauweise aus einem Einlegeteil (120) und einer Formmasse (140) ausgeformt ist, wobei die Batterieschale (100) zumindest eine Einbuchtung (150) aufweist, bevorzugt zwei Einbuchtungen (150) und besonders bevorzugt mehr als zwei Einbuchtungen (150) , wobei sich eine Einbuchtung (150) in einem von der Formmasse (140) ausgeformten Bereich der Batterieschale (100) erstreckt, wobei eine Einbuchtung (150) eine mit dem Einlegeteil (120) korrespondierende Stelle aufweist und wobei ein Abstand von der korrespondierenden Stelle der Einbuchtung (150) zu dem Einlegeteil (120) kleiner oder gleich 2 mm beträgt, bevorzugt kleiner oder gleich 1 mm und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,5 mm.
2. Batterieschale (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (120) endlosfaserverstärkt ist.
3. Batterieschale (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontakt fläche zwischen dem Einlegeteil (120) und der Formmasse (140) größer oder gleich 50 % der Oberfläche des Einlegeteils (120) ist, bevorzugt größer oder gleich 55 % der Oberfläche des Einlegeteils (120) und besonders bevorzugt größer oder gleich 60 % der Oberfläche des Einlegeteils (120) .
4. Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontakt fläche zwischen dem Einlegeteil (120) und der Formmasse (140) kleiner oder gleich
39 99,5 % der Oberfläche des Einlegeteils (120) ist, bevorzugt kleiner oder gleich 99 % der Oberfläche des Einlegeteils (120) und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 97,5 % der Oberfläche des Einlegeteils (120) .
5. Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (120) mit einem Pultrusionsverf ahren hergestellt ist.
6. Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieschale (100) mit einem Spritzgießverfahren oder einem Pressverfahren ausgeformt ist.
7. Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einbuchtung (150) an einer mit dem Einlegeteil (120) korrespondierenden Stelle zumindest bereichsweise einen geradlinigen Verlauf aufweist.
8. Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einbuchtung (150) die Form einer Rille aufweist.
9. Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einbuchtung an einer mit dem Einlegeteil (120) korrespondierenden Stelle zumindest bereichsweise eine Ebene aufweist, welche parallel zu einer Ebene des Einlegeteils (120) verläuft.
10. Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einbuchtung (150) gegenüber Boden (102) der Batterieschale (100) zumindest bereichsweise horizontal und/oder vertikal verläuft.
11. Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einbuchtung (150) eine Quererstreckung aufweist, wobei die Quererstreckung an ihrer breitesten Stelle eine Breite von größer oder gleich 1 mm aufweist und/oder wobei die Quererstreckung an ihrer breitesten Stelle eine Breite von kleiner oder gleich 20 mm aufweist.
12. Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einbuchtung (150) eine Kante des Einlegeteils (120) zumindest bereichsweise umschließt, bevorzugt zwei Kanten des Einlegeteils (120) zumindest bereichsweise umschließt.
13. Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einbuchtung (150) auf der dem Einlegeteil (120) gegenüberliegenden Seite des das Einlegeteil (120) aufnehmenden Bereichs der Batterieschale (100) eine korrespondierende gegenüberliegende Einbuchtung (150) aufweist.
14. Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Einbuchtung (150) auf der dem Einlegeteil (120) gegenüberliegenden Seite des das Einlegeteil (120) aufnehmenden Bereichs der Batterieschale (100) eine zweite Einbuchtung (150) aufweist, welche versetzt zu einer der ersten Einbuchtung (150) gegenüberliegenden Position angeordnet ist.
15. Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einlegeteil (120) in einem inneren Versteifungsmittel (110) der Batterieschale (100) angeordnet ist, insbesondere in einem Spant (111) angeordnet ist.
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16. Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einlegeteil (120) in einem äußeren Versteifungsmittel (112) der Batterieschale (100) angeordnet ist.
17. Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (120) ein thermoplastisches, ein duroplastisches oder ein metallisches Grundmaterial aufweist.
18. Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formmasse (140) ein thermoplastisches oder ein duroplastisches Grundmaterial aufweist.
19. Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (120) eine Fase aufweist .
20. Werkzeug zum Herstellen einer Batterieschale nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei das Werkzeug eine Artikelkavität bildet, wobei das Werkzeug ein Mittel zum reproduzierbaren Positionieren eines Einlegeteils (120) innerhalb der Artikelkavität aufweist, wobei das Werkzeug ein Mittel zum Einbringen einer Formmasse (140) in die Artikelkavität aufweist.
21. Werkzeug nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug zumindest einen Anschlag, bevorzugt zumindest zwei Anschläge, aufweist, wobei der Anschlag zumindest ein Teil des Mittels zum reproduzierbaren Positionieren des Einlegeteils
(120) ist.
22. Werkzeug nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug zumindest einen Führungsbereich aufweist, bevorzugt zumindest zwei Führungsbereiche aufweist, wobei ein Führungsbereich dazu eingerichtet ist, das Einlegeteil (120) zumindest einseitig zu führen, bevorzugt das Einlegeteil (120) an zwei miteinander über das Einlegeteil (120) korrespondierenden Seiten des Einlegeteils (120) zweiseitig zu führen, wobei ein Führungsbereich zumindest ein Teil des Mittels zum reproduzierbaren Positionieren des Einlegeteils (120) ist.
23. Werkzeug nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum reproduzierbaren Positionieren des Einlegeteils (120) federbelastet ist.
24. Verfahren zum Herstellen einer Batterieschale (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, mittels einer Spritzgießvorrichtung oder einer Pressvorrichtung mit einem eine Artikelkavität bildenden Werkzeug nach einem der Ansprüche 20 bis 23 aufweisend ein Mittel zum reproduzierbaren Positionieren eines Einlegeteils (120) innerhalb der Artikelkavität und ein Mittel zum Einbringen einer Formmasse (140) in die Artikelkavität, wobei das Verfahren zum Herstellen der Batterieschale (100) die nachfolgenden Schritte umfasst: a) Einlegen des Einlegeteils (120) in die Artikelkavität; b) Einbringen der Formmasse (140) in die Artikelkavität; c) Ausformen der Batterieschale (100) ; d) Entformen der Batterieschale (100) .
25. Traktionsbatterie, insbesondere eine Traktionsbatterie für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Batterieschale (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 19 und/oder eine Batterieschale (100) hergestellt mit einem Werkzeug nach einem der Ansprüche 20 bis 23 und/oder eine Batterieschale (100) hergestellt mit einem Verfahren nach Anspruch 24.
26. Kraftfahrzeug aufweisend eine Batterieschale (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 19 und/oder eine Batterieschale (100) hergestellt mit einem Werkzeug nach einem der Ansprüche 20 bis 23 und/oder eine Batterieschale (100) hergestellt mit einem Verfahren nach Anspruch 24.
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