WO2021048055A1 - Rahmenstrukturteil - Google Patents

Abstract

Beschrieben ist eine Rahmenstruktur (R) eines Batteriegehäuses für ein elektromotorisch angetriebenes Fahrzeug, welche Rahmenstruktur (R) aus einzelnen, in z-Richtung zumindest zweikammerig ausgeführten und miteinander verschweißten Hohlkammerprofilen (3, 3.1, 3.2, 3.3) mit L-förmigem Querschnitt zum Einfassen eines Batterievolumens zusammengesetzt ist. Die Stirnflächen (14, 14.1) von zwei zur Eckausbildung aneinandergrenzenden Hohlkammerprofilen (3, 3.1; 3.1, 3.2; 3.2, 3.3; 3.3, 3)sind stufig ausgebildet, sodass beide Hohlkammerprofile (3, 3.1; 3.1, 3.2; 3.2, 3.3; 3.3, 3) jeweils mit einem Abschnitt ihrer Stirnfläche (14, 14.1) an einen Seitenflächenabschnitt (4, 4.1) des jeweils anderen Hohlkammerprofils (3, 3.1; 3.1, 3.2; 3.2, 3.3; 3.3, 3) grenzen.

Description

Rahmenstrukturteil

Gegenstand der Erfindung ist eine Rahmenstruktur eines Batteriegehäuses für ein elektromotorisch angetriebenes Fahrzeug, welche Rahmenstruktur aus einzelnen, in z-Richtung zumindest zweikammerig ausgeführten und miteinander verschweißten Hohlkammerprofilen zum Einfassen eines Bat terievolumens zusammengesetzt ist.

Bei elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugen, wie beispielsweise bei Personenkraftwagen, Flurförderfahrzeugen oder dergleichen werden Batte- riemodule als Energiespeicher eingesetzt. Derartige Batteriemodule sind ty pischerweise aus einer Vielzahl einzelner Batteriezellen zusammengesetzt. Bei diesen Batterien handelt es sich typischerweise um sogenannte Hoch voltbatterien. An die Unterbringung derartiger, für einen Betrieb eines sol chen Fahrzeuges notwendigen Batteriemodule, sind hohe Anforderungen gestellt. Wesentlich ist, dass die Batteriemodule in ihrem Batteriegehäuse vor crashbedingten Kräfteeinträgen hinreichend geschützt sind, um den ge forderten sicherheitsrechtlichen Anforderungen zu entsprechen. Dabei kommt insbesondere der Eckgestaltung der Rahmenstrukturteile - da im Crashfall besonderen Kräften ausgesetzt - eine wichtige Rolle zu. Zudem wird im Rahmen der gesetzlichen Anforderungen eine Dichtigkeit des Bat teriegehäuses gegenüber der Umgebung gefordert.

Aus US 2011/0143179 A1 ist ein Batteriegehäuse bekannt, bei dem zum Bereitstellen eines mechanischen Schutzes, insbesondere für das oder die darin aufgenommenen Batteriemodule, ein Wannenteil von einer Rahmen struktur eingefasst ist, welche Rahmenstruktur aus einzelnen, zu einem Rahmenprofil zusammengesetzten Profilabschnitten gebildet ist. Als Profil abschnitte werden zur Gewichtsersparnis stranggepresste Leichtmetall hohlkammerprofile, typischerweise Aluminiumstrangpressprofile, verwen det. Zur Eckausbildung werden Eckverbinder eingesetzt, an die jedes daran angrenzende Hohlkammerprofil mit seiner Stirnseite angrenzt. Ein weiteres Batteriegehäuse dieser Art ist aus DE 10 2026 115 611 B3 bekannt. DE 2753289 A offenbart einen Fensterrahmen aus auf Gehrung geschnit tenen, an den Gehrungsflächen mit Minizinken versehenen und miteinander verleimten Rahmenschenkeln als gattungsfremden Stand der Technik. Bei Rahmenstrukturen von Batteriegehäusen werden auch geschweißte Eckstoßverbindungen von Hohlkammerprofilen als Gehrungsstoß einge setzt. Allerdings weisen derartige Rahmenstrukturen nur eine unzu reichende Crashtauglichkeit auf, da auf die Struktur einwirkende Seitenauf prallkräfte direkt in die die Gehrungsstöße verbindende Schweißverbindung als Scherkräfte eingeleitet werden. Vorbekannt ist auch, dass eine derartige Rahmenstruktur durch auf Stoß verschweißte Hohlkammerprofile bereitge stellt wird. Bei einer solchen Ausgestaltung grenzt das eine Hohlkammer profil mit seiner Stirnfläche an die Seitenfläche eines zweiten Hohlkammer profils. Eine solche Abstützung ist günstig für die gewünschte Crashtaug- lichkeit der Rahmenstruktur. Nachteilig bei einer Rahmenstruktur mit einer solchen Eckausbildung ist jedoch, dass die auf diese Weise gebildete Eck verbindung nur in einer Richtung - entweder x- oder y-Richtung - form schlüssig und somit crashoptimiert ist. Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rahmenstruktur vorzuschlagen, welche nicht nur einfach und kostengünstig herzustellen ist, sondern sich durch eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Crashperformance auszeichnet. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine eingangs genannte gattungsgemäße Rahmenstruktur, bei der die Stirnflächen von zwei zur Eckausbildung aneinandergrenzenden Hohlkammerprofilen stufig ausgebil det sind, sodass beide Hohlkammerprofile jeweils mit einem Abschnitt ihrer Stirnfläche an einen Seitenflächenabschnitt des jeweils anderen Hohlkam- merprofils grenzt.

Bei den im Rahmen dieser Ausführungen verwendeten Richtungen - der x- Richtung, der y-Richtung und der z-Richtung - handelt es sich um die Ko ordinatenrichtungen eines Fahrzeuges, wobei die x-Richtung die Längser- Streckung, die y-Richtung der Erstreckung in Seitenrichtung und die z-Rich- tung die vertikale Erstreckung (Hochachse) des Fahrzeuges ist. Dieses Ko ordinatensystem wird auf die Beschreibung der Struktur in gleicher Weise angewandt. Eine solche Rahmenstruktur umfasst typischerweise vier winklig miteinan der verbundene Hohlkammerprofile, typischerweise zur Eckausbildung mit eingeschlossenen Winkeln von jeweils 90 Grad. Es versteht sich, dass grundsätzlich auch andere Geometrien der Rahmenstruktur denkbar sind. Wesentlich bei dieser Rahmenstruktur ist, dass die zur Ausbildung einer Ecke aneinandergrenzenden Hohlkammerprofile in z-Richtung zumindest zweikammerige Hohlkammerprofile sind. Es ist dann möglich, die Stirnflä chen der Hohlkammerprofile stufig auszuführen, wobei jeder, eine solche Stufe in der Stirnfläche bildende Profilabschnitt umfänglich geschlossen bleibt. Bei einer solchen Ausgestaltung liegt die die Stirnfläche strukturie- rende Stufung in dem für die zweikammerige Ausbildung verantwortlichen Steg. Bei Vorsehen von in z-Richtung mehr als zwei Kammern aufweisen den Hohlkammerprofilen werden die eine oder die mehreren Stufen, durch die Stirnfläche eines solchen Hohlkammerprofils ihre stufige Struktur erhält, in den die beiden Seitenflächen verbindenden Stegen ausgebildet. Diese Stege sind zu diesem Zweck vorzugsweise rechtwinklig zu derjenigen Sei tenfläche verlaufend vorgesehen, an die die Stirnfläche des für die Eckaus bildung verwendeten weiteren Hohlkammerprofils grenzt.

Durch die Abstützanordnung, dass jedes Hohlkammerprofil sich mit einem Stirnflächenabschnitt an einem Seitenflächenabschnitt des anderen an der Eckausbildung beteiligten Hohlkammerprofils abgestützt ist, ist ein Form schluss in x-Richtung und in y-Richtung geschaffen. Um dieses zu errei chen, übergreift bzw. untergreift jedes Hohlkammerprofil mit einem Hohl kammerprofilabschnitt (in z-Richtung gesehen) das zur Eckausbildung bzgl. der Strukturierung seiner Stirnfläche komplementär ausgebildete Hohlkam merprofil. Damit ist bei einer zweistufigen Ausbildung der Stirnflächen der beiden aneinandergrenzenden Hohlkammerprofile zugleich ein Form schluss in z-Richtung bereitgestellt. Der Formschluss in z-Richtung wirkt bei einer zweistufigen Ausführung der Stirnflächen der aneinandergrenzenden Hohlkammerprofile nur in eine Richtung. Dieses wird in etlichen Anwen- dungsfällen bereits als ausreihend angesehen, da durch diesen Form schluss die beiden zur Eckausbildung aneinandergrenzenden Hohlkam merprofile gegeneinander verriegelt sind, während die Verriegelung in der nicht durch den Formschluss in z-Richtung durch die Befestigung des Bat- teriegehäuses bzw. der Rahmenstruktur an dem Fahrzeug erfolgt. Eine Ver riegelung auch in der anderen z-Richtung ist auch durch ein ebenso ausge führtes Deckelteil möglich, dessen Rahmenstruktur mit derjenigen des Un terteils verbunden ist, beispielsweise durch Bolzen. Durch den in mehreren Richtungen wirkenden Formschluss der zur Eck ausbildung aneinandergrenzenden Hohlkammerprofile werden die diese Hohlkammerprofile verbindenden Schweißnähte signifikant im Falle von durch die Rahmenstruktur aufzunehmenden Kräften entlastet. Dieses trägt nicht nur zur Optimierung der Crashperformance einer derartigen Rahmen- Struktur bei. Dies hat auch Vorteile beim Ausführen der erforderlichen Schweißnähte. Aufgrund dieser nur noch geringeren mechanischen Anfor derungen aufgrund der besonderen Formschlussabstützung der aneinan dergrenzenden Hohlkammerprofile kann beim Schweißen das Hauptaugen merk auf die bei einer solchen Eckausbildung ebenfalls geforderte Dichtig- keit gerichtet werden.

Die stufige Stirnflächenausbildung der zur Eckausbildung aneinandergren zenden Hohlkammerprofile kann auch eine andere Anzahl an Stufen auf weisen, als in dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem die Stirnflächen der beiden aneinandergrenzenden Hohlkammerprofile jeweils zweistufig ausgebildet sind. Die Stufenanzahl kann durchaus größer als zwei sein. Sinnvoll ist die Ausbildung von mehr als zweistufigen Stirnflä chen dann, wenn eine Verriegelung der zur Eckausbildung aneinandergren zenden Hohlkammerprofile in beide z-Richtungen erfolgen soll. Bei einer solchen Ausgestaltung kann beispielsweise die Stirnfläche eines der beiden Hohlkammerprofile eine um die Zahl 1 größere Stufenanzahl aufweisen als die Stirnfläche des anderen daran angrenzenden Hohlkammerprofils. Bei spielsweise kann die Stirnfläche des einen Hohlkammerprofils dreistufig ausgebildet sein, während die Stirnfläche des anderen Hohlkammerprofils nur zweistufig ist. Zur Verriegelung der beiden Hohlkammerprofile in beide z-Richtungen ist die Stirnfläche des dreistufig ausgeführten Hohlkammer profils derart ausgeführt, dass eine mittlere Stufe gegenüber den beiden äußeren Stufen zurückversetzt ist. Mithin ist der die mittlere Stufe bildende Stirnflächenabschnitt durch die beiden anderen Stufen eingefasst. Je grö- ßer die Zahl der miteinander verzahnt in Eingriff gestellten Stufen der Stirn flächen aneinandergrenzender Hohlkammerprofile ist, desto aufreißsiche- rer ist eine solche Eckausbildung. Man wird die Anzahl der Stufenausbil dung an den zur Eckausbildung miteinander in Eingriff gestellten Hohlkam merprofilen in Abhängigkeit von der Auslegung der Kammerung der Hohl- kammerprofile und dem Herstellungsaufwand festlegen. Die Anzahl der Stufen und die damit bewirkte Verzahnung ist daher ein Kompromiss zwi schen der zu erzielenden Crashperformance der Rahmenstruktur und dem zur Herstellung benötigten Aufwand. Damit eine Verzahnung, wie vorstehend beschrieben, zwischen den zur Eckausbildung aneinandergrenzenden Hohlkammerprofilen erfolgen kann, versteht es sich, dass dasjenige Hohlkammerprofil an seiner Seitenfläche einen beispielsweise zu der bei einer dreistufigen Ausbildung der Stirnflä che des einen Hohlkammerprofils komplementären Seitenflächenabschnitt aufweist, der bis an den zurückversetzten Stirnflächenabschnitt der mittle ren Stufe des dreistufig bezüglich seiner Stirnfläche ausgeführten Hohlkam merprofils reicht.

Das Konzept des gegenseitigen stirnseitigen Abstützens der zur Eckausbil- düng aneinandergrenzenden Hohlkammerprofile erlaubt eine Ausgestal tung, bei der der Stirnflächenabschnitt des einen Hohlkammerprofils mit Ab stand von dem Rand des Seitenflächenabschnittes des anderen Hohlkam merprofils angeordnet werden kann, an den dieser angrenzt. Bezüglich des stirnseitigen Abschlusses des anderen Hohlkammerprofils ist dieses mög- lieh, wenn der Stirnflächenabschnitt des anderen Hohlkammerprofils mit ei nem geringen Abstand von dem stirnseitigen Abschluss des anderen Profils angeordnet ist. Dieser Überstand kann als Schweißbadstütze genutzt wer den. Soll ein gewisser Überstand auch in der Höhe (z-Richtung) zu der da ran angrenzenden Stirnfläche des anderen Hohlkammerprofils vorgesehen sein, besteht die Möglichkeit, die Seitenfläche durch einen Steg zur Ausbil- düng zu verlängern, sodass auch diesbezüglich eine Schweißbadstütze be reitgestellt ist. Ein solcher Steg ist an der fertig hergestellten Rahmenstruk tur nicht gewünscht. Da die ausgebildeten Schweißnähte zumindest in der Ebene (x-y-Ebene) ihres oberen Abschlusses spanend bearbeitet werden müssen, kann in diesem Zuge auch der Schweißbadsteg ohne Mehrauf wand entfernt werden. Die Breite einer solchen Schweißbadstütze, mit der diese über die Umrissgeometrie des Hohlkammerprofilabschnittes, der mit seinem Stirnflächenabschnitt an den eine Schweißbadstütze bereitstellen den Seitenflächenabschnitt des anderen Hohlkammerprofils grenzt, braucht nicht sonderlich groß zu sein. Es wird als ausreichend angesehen, wenn der diesbezügliche die Schweißbadstütze bildende Überstand 10% bis 15% der Wandstärke der Hohlkammerprofile beträgt. Es versteht sich, dass der Überstand auch größer oder auch kleiner sein kann. Das Maß des Über standes wird man auch in Abhängigkeit von dem gewählten Schweißver- fahren bemessen.

Überdies kann an die Hohlkammerprofile der Rahmenstruktur ein an ihre zum Batterievolumen weisenden Seitenflächen ein Anschlusssteg ange formt sein, durch den eine Auf- bzw. Anlagefläche für ein Bodenteil bzw. Deckel zum unterseitigen Verschließen der Rahmenstruktur bereitgestellt ist. Diese umlaufenden Anschlussstege sind im Bereich ihres Aneinander- grenzens ebenfalls miteinander verschweißt. Ein Bodenteil zum Verschlie ßen der Rahmenstruktur kann entweder in das Innere der Rahmenstruktur auf den dann umlaufenden Anschlusssteg aufgelegt oder von außen an die- sen angeschlossen sein. Bei einem solchen Bodenteil kann es sich um eine Bodenplatte handeln, durchaus auch um eine Hohlkammerprofilplatte. Un abhängig von der Art des eingesetzten Bodenteils wird hierdurch die ohne hin schon ein sehr hohes Maß an Versteifung aufweisende Rahmenstruktur zusätzlich versteift. Es versteht sich, wenn eine solche Rahmenstruktur als Deckelteil eingesetzt wird, es sich bei dem Bodenteil um ein Deckelteil han delt. Dieses Boden- bzw. Deckelteil ist typischerweise abgedichtet mit dem umlaufenden Anschlusssteg verbunden.

Vorzugsweise handelt es sich bei den Hohlkammerprofilen um Strang- pressprofile aus einer für diese Zwecke geeigneten Aluminiumlegierung. Der Einsatz eines Leichtmetalls, wie beispielsweise einer Aluminiumlegie rung optimiert die Rahmenstruktur hinsichtlich ihres Gewichtes.

Die Prozesssicherheit hinsichtlich der Fluiddichtigkeit der erforderlichen Schweißverbindungen kann dadurch gesteigert werden, dass die aneinan dergrenzenden Hohlkammerprofile in einem Zug verschweißt werden, was dadurch erreicht wird, dass ein die miteinander zu verschweißenden Hohl kammern tragender Tisch oder eine andere zum Halten der miteinander zu verschweißenden Hohlkammern geeigneter Träger so gedreht wird, dass ein Schweißen ausschließlich in der horizontalen Ebene ermöglicht ist. Hier bei ist ein Drehen des Haltetisches bzw. des Halteträgers jeweils um 90 Grad erforderlich, wenn die Schweißnaht von einer Kante an die nächste geführt wird. Hierzu ist es zweckmäßig, wenn diejenigen Profilkanten, die Außenkanten des Profils darstellen und um die in einem Zuge von der einen zur anderen Kante geschweißt wird, eine größere Wandstärke als Materialvorgabe auf weisen. Dadurch ist die Gefahr eines unbeabsichtigten Durchbrennens ver mieden.

Wenn auf der umlaufenden Oberseite bei einer als Teil beispielsweise eines Batterieunterteils ausgebildeten Rahmenstruktur bzw. auf der Unterseite bei einer als Teil eines Batterieoberteils dienenden Rahmenstruktur eine umlaufende Dichtung angeordnet werden soll, kann die Profilierung der Hohlkammerprofile eine der Längserstreckung dieser Profile folgende Dich tungskehle an der Außenseite der ihren oberseitigen Abschluss bildenden Wand aufweisen. Bei einer solchen Ausgestaltung sind die die Dichtungs kehle oberseitig tragenden Stufen endseitig auf Gehrung geschnitten, so- dass die stoßseitigen Mündungen der Dichtungskehlen aneinandergren- zen. Bei einer solchen Ausgestaltung ist die Dichtungskehle umlaufend. Wenn gewünscht, kann im Zuge der ohnehin dem Schweißen nachfolgen den spanenden Bearbeitung dieser Fläche der Rahmenstruktur die Innen seite der aneinandergrenzenden Dichtungskehlen verrundet werden. Die mit ihrer oberen Wand die Dichtungskehle aufweisende Stufe brauch keine besondere Höhe aufzuweisen. Somit verbleibt bei einem mehrkammerigen Hohlkammerprofil in aller Regel genügend Höhe, um dennoch die ge wünschte Stufigkeit auszubilden.

Die Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figu- ren anhand mehrerer Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 : Eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Rahmenstruktur als Teil eines Batteriegehäuses, Fig. 2: eine Stirnseitenansicht eines Hohlkammerprofils als Teil der Rahmenstruktur der Figur 1 ,

Fig. 3: zwei miteinander zu verbindende Hohlkammerprofile zur Erstellung einer Eckausbildung der Rahmenstruktur der Fi gur 1 in einer perspektivischen Ansicht,

Fig. 4: die zur Eckausbildung zusammengesetzten Hohlkammer profile der Figur 3, Fig. 5: die Darstellung der Figur 4 ergänzt um eine Schweißnaht, mit der die beiden gezeigten Hohlkammerprofile verbunden sind,

Fig. 6a, 6b: eine Stirnseitenansicht eines weiteren Hohlkammerprofils (Figur 6a) und in einer Darstellung, in der an die Seitenflä che dieses Hohlkammerprofil ein Stirnflächenabschnitt ei nes komplementären Hohlkammerprofils zur Eckausbil dung angeordnet ist (Figur 6b), Fig. 7: zwei zur Eckausbildung einer weiteren Rahmenstruktur als

Teil eines Batteriegehäuses miteinander zu verbindende Hohlkammerprofile gemäß einer einer weiteren Ausgestal tung, Fig. 8: die zur Eckausbildung miteinander zusammengesetzten Hohlkammerprofile der Figur 7 und Fig. 9: zwei vorbekannte Eckausbildungen von Rahmenstrukturen als Teil von Batteriegehäusen in einer Draufsicht, bei der zur Eckausbildung aneinandergrenzende Hohlkammerpro- file auf Gehrung geschnitten sind (links) und bei der ein

Hohlkammerprofil mit seiner Stirnfläche an der Seitenfläche des angrenzenden Hohlkammerprofils abgestützt ist (rechts). Figur 9 zeigt zwei unterschiedliche Eckausbildungen von Rahmenstruktu ren als Teil von Batteriegehäusen bzw. Batteriegehäuseteilen gemäß dem Stand der Technik. Bei der linken Darstellung sind die beiden zur Eckaus bildung aneinandergrenzenden Hohlkammerprofile 1 , 1.1 bezüglich ihrer gesamten Stirnfläche am Gehrungsstoß miteinander verbunden. Gemäß ei- ner weiteren vorbekannten Ausgestaltung grenzt zur Eckausbildung einer Rahmenstruktur eines Batteriegehäuses oder eines Batteriegehäuseteils ein Hohlkammerprofil 2 mit seiner Stirnfläche an eine Seitenfläche des an grenzenden Hohlkammerprofils 2.1 (rechte Darstellung). In beiden Fällen wirkt Aufprallenergie im Crashfalle nicht unerheblich auf die die beiden Hohlkammerprofile verbindenden Schweißnähte. Bei der in Figur 9 rechts gezeigten Ausgestaltung ist zu berücksichtigen, dass mit einem Fall, dass Energie formschlüssig von dem einen Hohlkammerprofil 2 bzw. 2.1 in das andere Hohlkammerprofil 2.1 bzw. 2 übertragen wird, kaum zu rechnen ist, sodass auch in diesem Fall erhebliche Energie im Crashfalle in die beiden Hohlkammerprofile 2, 2.1 verbindende Schweißnaht eingeleitet wird.

Die in Figur 1 gezeigte erfindungsgemäße Rahmenstruktur R zeigt vier rechtwinklig miteinander verbundene Hohlkammerprofile 3, 3.1 , 3.2, 3.3 die ein Batterievolumen B einfassen. Das Batterievolumen B dient zur Auf- nähme eines oder mehrere Batteriemodule. Im Falle von mehreren Batte riemodulen können diese durch ein Gefache voneinander getrennt sein. Die Rahmenstruktur R ist Teil eines Batteriegehäuses zur Aufnahme von Batte rien bzw. Batteriemodulen für ein elektromotorisch angetriebenes Fahr zeug. Die Rahmenprofile 3, 3.1 , 3.2, 3.3 weisen eine sich in vertikaler Rich- tung erstreckende gerade innere Seitenflächen 4, 4.1, 4.2, 4.3 auf. Am in Figur 1 erkennbaren unteren Abschluss der Hohlkammerprofile 3, 3.1 , 3.2, 3.3 sind von diesen Seitenflächen 4, 4.1 , 4.2, 4.3 jeweils in das Innere der Rahmenstruktur R vorspringende Anschlussstege 5, 5.1 , 5.2, 5.3 ange formt. Diese Anschlussstege (5, 5.1 , 5.2, 5.3) dienen zum Anschließen ei nes Bodenteils, entweder indem dieses in das Batterievolumen B eingelegt und sodann auf den Anschlussstegen oberseitig aufliegt oder indem dieses unterseitig daran angeschlossen wird. Für den Fall, dass die Rahmenstruk tur R Teil eines Deckelteils ist, wird anstelle eines Bodenteils ein Deckelteil an den Anschlussstegen angeschlossen. Bereits aus der Darstellung der Figur 1 wird deutlich, dass die Hohlkammer- profile 3, 3.1 , 3.2, 3.3 L-förmig ausgebildet sind. Dabei weist der untere, horizontal verlaufende Schenkel vom Batterievolumen B weg nach außen. In die Oberseiten 6, 6.1 , 6.2, 6.3 dieser Schenkel der Flohlkammerprofile 3, 3.1 , 3.2, 3.3 sind diese Schenkel durchgreifende Befestigungslöcher 7 ein- gebracht. Diese dienen zum Befestigen eines in den Figuren nicht darge stellten Deckelteils und können auch eine Befestigung der Rahmenstruktur R an dem Chassis eines Fahrzeuges dienen.

Figur 2 zeigt eine Stirnseitenansicht auf die Stirnfläche des Hohlkammer- profils 3 der Figur 1. Die L-förmig ausgeführte Querschnittsfläche ist darin deutlich zu erkennen, ebenso wie der Anschlusssteg 5, der aufgrund der Perspektive in der Figur 1 nicht erkennbar ist. Die Seitenfläche 4 ist bei die sem Ausführungsbeispiel in vertikaler Richtung (z-Richtung) gerade und so mit ungestuft ausgeführt. Die nach außen weisende Seitenfläche dieses Flohlkammerprofils 3 ist gestuft ausgeführt und verfügt neben der sich in x- y-Richtung erstreckenden Oberfläche 6 über zwei daran angrenzende, sich in z-Richtung erstreckende Seitenflächenabschnitte 8, 9. Damit ist diese Außenseite des Flohlkammerprofils zweistufig ausgelegt, wobei die beiden Seitenflächenabschnitte 8, 9 jeweils eine Stufe darstellen (siehe auch Figur 3). In der Stirnseitenansicht der Figur 2 sind diese Stufen mit den Bezugs zeichen 11 , 12 kenntlich gemacht. Die Stirnflächen sind mit den Bezugszei chen 13, 13.1 kenntlich gemacht.

Der in der Figur 2 in z-Richtung vertikal verlaufende Schenkel ist mehrkam- merig ausgeführt, wobei sich ein Kammersteg S mit seiner Mittellängsebene in der Ebene der Oberfläche 6 befindet. Diese Auslegung des Hohlkammer profils 3 hat zur Folge, dass die Stufe 12 in einem Endabschnitt von der durch den unteren Schenkel gebildeten Stufe 11 entfernt werden kann, ohne dass durch Entfernen dieses Endabschnittes der Stufe 12 eines der beiden Hohlkammerprofilteile geöffnet worden ist. Hierdurch ist die Form stabilität beim Schweißverbinden verbessert.

Figur 3 zeigt das Hohlkammerprofil 3 mit dem zur Eckausbildung daran an grenzenden Hohlkammerprofil 3.1 mit ihren gestuften Stirnflächen 13, 13.1. Die stufige Ausbildung ist bei dem Hohlkammerprofil 3 durch Entfernen des ursprünglich vorhandenen Endabschnittes der Stufe 12 in seine zweistufige Ausgestaltung gebracht worden. Die beiden Stirnflächenabschnitte dieser stufigen Ausbildung sind mit dem Bezugszeichen 14, 14.1 kenntlich ge macht. Deutlich erkennbar ist, dass durch Entfernen dieses Abschnittes der Stufe 12 keine der verbleibenden Kammern des Hohlkammerprofils 3 ge öffnet ist. Bei dem Hohlkammerprofil 3.1 ist hingegen die Stufe 12.1 gegen über der unteren Stufe 11.1 erhalten geblieben. Mithin ist von dem ur sprünglichen Strangpressprofilabschnitt ein Endabschnitt der Stufe 11.1 in derselben Trennebene wie bei dem Hohlkammerprofil 3 entfernt worden. Somit ist auch die Stirnfläche 13.1 des Hohlkammerprofils 3.1 zweistufig ausgeführt, sodass das Hohlkammerprofil 3.1 an dem in Figur 3 gezeigten Ende ebenfalls zwei Stirnflächenabschnitte 14.2, 14.3 aufweist. Figur 3 zeigt die beiden Hohlkammerprofile 3, 3.1 vor dem Zusammensetzen der selben für die gewünschte Eckausbildung der Rahmenstruktur R.

Für die gewünschte Eckausbildung werden die beiden Hohlkammerprofile 3, 3.1 zusammengeführt, sodass der Stirnflächenabschnitt 14 des Hohlkam merprofils 3 an dem durch Entfernen des Endabschnittes der Stufe 11.1 verbliebenen Abschnitt der Seitenfläche 4.1 grenzt. Der Stirnflächenab- schnitt 14.2 des Hohlkammerprofils 3.1 wird an die Seitenfläche 4 herange führt, sodass dieser Stirnflächenabschnitt 14.2 an dem komplementären Seitenflächenabschnitt des Hohlkammerprofils 3 abgestützt ist.

Figur 6a zeigt den Zusammenbau der beiden Hohlkammerprofile 3, 3.1 vor dem Verschweißen. Verschweißt wird diese Eckausbildung entlang der Hohlkammerprofile 3, 3.1 , wie in Figur 5 schematisiert dargestellt. Die Schweißnaht ist darin mit dem Bezugszeichen 15 kenntlich gemacht.

Der Zusammenbau der beiden Hohlkammerprofile 3, 3.1 zu der in den Fi- guren gezeigten Eckausbildung lässt deutlich werden, dass die beiden Pro file formschlüssig in x- und y-Richtung aneinandergrenzen und dass eben falls ein Formschluss zwischen den beiden Hohlkammerprofilen 3, 3.1 in einer Richtung in z-Richtung realisiert ist, und zwar in Bezug auf eine Be wegung der beiden Hohlkammerprofile 3, 3.1 aufeinander zu.

Figur 8 zeigt ein weiteres Hohlkammerprofil 3.4, welches aufgebaut ist wie das vorbeschriebene Hohlkammerprofil 3.1. Das Hohlkammerprofil 3.4 un terscheidet sich von dem Hohlkammerprofil 3 dadurch, dass dieses in Fort setzung seiner inneren Seitenfläche 4.4 über seine Oberfläche 10.2 hinaus- ragend über einen angeformten Steg 16 verfügt. Dieser Steg 16 dient beim Zusammenbau dieses Hohlkammerprofils 3.4 mit einem komplementären Hohlkammerprofil 3.5 als Schweißbadstütze. Das komplementäre Hohl kammerprofil 3.5 ist ausgebildet wie das Hohlkammerprofil 3. Der Zusam menbau der beiden Hohlkammerprofile 3.4, 3.5 ist in Figur 6b in einer Längsschnittdarstellung gezeigt mit Blick auf die zum Batterievolumen B weisende Seitenfläche 4.4 des Hohlkammerprofils 3.4. Der Steg 16 steht über der Oberseite 10.3 des Hohlkammerprofils 3.5 hervor, wodurch eine Schweißbadstütze bereitgestellt ist. Um auch zum Stirnflächenabschnitt 14.4 des Hohlkammerprofils 3.4 eine Schweißbadstütze bereitzustellen, ist das Hohlkammerprofil 3.5 mit seinem nach außen weisenden Seitenflä chenabschnitt gegenüber der Stirnfläche 14.4 etwas zurückversetzt. Ge nutzt wird bei dem Konzept des Bereitstellens einer Schweißbadstütze durch den Steg 16, der über die eigentliche Oberseite 10.2, 10.3 hinausragt, dass diese Oberseite ohnehin in einem auf die Schweißverbindung folgen- den Schritt spanend bearbeitet wird, um eine plane Oberseite zu haben. Im Zuge dieser Bearbeitung wird der Steg 16 entfernt.

Die in Figur 7 gezeigten, eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung be treffenden, Hohlkammerprofile 17, 17.1 dienen zur Eckausbildung einer Rahmenstruktur eines Batteriegehäuses. Bei dieser Eckausbildung der Rahmenstruktur zeigt das eine Hohlkammerprofil 17 eine dreistufige Aus bildung seiner Stirnfläche 18. Die jeweils eine Stufe bildenden Stirnflächen abschnitte sind mit 19, 19.1 , 19.2 bezeichnet. Die Ausgestaltung des Hohl kammerprofils 17 unterscheidet sich von dem Hohlkammerprofil 3.1 des zu- vor beschriebenen Ausführungsbeispiels dadurch, dass die untere Stufe in zwei einzelne Stufen - die Stufen mit den Stirnflächenabschnitten 19, 19.1 - unterteilt ist. Wie aus der Figur 7 erkennbar, ist die untere Stufe des zuvor beschriebenen Hohlkammerprofils 3.1 ebenfalls in z-Richtung zweistufig ausgeführt. Ein Abschnitt der oberen Kammer ist über die gesamte Breite des Hohlkammerprofils 17 entfernt, und zwar in einer Art und Weise, dass, wie dieses bereits zu dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 5 beschrie ben worden ist, ohne dass hierdurch eine Profilkammer geöffnet worden ist. Die mittlere Stufe ist mit ihrem Stirnflächenabschnitt 19 gegenüber den Stirnflächenabschnitten 19.1 und 19.2 zurückversetzt. Diese in Richtung zu dem Hohlkammerprofil 17.1 offene Aufnahme dient zur Aufnahme eines durch eine einzige Hohlkammer (in z-Richtung gesehen) bei dem darge stellten Ausführungsbeispiel gebildeten Schenkels 20. Gebildet ist dieser durch Entfernen des unteren Seitenwandabschnittes und des daran an grenzenden Bodenabschnittes zum Öffnen der diesbezüglich vorhandenen Hohlkammer. Oberseitig wird der Schenkel durch das bereits zu dem vor beschriebenen Ausführungsbeispiel vorgestellte Entfernen eines Endab schnittes der oberen Stufe bereitgestellt.

Während die Stirnfläche 18 des Hohlkammerprofils 17 dreistufig ausgebil- det ist, ist die Stirnfläche 21 des Hohlkammerprofils 17.1 zweistufig ausge bildet, und zwar genauso wie die Stirnfläche bei dem Hohlkammerprofil 3. Durch den Eingriff des Schenkels 20 in die U-förmige Aufnahme unterhalb des Stirnflächenabschnittes 19.2 sind beide Hohlkammerprofile 17, 17.1 in z-Richtung in beide Richtungen formschlüssig gegeneinander verriegelt.

Figur 8 zeigt die beiden Hohlkammerprofile 17, 17.1 , zur Eckausbildung zu sammengesetzt, vor einer Schweißverbindung.

Die Erfindung ist anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezug- nähme auf die Figuren beschrieben worden. Ohne den Umfang der gelten den Ansprüche zu verlassen, ergeben sich für einen Fachmann weitere Möglichkeiten, die Erfindung umzusetzen, ohne dass dieses im Rahmen dieser Ausführungen näher erläutert werden müsste.

Bezugszeichenliste

1 , 1.1 Hohlkammerprofil 2, 2.1 Hohlkammerprofil

3, 3.1 , 3.2, 3.3 Hohlkammerprofil

4, 4.1 , 4.2, 4.3 Seitenfläche

5, 5.1 , 5.2, 5.3 Anschlusssteg

6, 6.1 , 6.2, 6.3 Oberfläche

7 Befestigungsloch

8, 8.1 Seitenflächenabschnitt 9, 9.1 Seitenflächenabschnitt 10, 10.1 Oberfläche 11 Stufe 12 Stufe

13, 13.1 Stirnfläche , 14.1 , 14.2, 14.3 Stirnflächenabschnitt

15 Schweißnaht

16 Steg

17, 17.1 Hohlkammerprofil 18 Stirnfläche

19, 19.1 , 19.2 Seitenflächenabschnitt 20 Schenkel

B Batterieraum R Rahmenstruktur S Kammersteg

Claims

Patentansprüche

1. Rahmenstruktur eines Batteriegehäuses für ein elektromotorisch an- getriebenes Fahrzeug, welche Rahmenstruktur (R) aus einzelnen, in z-Richtung zumindest zweikammerig ausgeführten und miteinander verschweißten Hohlkammerprofilen (3, 3.1 , 3.2, 3.3) zum Einfassen eines Batterievolumens (B) zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen (14, 14.1 ) von zwei zur Eckausbildung aneinandergrenzenden Hohlkammerprofilen (3, 3.1 ; 3.1 , 3.2; 3.

2, 3.3;

3.3, 3) stufig ausgebildet sind, sodass beide Hohlkammerprofile (3, 3.1 ; 3.1 , 3.2; 3.2, 3.3; 3.3, 3) jeweils mit einem Abschnitt ihrer Stirnflä che (14, 14.1) an einen Seitenflächenabschnitt (4, 4.1) des jeweils an deren Hohlkammerprofils (3, 3.1 ; 3.1 , 3.2; 3.2, 3.3; 3.3, 3) grenzen.

2. Rahmenstruktur nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen (14, 14.1) von jeweils zwei aneinandergrenzenden Hohlkammerprofilen (3, 3.1) zweistufig ausgeführt sind. 3. Rahmenstruktur nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (16) des einen Hohlkammerprofils (15) eine um die Zahl 1 größere Stufenanzahl aufweist als die Stirnfläche (16.1 ) des anderen Hohlkammerprofils (15.1).

4. Rahmenstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (16) des einen Hohlkammerprofils (15) dreistufig und die Stirnfläche (16) des anderen Hohlkammerprofils (15) zweistufig ausgeführt ist, wobei die Stufung des an seiner Stirnfläche (16) drei stufig ausgebildeten Hohlkammerprofils (15) ausgeführt ist, damit die mittlere Stufe (17) gegenüber den beiden äußeren Stufen (17.1 , 17.2) zurückversetzt ist und die zu dem Hohlkammerprofil (15) weisende Seitenfläche des anderen Hohlkammerprofils (15.1 ) gestuft ausgeführt ist, dergestalt, dass infolge dieser stufigen Ausbildung dieser Seiten flächenabschnitt (19) an die mittlere Stufe (17) des anderen Profils (15) grenzt.

5. Rahmenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vom eingefassten Batterievolumen (B) wegweisen den Seitenflächen (6, 8, 9,10, 6.1 , 8.1 , 9.1 , 10.1 ) der Hohlkammerpro file (3; 3.1 , 3.2; 3.2, 3.3; 3.3, 3) stufig ausgeführt sind, sodass die Hohl- kammerprofile eine L-förmige Querschnittsgeometrie aufweisen und dass der horizontale Schenkel der Hohlkammerprofile (3, 3.1 ; 3.2; 3.3) nach außen weist.

6. Rahmenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn- zeichnet, dass von zwei zur Eckausbildung aneinandergrenzenden

Hohlkammerprofilen (3.4, 3.5) eines zur Vergrößerung seiner Seiten fläche (4.4), an die ein Stirnflächenabschnitt des anderen Hohlkam merprofils (3.5) angrenzt, einen seiner Längserstreckung folgenden Steg (16) als Schweißbadstütze aufweist.

7. Rahmenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stirnflächenabschnitt des einen Hohlkammerpro fils (3.5) mit geringem Abstand zu der Stirnfläche (14.4) des anderen Hohlkammerprofils (3.4) angeordnet ist.

8. Rahmenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an die zum Batterievolumen (B) hinweisenden Seiten flächen (4, 4.1 , 4.2, 4.3) der Hohlkammerprofile (3, 3.1 , 3.2, 3.3) ein Anschlusssteg (5, 5.1 , 5.2, 5.3) zum Bereitstellen eines Anschlussflan- sches für ein Bodenteil oder ein Deckelteil des Batteriegehäuseteils angeformt ist.

9. Rahmenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkammerprofile (3, 3.1 , 3.2, 3.3) der Rahmen- Struktur (R) Aluminiumstrangpressprofile sind.