WO2018192913A1 - Befestigungsanordnung für eine fahrzeugbatterie an einer karosserie eines kraftfahrzeugs sowie verfahren zur montage einer fahrzeugbatterie in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Befestigungsanordnung für eine fahrzeugbatterie an einer karosserie eines kraftfahrzeugs sowie verfahren zur montage einer fahrzeugbatterie in einem kraftfahrzeug Download PDF

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Ronny Grosse
Michael NORDHOFF
Martin Schuster
Martin SPÄTH
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • a fastening system for a vehicle battery on a body of a motor vehicle and a method for mounting a vehicle battery in a vehicle
  • the invention relates to electrically operable motor vehicles, and in particular motor vehicles with vehicle batteries for the traction drive. Furthermore, the present invention relates to measures and devices for securing the vehicle battery to a body of a motor vehicle.
  • Electrically operable motor vehicles generally require a vehicle battery as electrical energy storage for traction.
  • the vehicle battery has large structural dimensions and high weight due to the required capacity and is therefore often attached to the underbody of the vehicle body under the passenger compartment. Due to the compactness of conventional vehicle batteries, these often also contribute to the mechanical stabilization of the frame of the vehicle body between the front axle and the rear axle.
  • the height of the vehicle battery is limited for reasons of comfort. Due to the high volume of the battery cells, such a vehicle battery extends in lateral direction almost over the entire vehicle width and the distance between the front axle and the rear axle.
  • the vehicle battery has a circumferential mounting flange for attachment to the vehicle body, with which the vehicle battery is screwed to the underbody of the vehicle body or fastened in any other way.
  • a circumferential mounting flange for attachment to the vehicle body, with which the vehicle battery is screwed to the underbody of the vehicle body or fastened in any other way.
  • a common solution to avoid such vibrations represents an attachment of the vehicle battery to the vehicle body on the housing cover.
  • the reduced rigidity of the vehicle body can lead to low-frequency vibrations, which can be reinforced by vibrationally arranged components.
  • the attachment should be provided so that at an initial assembly no installation step for attaching the vehicle battery to the vehicle body on the interior of the passenger compartment must be made, however, a later removal for maintenance or replacement is possible.
  • a mounting assembly for mounting a vehicle battery to a vehicle body, comprising:
  • a method for mounting a vehicle battery to a vehicle body comprising the following steps:
  • the battery case is provided with a fastening device.
  • the fastening element and the fastening device are designed so that they allow a material, positive or non-positive connection of the vehicle battery to the vehicle body.
  • the connection of the vehicle battery to the vehicle body takes place via a simple attachment of the vehicle battery to the vehicle body, wherein the vehicle battery is moved to the position on the vehicle body.
  • the vehicle battery is in its mounting position, create the fastener and the fastening device together a permanent, not readily solvable, resilient connection.
  • the vehicle battery can be brought into the mounting position, for example, by screwing the vehicle battery to the vehicle body along the mounting flange on the housing edge of the vehicle battery.
  • the fastening device is pressed against the fastening element, and thereby the connection between the fastening element and the fastening device takes place.
  • the vehicle battery to be removed from the vehicle body it is intended to solve the releasably attached to the vehicle body fastener by engagement from the interior of the passenger compartment.
  • the fastener is releasably secured to the vehicle body of the passenger compartment prior to the initial installation of the vehicle battery and after the initial assembly is the way to release the vehicle battery back from the vehicle body.
  • a mounting arrangement can be created, which allows an initial assembly without access to the passenger compartment.
  • the mounting arrangement is detachable, since it is connected in particular by the detachable connection to the vehicle body.
  • connection device for connecting the fastening device with the fastening element can be an adhesive connection which provides a tolerance compensation for the positioning of the vehicle battery in a particularly simple manner.
  • a mounting arrangement allows a particularly simple initial assembly, without appreciable space for the mounting arrangement must be provided.
  • a connecting device in the form of an adhesive may be introduced between the fastening element and the fastening device.
  • the fastening element which is designed in the form of a fastening plate, have a passage opening for receiving a screw connection.
  • the adhesive of the connecting device completely surrounds the passage opening. This allows a screw to be kept dry through the through hole and it is still possible to loosen the screw.
  • the fastening device may have on the side of the adhesive application a peripheral edge projecting in the direction of the fastening element. As a result, leakage or flow of the uncured adhesive from the fastening device to the vehicle body can be avoided.
  • the fastening element can be provided with a latching element and the fastening device with a latching device which can be locked together.
  • the fastening device may have a device for a screw connection to the vehicle body, in particular a threaded hole. This may allow the vehicle battery with the attached mounting arrangement to be released from the passenger compartment of the vehicle body.
  • a bodywork with a vehicle body, with a vehicle battery and with the above fastening arrangement, which between a housing side of the Vehicle battery and a body part of the vehicle body are arranged, wherein the fastening arrangement is formed to permanently connect the fastening element with the fastening device when bringing the vehicle battery into a mounting position on the vehicle body.
  • the fastening device can be detachably connected to the body part of the vehicle body and the fastening element can be connected to the housing side of the vehicle battery.
  • the fastening element can be connected by a screw connection with a stiffening profile of the vehicle battery.
  • the fastening device is connected by a screw connection to the body part of the vehicle body, wherein the screw connection of the passenger compartment of the vehicle body is detachable.
  • Figure 1 is a view of a vehicle body with mounted
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view through a fastening arrangement for fastening a vehicle battery to a vehicle body by means of an adhesive connection
  • Figure 3 is a perspective view of the mounting arrangement of Figure 1 in the unassembled state
  • FIG. 4 is a process flow diagram for illustrating the
  • Figures 5a to 5c further connecting means for positive locking
  • vehicle body 1 shows a view of a vehicle body 1 of a motor vehicle with mounted vehicle battery 2 is shown from below. It recognizes the vehicle body 1, which has a recess 1 1 to receive the vehicle battery 2.
  • vehicle battery 2 is formed with a thickness between 10 and 30 cm and therefore has lateral dimensions, which occupies a large part of the length between the positions of the front and rear axle of the motor vehicle and a large part of the width of the vehicle body 1.
  • the vehicle battery 2 has a completely or partially encircling mounting flange 21, which surrounds the housing of the vehicle battery 2 on its side (lateral surface).
  • the vehicle battery 2 can be connected by means of detachable connections, in particular via screw 22, with the vehicle body 1.
  • detachable connections in particular via screw 22, with the vehicle body 1.
  • Figure 2 shows a cross section through a section of a motor vehicle with a mounting arrangement 4, with which the vehicle battery 2 with its housing side 23, which may be formed by a housing cover, with the body part 12 of a vehicle body 1 is attached.
  • the mounting assembly 4 is used for additional fixing of the vehicle battery 2 to the body part 12 in an area spaced from the edge of the vehicle battery 2 inner area to which there is no access from a mounting position of the vehicle battery 2 side facing the vehicle body 1 during an initial assembly of the vehicle battery 2.
  • a housing 24 of the vehicle battery 2 encloses battery cells 25, which are held in a frame with stiffening profiles 26.
  • the housing side 23 is held on the stiffening profile 26 via a first screw with a screw 5, which extends from the outside through a screw hole 28 of the housing side 23 and can be screwed into a corresponding thread 29 of the stiffening profile 26.
  • a spacer sleeve 27 may be provided, which protects the interior of the vehicle battery 2 against ingress of dirt or moisture through the screw hole 28.
  • a fastening element 41 of the fastening arrangement 4 may be arranged on the housing side 23 and be connected to this, for example by welding, gluing or the like.
  • the screw 5 can extend and connect the fastening element 41 additionally with the housing side 23 of the vehicle battery 2.
  • a fastening device 42 is provided, which is connected via a detachable connection 43, such as a screw, with the body part 12 of the vehicle body 1.
  • the screw 43 is preferably detachable from the passenger compartment, for example, by a corresponding access opening 15 in a floor panel 14. To loosen the screw 43, a nut 43a can be solved on a bolt 43b.
  • the fastening element 41 and the fastening device 42 are designed as first and second fastening plate 61, 62, respectively, which in the mounted state of the vehicle battery 2, i. in their mounting position, facing each other, wherein the first mounting plate 61 has a through hole 61 a for receiving the screw 5.
  • the fastening element 41 may be formed as a round first mounting plate 61 having a through hole 61 a, which is in register with the screw hole 28 of the vehicle battery 2, so that the screw 5 with its screw head 51 holds the fastener 41 in addition to the stiffening frame 26 of the vehicle battery 2.
  • the second mounting plate 62 has in the region of the through hole 61 a of the first mounting plate 61 an opening 62 a through which the screw head 51 of the screw 5 is accessible and can be removed after removing the mounting assembly 4 of the vehicle body 1 to the mounting assembly 4 of the vehicle battery 2 to solve.
  • a connecting device 44 may be provided, which may be formed in the present embodiment as an adhesive connection.
  • Figure 3 can be seen the annular formation of both the fastener 41 and the fastening device 42, wherein the adhesive joint is also circumferentially closed around the screw 5 is arranged.
  • the illustrated mounting arrangement 4 makes it possible to attach the vehicle battery 2 in an initial assembly to the vehicle body 1 without the access to the passenger compartment is necessary when attaching the vehicle battery 2.
  • step S1 the fastening device 42 is attached to the body part 12 of the vehicle body 1. This is done by means of a detachable connection 43, in particular by means of a screw connection 43.
  • step S2 if necessary adhesive is applied to the fastening element 41 or the fastening device 42 in the case of an adhesive connection 43 in such a way that it surrounds the screw head 51 of the screw 5 or a passage opening in which the screw head 51 is to be received.
  • adhesive connection 43 in such a way that it surrounds the screw head 51 of the screw 5 or a passage opening in which the screw head 51 is to be received.
  • step S3 the vehicle battery 2 provided with the fastening element 41 is brought to the mounting position and fixed there by screwing the fastening flange 21 to the vehicle body 1.
  • the fastening element 41 When attaching the vehicle battery 2 to the vehicle body 1, the fastening element 41 is pressed against the fastening device 42, thereby creating a material, positive or non-positive connection, depending on the type of connecting device without further action. This makes it possible that vibrations of the body part 12 of the vehicle body 1 and / or the vehicle battery 2 are avoided.
  • the fastening device 42 may be provided with an outer edge 46 projecting in the direction of the fastening element 41, in order to ensure that when attaching the vehicle battery 2 to the body part 12 of the vehicle body 1, the initially liquid adhesive is not outside the region of the fastening device 42 passes and creates a direct non-detachable connection between the body part 12 of the vehicle body 1 and the mounting assembly 4 and the housing side 23 of the vehicle battery 2.
  • the screw 43 of the fastener 42 can be solved with the body part 12 of the vehicle body 1 through an access opening 15 in the bottom panel 14 and so the entire mounting assembly 4 are removed with the vehicle battery 2 of the vehicle body 1.
  • FIG. 5a to 5c different variants of a positive connection are shown, which fix the vehicle battery 2 to the vehicle body 1 without additional assembly action.
  • Each of the fastening devices 42 is connected to the body part 12 via a corresponding screw connection (screw 43), so that the fastening device can be removed from the body part 12 by releasing the screw connection from the passenger compartment.
  • screw 43 screw connection
  • a locking via a T-slot 62 'as a fastening device 42, into which a mushroom head 61' is inserted as a fastening element 41 is shown.
  • FIGS. 5 b and 5 c provide that the fastening device 42 is inserted in the form of a latching device 62 ", 62 '" into the fastening element 41 in the form of a latching element 61 ", 61", which carries the fastening device 42 when the vehicle battery is attached the fastener 41 securely locked.
  • a release of these locking connections is not provided in the rule, but the corresponding locking device 62 ", 62"'must be solved via the detachable connection of the vehicle body 1 so that the entire mounting assembly 4 can be removed with the vehicle battery 2.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung zum Befestigen einer Fahrzeugbatterie an einer Fahrzeugkarosserie, umfassend ein Befestigungselement zur Befestigung an einem Gehäuse der Fahrzeugbatterie und eine Befestigungseinrichtung zum lösbaren Befestigen an einem Karosserieteil der Fahrzeugkarosserie, wobei das Befestigungselement und die Befestigungseinrichtung so ausgebildet sind, dass diese beim Anbringen der Fahrzeugbatterie in eine Montageposition stoff-, form- oder kraftschlüssig miteinander verbunden werden.

Description

Beschreibung
Befestiqunqsanordnunq für eine Fahrzeuqbatterie an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs sowie Verfahren zur Montage einer Fahrzeuqbatterie in einem
Kraftfahrzeug
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft elektrisch betreibbare Kraftfahrzeuge, und insbesondere Kraftfahrzeuge mit Fahrzeugbatterien für den Traktionsantrieb. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung Maßnahmen und Einrichtungen zum Befestigen der Fahrzeugbatterie an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs.
Technischer Hintergrund
Elektrisch betreibbare Kraftfahrzeuge benötigen in der Regel eine Fahrzeugbatterie als elektrischen Energiespeicher für die Traktion. Die Fahrzeugbatterie hat aufgrund der benötigten Kapazität große bauliche Abmessungen und ein hohes Gewicht und wird daher häufig an dem Unterboden der Fahrzeugkarosserie unter der Fahrgastzelle befestigt. Aufgrund der Kompaktheit von herkömmlichen Fahrzeugbatterien übernehmen diese häufig auch einen Beitrag zur mechanischen Stabilisierung des Rahmens der Fahrzeugkarosserie zwischen Vorderachse und Hinterachse.
Da die Fahrzeugbatterie unter der Fahrgastzelle angeordnet wird, ist aus Komfortgründen die Höhe der Fahrzeugbatterie beschränkt. Durch das hohe Volumen der Batteriezellen erstreckt sich eine solche Fahrzeugbatterie in lateraler Richtung nahezu über die gesamte Fahrzeugbreite und den Abstand zwischen der Vorderachse und der Hinterachse.
Die Fahrzeugbatterie weist zur Befestigung an der Fahrzeugkarosserie einen umlaufenden Befestigungsflansch auf, mit dem die Fahrzeugbatterie an dem Unterboden der Fahrzeugkarosserie angeschraubt oder in sonstiger Weise befestigt wird. Jedoch kann eine solche Anordnung der Fahrzeugbatterie aufgrund ihres hohen Gewichts und ihrer flächigen Auslegung beim Betrieb des Kraftfahrzeugs zu niederfrequenten Schwingungen führen, die als unangenehm empfunden werden. Eine gängige Lösung, solche Schwingungen zu vermeiden, stellt eine Befestigung der Fahrzeugbatterie an der Fahrzeugkarosserie über deren Gehäusedeckel dar.
Daher offenbart die Druckschrift US 8,336,658 B2 eine Fahrzeugbatterie mit innenliegenden Durchgangsöffnungen, die das Speichervolumen durchdringen. Eine Fixierung der Fahrzeugbatterie wird durch in die Durchgangsöffnungen eingesetzte Schrauben erreicht. Solche Durchgangsöffnungen stellen jedoch Schwachstellen des Gehäuses der Fahrzeugbatterie dar, die nur mit sehr hohem Aufwand gegenüber Eindringen von Verschmutzung oder Feuchtigkeit abgedichtet werden können. Häufig ist eine derartige Lösung nicht alterungsbeständig und nicht korrosionsbeständig.
Durch die Anordnung und Bauhöhe der Fahrzeugbatterie werden in der Regel Versteifungsstrukturen im Bodenbereich der Fahrzeugkarosserie reduziert. Die verringerte Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie kann zu niederfrequenten Schwingungen führen, die durch schwingfähig angeordnete Bauteile noch verstärkt werden können.
Darüber hinaus besteht das Problem, dass während der Erstmontage des Kraftfahrzeugs ein Zugang zum Fahrgastinnenraum nicht oder nur unter Störung des Herstellungsprozesses möglich ist, so dass das Vorsehen einer Befestigung der Fahrzeugbatterie mit ihrer Oberseite des Gehäuses an dem Karosserieträger der Fahrzeugkarosserie nicht ohne weiteres möglich ist. Zudem muss es möglich sein, zum Austausch oder zur Wartung der Fahrzeugbatterie diese nach der Erstmontage in einfacher Weise von der Karosserie zu lösen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Befestigungsmöglichkeit für eine Fahrzeugbatterie zur Verfügung zu stellen, mit der die Fahrzeugbatterie auch mit einer Gehäuseseite flanschlos an der Karosserie befestigt werden kann. Dabei soll die Befestigung so vorgesehen werden, dass bei einer Erstmontage kein Montageschritt zum Anbringen der Fahrzeugbatterie an der Fahrzeugkarosserie über das Innere der Fahrgastzelle erfolgen muss, jedoch ein späteres Entfernen zur Wartung oder zum Austausch möglich ist.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch die Befestigungsanordnung für eine Fahrzeugbatterie in einem Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1 , eine Karosserieanordnung eines Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren zum Montieren und Demontieren einer Fahrzeugbatterie in einem Kraftfahrzeug gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Befestigungsanordnung zum Befestigen einer Fahrzeugbatterie an einer Fahrzeugkarosserie vorgesehen, umfassend:
- ein Befestigungselement zur Befestigung an einem Gehäuse der Fahrzeugbatterie;
- eine Befestigungseinrichtung zum lösbaren Befestigen an einem Karosserieteil der Fahrzeugkarosserie; wobei das Befestigungselement und die Befestigungseinrichtung so ausgebildet sind, dass diese beim Anbringen der Fahrzeugbatterie in eine Montageposition Stoff-, form- oder kraftschlüssig miteinander verbunden werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zur Montage einer Fahrzeugbatterie an einer Fahrzeugkarosserie vorgesehen, mit folgenden Schritten:
- lösbares Befestigen einer Befestigungseinrichtung an einem Karosserieteil der Fahrzeugkarosserie;
- Befestigen eines Befestigungselements an einem Gehäuse der Fahrzeugbatterie;
- Positionieren der Fahrzeugbatterie in einer Montageposition an der Fahrzeugkarosserie, wobei das Befestigungselement mit der Befestigungseinrichtung dauerhaft verbunden wird.
Eine Idee der obigen Befestigungsanordnung besteht darin, diese mit einem Befestigungselement auszubilden, das vor der Erstmontage der Fahrzeugbatterie an der Fahrzeugkarosserie lösbar befestigt wird. Weiterhin ist das Batteriegehäuse mit einer Befestigungseinrichtung versehen. Das Befestigungselement und die Befestigungseinrichtung sind so ausgebildet, dass sie eine Stoff-, form- oder kraftschlüssige Verbindung der Fahrzeugbatterie an der Fahrzeugkarosserie ermöglichen. Die Verbindung der Fahrzeugbatterie an der Fahrzeugkarosserie erfolgt dabei über ein einfaches Ansetzen der Fahrzeugbatterie an der Fahrzeugkarosserie, wobei die Fahrzeugbatterie an die Position an der Fahrzeugkarosserie bewegt wird. Befindet sich die Fahrzeugbatterie in ihrer Montageposition, schaffen das Befestigungselement und die Befestigungseinrichtung miteinander eine dauerhafte, nicht ohne weiteres lösbare, belastbare Verbindung. Somit kann beim Einsetzen der Fahrzeugbatterie in ihre Montageposition eine Verbindung zwischen dem Befestigungselement und der Befestigungseinrichtung und damit zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Gehäuse der Fahrzeugbatterie ohne weiteres Zutun hergestellt werden. Die Fahrzeugbatterie kann beispielsweise durch Verschrauben der Fahrzeugbatterie an der Fahrzeugkarosserie entlang des Befestigungsflansches am Gehäuserand der Fahrzeugbatterie in die Montageposition gebracht werden. Durch das Anziehen der Verschraubung der Fahrzeugbatterie an der Fahrzeugkarosserie wird die Befestigungseinrichtung gegen das Befestigungselement gedrückt, und dadurch erfolgt die Verbindung zwischen dem Befestigungselement und der Befestigungseinrichtung.
Soll die Fahrzeugbatterie von der Fahrzeugkarosserie abgenommen werden, so ist dazu vorgesehen, das lösbar an der Fahrzeugkarosserie angebrachte Befestigungselement durch Eingriff vom Inneren der Fahrgastzelle zu lösen. Das Befestigungselement wird vor der Erstmontage der Fahrzeugbatterie an der Fahrzeugkarosserie von dem Fahrgastinnenraum lösbar befestigt und stellt nach der Erstmontage die Möglichkeit dar, die Fahrzeugbatterie wieder von der Fahrzeugkarosserie zu lösen.
Auf diese Weise kann eine Befestigungsanordnung geschaffen werden, die eine Erstmontage ohne Zugang zum Fahrgastinnenraum ermöglicht. Nach der Erstmontage ist die Befestigungsanordnung lösbar, da sie insbesondere durch die lösbare Verbindung mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist.
Insbesondere kann die Verbindungseinrichtung zur Verbindung der Befestigungseinrichtung mit dem Befestigungselement eine Klebeverbindung sein, die in besonders einfacher Weise einen Toleranzausgleich für die Positionierung der Fahrzeugbatterie bereitstellt.
Insgesamt ermöglicht eine solche Befestigungsanordnung eine besonders einfache Erstmontage, ohne dass nennenswerter Bauraum für die Befestigungsanordnung bereitgestellt werden muss. Weiterhin kann eine Verbindungseinrichtung in Form eines Klebstoffes zwischen das Befestigungselement und die Befestigungseinrichtung eingebracht sein.
Insbesondere kann das Befestigungselement, das in Form einer Befestigungsplatte ausgebildet ist, eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme einer Schraubenverbindung aufweisen.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Klebstoff der Verbindungseinrichtung die Durchgangsöffnung vollständig umgibt. Dadurch kann eine Schraube durch die Durchgangsöffnung trocken gehalten werden und es ist weiterhin ein Lösen der Schraube möglich.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Befestigungseinrichtung auf der Seite der Klebstoffbeaufschlagung einen umlaufenden in Richtung des Befestigungselements abstehenden Rand aufweisen. Dadurch kann ein Austreten bzw. Ausfließen des nicht ausgehärteten Klebstoffes von der Befestigungseinrichtung auf die Fahrzeugkarosserie vermieden werden.
Weiterhin können das Befestigungselement mit einem Rastelement und die Befestigungseinrichtung mit einer Rasteinrichtung versehen sein, die miteinander verrastbar sind.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Befestigungseinrichtung eine Einrichtung für eine Schraubverbindung mit der Fahrzeugkarosserie, insbesondere ein Gewindeloch, aufweisen. Dies kann ermöglichen, die Fahrzeugbatterie mit der daran angebrachten Befestigungsanordnung aus der Fahrgastzelle der Fahrzeugkarosserie zu lösen.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Karosserieanordnung mit einer Fahrzeugkarosserie, mit einer Fahrzeugbatterie und mit der obigen Befestigungsanordnung vorgesehen, die zwischen einer Gehäuseseite der Fahrzeugbatterie und einem Karosserieteil der Fahrzeugkarosserie angeordnet sind, wobei die Befestigungsanordnung ausgebildet ist, um bei Bringen der Fahrzeugbatterie in eine Montageposition an der Fahrzeugkarosserie das Befestigungselement mit der Befestigungseinrichtung dauerhaft zu verbinden.
Weiterhin kann die Befestigungseinrichtung lösbar mit dem Karosserieteil der Fahrzeugkarosserie verbunden sein und das Befestigungselement mit der Gehäuseseite der Fahrzeugbatterie verbunden sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Befestigungselement durch eine Schraubverbindung mit einem Versteifungsprofil der Fahrzeugbatterie verbunden sein.
Es kann vorgesehen sein, dass die Befestigungseinrichtung durch eine Schraubverbindung mit dem Karosserieteil der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, wobei die Schraubverbindung von der Fahrgastzelle der Fahrzeugkarosserie lösbar ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Ansicht auf eine Fahrzeugkarosserie mit montierter
Fahrzeugbatterie von unten;
Figur 2 eine Querschnittsansicht durch eine Befestigungsanordnung zum Befestigen einer Fahrzeugbatterie an einer Fahrzeugkarosserie mithilfe einer Klebeverbindung; Figur 3 eine perspektivische Ansicht der Befestigungsanordnung der Figur 1 im nicht montierten Zustand;
Figur 4 ein Verfahrensablaufdiagramm zur Veranschaulichung der
Verfahrensschritte zur Erstmontage der Fahrzeugbatterie an der Fahrzeugkarosserie; und
Figuren 5a bis 5c weitere Verbindungseinrichtungen zur formschlüssigen
Verbindung zwischen Befestigungselement und Befestigungseinrichtung.
Beschreibung von Ausführungsformen
In Figur 1 ist eine Ansicht auf eine Fahrzeugkarosserie 1 eines Kraftfahrzeugs mit montierter Fahrzeugbatterie 2 von unten dargestellt. Man erkennt die Fahrzeugkarosserie 1 , die eine Ausnehmung 1 1 aufweist, um die Fahrzeugbatterie 2 aufzunehmen. Die Fahrzeugbatterie 2 ist mit einer Dicke zwischen 10 und 30 cm ausgebildet und weist daher laterale Abmessungen auf, die einen Großteil der Länge zwischen den Positionen der Vorder- und Hinterachse des Kraftfahrzeugs und einen Großteil der Breite der Fahrzeugkarosserie 1 einnimmt.
Die Fahrzeugbatterie 2 weist einen ganz oder teilweise umlaufenden Befestigungsflansch 21 auf, der das Gehäuse der Fahrzeugbatterie 2 an seiner Seite (seitlichen Fläche) umgibt. Über den Befestigungsflansch 21 kann die Fahrzeugbatterie 2 mithilfe von lösbaren Verbindungen, insbesondere über Schraubverbindungen 22, mit der Fahrzeugkarosserie 1 verbunden werden. Um Schwingungen zu vermeiden, ist nun vorgesehen, eine Fixierung zwischen einem Karosserieteil 12 (siehe Figur 2) in der Ausnehmung 1 1 der Fahrzeugkarosserie 1 und einer Gehäuseseite 23 (Seite senkrecht zur Dickenrichtung) der Fahrzeugbatterie 2 vorzusehen, so dass ein Durchschwingen der Fahrzeugbatterie 2 bzw. des Karosserieteils der Fahrzeugkarosserie 1 in einem Bereich, der von dem Befestigungsflansch 21 umgeben ist, vermieden werden kann.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch einen Ausschnitt eines Kraftfahrzeugs mit einer Befestigungsanordnung 4, mit der die Fahrzeugbatterie 2 mit ihrer Gehäuseseite 23, die durch einen Gehäusedeckel gebildet sein kann, mit dem Karosserieteil 12 einer Fahrzeugkarosserie 1 befestigt ist. Die Befestigungsanordnung 4 dient zur zusätzlichen Fixierung der Fahrzeugbatterie 2 an dem Karosserieteil 12 in einem vom Rand der Fahrzeugbatterie 2 beabstandeten Innenbereich, zu dem während einer Erstmontage der Fahrzeugbatterie 2 kein Zugang von einer der Montageposition der Fahrzeugbatterie 2 zugewandten Seite der Fahrzeugkarosserie 1 besteht.
Ein Gehäuse 24 der Fahrzeugbatterie 2 umschließt Batteriezellen 25, die in einem Rahmen mit Versteifungsprofilen 26 gehalten sind. Die Gehäuseseite 23 wird an dem Versteifungsprofil 26 über eine erste Schraubverbindung mit einer Schraube 5 gehalten, die von außen durch eine Schraubenöffnung 28 der Gehäuseseite 23 reicht und in ein entsprechendes Gewinde 29 des Versteifungsprofils 26 eingeschraubt sein kann. Zwischen der Gehäuseseite 23 und dem Versteifungsprofil 26 kann eine Abstandshülse 27 vorgesehen sein, die das Innere der Fahrzeugbatterie 2 gegen Eindringen von Schmutz oder Feuchtigkeit durch die Schraubenöffnung 28 schützt.
Auf der Außenseite der Gehäuseseite 23 kann ein Befestigungselement 41 der Befestigungsanordnung 4 auf der Gehäuseseite 23 angeordnet sein und mit dieser beispielsweise durch Schweißen, Kleben oder dergleichen verbunden sein. Durch das Befestigungselement 41 kann die Schraube 5 reichen und das Befestigungselement 41 zusätzlich mit der Gehäuseseite 23 der Fahrzeugbatterie 2 verbinden. Es ist eine Befestigungseinrichtung 42 vorgesehen, die über eine lösbare Verbindung 43, wie beispielsweise eine Schraubverbindung, mit dem Karosserieteil 12 der Fahrzeugkarosserie 1 verbunden ist. Die Schraubverbindung 43 ist vorzugsweise von der Fahrgastzelle aus lösbar, beispielsweise durch eine entsprechende Zugangsöffnung 15 in einem Bodenblech 14. Zum Lösen der Schraubverbindung 43 kann eine Schraubenmutter 43a an einem Schraubenbolzen 43b gelöst werden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind das Befestigungselement 41 und die Befestigungseinrichtung 42 als erste bzw. zweite Befestigungsplatte 61 , 62 ausgeführt, die im montierten Zustand der Fahrzeugbatterie 2, d.h. in ihrer Montageposition, einander gegenüberliegen, wobei die erste Befestigungsplatte 61 eine Durchgangsöffnung 61 a zur Aufnahme der Schraube 5 aufweist.
In der perspektivischen Ansicht der Figur 3 ist erkennbar, dass das Befestigungselement 41 als runde erste Befestigungsplatte 61 ausgebildet sein kann, die eine Durchgangsöffnung 61 a aufweist, die in Deckung zu der Schraubenöffnung 28 der Fahrzeugbatterie 2 liegt, so dass die Schraube 5 mit ihrem Schraubkopf 51 das Befestigungselement 41 zusätzlich an dem Versteifungsrahmen 26 der Fahrzeugbatterie 2 hält. Die zweite Befestigungsplatte 62 weist im Bereich der Durchgangsöffnung 61 a der ersten Befestigungsplatte 61 eine Öffnung 62a auf, durch die der Schraubenkopf 51 der Schraube 5 zugänglich ist und nach einem Abnehmen der Befestigungsanordnung 4 von der Fahrzeugkarosserie 1 entfernt werden kann, um die Befestigungsanordnung 4 von der Fahrzeugbatterie 2 zu lösen.
Zwischen dem Befestigungselement 41 und der Befestigungseinrichtung 42 kann eine Verbindungseinrichtung 44 vorgesehen sein, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Klebstoffverbindung ausgebildet sein kann. In Figur 3 erkennt man die ringförmige Ausbildung sowohl des Befestigungselements 41 als auch der Befestigungseinrichtung 42, wobei die Klebeverbindung ebenfalls umlaufend geschlossen um die Schraube 5 angeordnet ist. Somit kann durch das Befestigungselement 41 , die Befestigungseinrichtung 42, das Karosserieteil 12 der Fahrzeugkarosserie 1 und die Klebeverbindung 44 ein Trockenraum geschaffen werden, der durch die Klebeverbindung gegenüber der äußeren Umgebung abgedichtet wird. Somit kann zusätzlich eine Abdichtung des Inneren des Gehäuses der Fahrzeugbatterie 2 gegen Feuchtigkeit oder Verschmutzung erreicht werden.
Die dargestellte Befestigungsanordnung 4 ermöglicht es, die Fahrzeugbatterie 2 in einer Erstmontage an die Fahrzeugkarosserie 1 anzubringen, ohne dass beim Anbringen der Fahrzeugbatterie 2 der Zugang zur Fahrgastzelle notwendig ist.
Die Montageschritte sind in Figur 4 anhand eines Flussdiagramms dargestellt. Zunächst wird im Schritt S1 die Befestigungseinrichtung 42 an dem Karosserieteil 12 der Fahrzeugkarosserie 1 angebracht. Dies erfolgt mithilfe einer lösbaren Verbindung 43, insbesondere mithilfe einer Schraubverbindung 43.
In Schritt S2 wird gegebenenfalls bei einer Klebeverbindung 43 Klebstoff auf das Befestigungselement 41 oder die Befestigungseinrichtung 42 aufgebracht, und zwar so, dass es den Schraubenkopf 51 der Schraube 5 bzw. eine Durchgangsöffnung, in der der Schraubenkopf 51 aufgenommen werden soll, umgibt. Im Falle von Befestigungsanordnungen 4, die eine form- oder kraftschlüssige Verbindung zwischen Befestigungselement 41 und Befestigungseinrichtung 42 vorsehen, ist dieser Schritt nicht notwendig.
In Schritt S3 wird die mit dem Befestigungselement 41 versehene Fahrzeugbatterie 2 an die Montageposition gebracht und dort durch Verschrauben des Befestigungsflansches 21 an der Fahrzeugkarosserie 1 fixiert.
Beim Anbringen der Fahrzeugbatterie 2 an die Fahrzeugkarosserie 1 wird das Befestigungselement 41 gegen die Befestigungseinrichtung 42 gedrückt und dadurch je nach Art der Verbindungseinrichtung ohne weiteres Zutun eine Stoff-, form- oder kraftschlüssige Verbindung geschaffen. Diese ermöglicht es, dass Schwingungen des Karosserieteils 12 der Fahrzeugkarosserie 1 und/oder der Fahrzeugbatterie 2 vermieden werden.
Im Falle einer Klebeverbindung kann die Befestigungseinrichtung 42 mit einem in Richtung des Befestigungselements 41 abstehenden äußeren Rand 46 versehen werden, um zu gewährleisten, dass beim Anbringen der Fahrzeugbatterie 2 an dem Karosserieteil 12 der Fahrzeugkarosserie 1 der zunächst flüssige Klebstoff nicht außerhalb des Bereichs der Befestigungseinrichtung 42 gelangt und eine direkte unlösbare Verbindung zwischen dem Karosserieteil 12 der Fahrzeugkarosserie 1 und der Befestigungsanordnung 4 bzw. der Gehäuseseite 23 der Fahrzeugbatterie 2 schafft.
Zum Lösen der Fahrzeugbatterie 2 nach der Erstmontage können die Schraubverbindungen 43 der Befestigungseinrichtung 42 mit dem Karosserieteil 12 der Fahrzeugkarosserie 1 durch eine Zugangsöffnung 15 in dem Bodenblech 14 gelöst werden und so die gesamte Befestigungsanordnung 4 mit der Fahrzeugbatterie 2 von der Fahrzeugkarosserie 1 entfernt werden.
Obwohl eine Klebeverbindung zum Realisieren der Verbindungseinrichtung 44 einen besonders guten Toleranzausgleich bezüglich Toleranzen zwischen der Befestigungseinrichtung 42 und des Befestigungselements 41 bereitstellt, können auch andere Verbindungsarten zwischen dem Befestigungselement 41 und der Befestigungseinrichtung 42 vorgesehen werden. Beispielsweise sind in den Figuren 5a bis 5c verschiedene Varianten einer formschlüssigen Verbindung dargestellt, die ohne zusätzliche Montagehandlung die Fahrzeugbatterie 2 an der Fahrzeugkarosserie 1 fixieren. Jede der Befestigungseinrichtungen 42 ist über eine entsprechende Schraubenverbindung (Schraube 43) mit dem Karosserieteil 12 verbunden, so dass die Befestigungseinrichtung von dem Karosserieteil 12 durch Lösen der Schraubenverbindung von der Fahrgastzelle abnehmbar ist. In Figur 5a ist beispielweise eine Verriegelung über eine T-Nut 62' als Befestigungseinrichtung 42, in die ein Pilzkopf 61 ' als Befestigungselement 41 eingeschoben wird, dargestellt. Dazu ist es notwendig, die Fahrzeugbatterie 2 durch ein Verschieben in seitlicher Richtung an dem Karosserieteil 12 der Fahrzeugkarosserie 1 in der Montageposition zu positionieren, um eine Verrastung des Pilzkopfes 61 ' mit der T-Nut 62' zu erreichen.
Die Varianten der Figuren 5b und 5c sehen vor, dass die Befestigungseinrichtung 42 in Form einer Rasteinrichtung 62", 62'" in das Befestigungselement 41 in Form eines Rastelements 61 ", 61 "' eingeschoben wird, die beim Anbringen der Fahrzeugbatterie die Befestigungseinrichtung 42 mit dem Befestigungselement 41 sicher verrastet. Ein Lösen dieser Rastverbindungen ist in der Regel nicht vorgesehen, sondern die entsprechende Rasteinrichtung 62", 62"' muss über die lösbare Verbindung von der Fahrzeugkarosserie 1 so gelöst werden, dass die gesamte Befestigungsanordnung 4 mit der Fahrzeugbatterie 2 abgenommen werden kann.
Bezugszeichenliste
Fahrzeugkarosserie
Ausnehmung
Karosserieteil
Bodenblech
Zugangsöffnung
Fahrzeugbatterie
Befestigungsflansch
Schraubverbindungen
Gehäuseseite
Gehäuse
Batteriezellen
Versteifungsprofil
Abstandshülse
Schraubenöffnung
Gewinde
Befestigungsanordnung
Befestigungselement
Befestigungseinrichtung lösbare Verbindung
a Schraubenmutter
b Schraubenbolzen
Verbindungseinrichtung
abstehender äußerer Rand
Schraube
Schraubkopf , 62 Befestigungsplattena Durchgangsöffnunga Öffnung
' Pilzkopf
' T-Nut
", 61 "' Rastelement ", 62"' Rasteinrichtung

Claims

Ansprüche
1 . Befestigungsanordnung (4) zum Befestigen einer Fahrzeugbatterie (2) an einer Fahrzeugkarosserie (1 ), umfassend:
- ein Befestigungselement (41 ) zur Befestigung an einem Gehäuse (24) der Fahrzeugbatterie (2);
- eine Befestigungseinrichtung (42) zum lösbaren Befestigen an einem Karosserieteil (12) der Fahrzeugkarosserie (1 );
wobei das Befestigungselement (41 ) und die Befestigungseinrichtung (42) so ausgebildet sind, dass diese beim Anbringen der Fahrzeugbatterie (2) in eine Montageposition Stoff-, form- oder kraftschlüssig miteinander verbunden werden.
2. Befestigungsanordnung (4) nach Anspruch 1 , wobei das Befestigungselement (41 ), das in Form einer Befestigungsplatte (61 ) ausgebildet ist, eine Durchgangsöffnung (61 a) zur Aufnahme einer Schraube (5) aufweist.
3. Befestigungsanordnung (4) nach Anspruch 2, wobei die Befestigungseinrichtung (42) eine Öffnung (62a) für einen Zugang zum Lösen der Schraube (5) aufweist.
4. Befestigungsanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Verbindungseinrichtung (44) in Form eines Klebstoffes zwischen das Befestigungselement (41 ) und die Befestigungseinrichtung (42) eingebracht ist.
5. Befestigungsanordnung (4) nach Anspruch 4, wobei der Klebstoff der Verbindungseinrichtung (44) die Durchgangsöffnung (61 a) umgibt.
6. Befestigungsanordnung (4) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Befestigungseinrichtung (42) auf der Seite der Klebstoffbeaufschlagung einen umlaufenden in Richtung des Befestigungselements (41 ) abstehenden Rand (46) aufweist.
7. Befestigungsanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Befestigungselement (41 ) mit einem Rastelement (61 ", 61 "') und die Befestigungseinrichtung (42) mit einer Rasteinrichtung (62", 62'") versehen sind, die miteinander verrastbar sind.
8. Befestigungsanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Befestigungseinrichtung (42) eine Einrichtung für eine Schraubverbindung mit der Fahrzeugkarosserie (1 ), insbesondere ein Gewinde oder einen Gewindebolzen, aufweist.
9. Karosserieanordnung mit einer Fahrzeugkarosserie (1 ), mit einer Fahrzeugbatterie (2) und mit einer Befestigungsanordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die zwischen einer Gehäuseseite (23) der Fahrzeugbatterie (2) und einem Karosserieteil (12) der Fahrzeugkarosserie (1 ) angeordnet sind, wobei die Befestigungsanordnung (4) ausgebildet ist, um bei Bringen der Fahrzeugbatterie (2) in eine Montageposition an der Fahrzeugkarosserie (1 ) das Befestigungselement (41 ) mit der Befestigungseinrichtung (42) dauerhaft zu verbinden.
10. Karosserieanordnung nach Anspruch 9, wobei die Befestigungseinrichtung (42) lösbar mit dem Karosserieteil (12) der Fahrzeugkarosserie (1 ) verbunden ist und das Befestigungselement (41 ) mit der Gehäuseseite (23) der Fahrzeugbatterie (2) verbunden ist.
1 1 . Karosserieanordnung nach Anspruch 10, wobei das Befestigungselement (41 ) durch eine Schraubverbindung mit einem Versteifungsprofil der Fahrzeugbatterie (2) verbunden ist.
12. Karosserieanordnung nach Anspruch 10 oder 1 1 , wobei die Befestigungseinrichtung (42) durch eine Schraubverbindung mit dem Karosserieteil (12) der Fahrzeugkarosserie (1 ) verbunden ist, wobei die Schraubverbindung von der Fahrgastzelle der Fahrzeugkarosserie (1 ) lösbar ist.
13. Verfahren zur Montage einer Fahrzeugbatterie (2) an einer Fahrzeugkarosserie (1 ), mit folgenden Schritten:
- lösbares Befestigen einer Befestigungseinrichtung (42) an einem Karosserieteil (12) der Fahrzeugkarosserie (1 );
- Befestigen eines Befestigungselements (41 ) an einem Gehäuse (24) der Fahrzeugbatterie (2);
- Positionieren der Fahrzeugbatterie (2) in einer Montageposition an der Fahrzeugkarosserie (1 ), wobei das Befestigungselement (41 ) mit der Befestigungseinrichtung (42) dauerhaft verbunden wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Fahrzeugbatterie (2) in die Montageposition an der Fahrzeugkarosserie (1 ) durch Verschrauben der Fahrzeugbatterie (2) an der Fahrzeugkarosserie (1 ) entlang eines Befestigungsflansches am Gehäuserand der Fahrzeugbatterie (2) gebracht wird.
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