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US20170305249A1 | 2017-10-26 | |||
US20120121959A1 | 2012-05-17 | |||
US20170058936A1 | 2017-03-02 | |||
DE9320666U1 | 1995-01-05 | |||
DE1020111022A | ||||
DE9320666U1 | 1995-01-05 |
Patentansprüche 1. Karosseriestruktur für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug, mit einem in der Fahrzeughochrichtung (z) nach fahrzeugunten offenen Montageraum (12) für eine Traktionsbatterie (9), der nach fahrzeugoben durch ein Fahrzeugbodenblechteil (10) begrenzt ist, wobei die Traktionsbatterie (9) von fahrzeugunten in den Montageraum (12) eingesetzt ist, und wobei ein Gehäuseflansch (19) der Traktionsbatterie (9) ein karosserieseitiges Blechprofilteil (10) untergreift und von fahrzeugunten mit dem Blechprofilteil (10) an zumindest einer Schraubstelle (21) verschraubt ist, wobei die Schraubstelle (21) einen in Fahrzeughochrichtung (z) ausgerichteten Schraubbolzen (25) aufweist, der mit Lochspiel durch einen Gehäuseflansch-Durchführungskanal (27) und durch ein Blechprofilteil-Schraubloch geführt ist sowie mit einer Schweißmutter (31) verschraubt ist, die auf der, dem Gehäuseflansch (19) abgewandten Seite des Blechprofilteils (22) aufgeschweißt ist, so dass der Gehäuseflansch (19) zwischen einem Schraubkopf (33) des Schraubbolzens (25) und dem Blechprofilteil (10) festgespannt ist, und wobei im Crashfall die Traktionsbatterie (9) crashbedingt verlagert wird, bis eine Innenwand des Gehäuseflansch-Durchführungskanals (27) den Schraubbolzen (25) gegen einen Öffnungsrand (51) des Blechprofilteil-Schraubloches drückt, und zwar unter Scherbelastung des Schraubbolzens (25), dadurch gekennzeichnet, dass zur Reduzierung der Scherbelastung die Schweißmutter (31) mit einem Schaft (35) verlängert ist, der zumindest in das Blechprofilteil-Schraubloch einragt, und dass im Crashfall der Schraubbolzen (25) unter Zwischenlage des Schweißmutter-Schafts (35) gegen den Öffnungsrand (51) des Blechprofilteil-Schraublochs drückt. 2. Karosseriestruktur nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißmutter- Schaft (35) mit einem Überstand (a) die, den Gehäuseflansch (19) zugewandte Seite des Blechprofilteils (22) überragt bzw. in den Gehäuseflansch-Durchführungskanal (27) einragt, und dass im Crashfall die Innenwand des Gehäuseflansch-Durchführungskanals (27) unter Zwischenlage des Schweißmutter-Schafts (35) gegen den Schraubbolzen (25) drückt. 3. Karosseriestruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubkopf (33) des Schraubbolzens (25) gegen einen Öffnungsrandbereich (37) des Gehäuseflansch-Durchführungskanals (27) verspannt ist, und/oder dass der Schweißmutter-Schaft (35) mit seiner, mit dem Bolzenkopf (33) des Schraubbolzens (25) zugewandten Stirnseite (39) um einen axialen Freigang (Dz) vom Bolzenkopf (33) des Schraubbolzens (35) beabstandet ist. 4. Karosseriestruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenwandung des Gehäuseflansch-Durchführungskanals (27) einen durchmessergroßen Kanalabschnitt (43) und einen durchmesserkleinen Kanalabschnitt (45) aufweist, die an einer Ringschulter ineinander übergehen, und dass der durchmesserkleine Kanalabschnitt (45) auf der, dem Schraubkopf (33) zugewandten Seite in den Öffnungsrandbereich (37) des Gehäuseflansch-Durchführungskanals (27) mündet, gegen den der Schraubkopf (33) des Schraubbolzens (25) verspannt ist. 5. Karosseriestruktur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Axiallänge (b) des durchmesserkleinen Kanalabschnitts (45) kleiner als der axiale Freigang (Dz) zwischen der Stirnseite (39) des Schweißmutter-Schafts (35) und dem Bolzenkopf (33) des Schraubbolzens (25) ist, und/oder dass der durchmesserkleine Kanalabschnitt (45) und der axiale Freigang (Dz) in radialer Flucht zueinander angeordnet sind, und dass insbesondere im Crashfall der durchmessergroße Kanalabschnitt (43) quer zur Schraubrichtung (S) in Anlage mit dem Außenumfang des Schweißmutter-Schafts (35) kommt und der durchmesserkleine Kanalabschnitt (45) in den axialen Freigang (Dz) einfährt. 6. Karosseriestruktur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenumfang des Schweißmutter-Schafts (35) an einer umlaufenden Außenecke (53) in die Schaft- Stirnseite (39) übergeht, und dass zwischen dem durchmessergroßen Kanalabschnitt (43) und einer Ringfläche (55) der Ringschulter eine umlaufende Innenecke (57) aufgespannt ist, die eine Negativform der Schaft-Außenecke (53) bildet, und dass insbesondere im Crashfall die Innenecke (57) im Gehäuseflansch-Durchführungskanal (27) die Schaft- Außenecke (53) formschlüssig umgreift. 7. Karosseriestruktur nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der durchmesserkleine Kanalabschnitt (45) um einen Radialversatz (DG) den durchmessergroßen Kanalabschnitt (43) nach radial innen überragt, und dass insbesondere der Radialversatz (DG) kleiner als eine Wandstärke des Schafts (35) bemessen ist, so dass im Crashfall der durchmesserkleine Kanalabschnitt (45) außer Anlage mit dem Bolzenschaft (49) des Schraubbolzens (25) bleibt. 8. Karosseriestruktur nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseflansch (19) unter Zwischenlage einer Spannhülse (59) gegen das Blechprofilteil (22) verspannt ist, und dass die Spannhülse (59) mit einer Abstützbasis auf dem Gehäuseflansch (19) abgestützt ist, und dass insbesondere die Abstützbasis einen fahrzeugunteren Hülsenabschnitt (61) aufweist, der an einer Übergangskante (63) in einen radial nach außen ragenden umlaufenden Randflansch (65) übergeht, und/oder dass der fahrzeuguntere Hülsenabschnitt (61) in Anlage mit dem durchmessergroßen Kanalabschnitt (43) des Gehäuseflansch-Durchführungskanals (27) ist, während die Übergangskante (63) und der radial nach außen abragende Stützflansch (65) auf den, dem Blechprofilteil (22) zugewandten Öffnungsrandbereich (67) des Gehäuseflansch- Durchführungskanals (27) abgestützt ist, und/oder dass die Spannhülse (59) mit einem fahrzeugoberen Hülsenabschnitt (60) am Öffnungsrandbereich des Blechprofilteil- Schraubloches abgestützt ist. |
Karosseriestruktur für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein elektrisch betriebenes Fahrzeug kann einen in der Fahrzeughochrichtung nach
fahrzeugunten offenen Montageraum für eine Traktionsbatterie aufweisen, der nach
fahrzeugoben durch ein Fahrzeugbodenblechteil begrenzt ist. In diesem Fall kann die
Traktionsbatterie von fahrzeugunten in den Montageraum eingesetzt sein und mit der
Karosseriestruktur verschraubt sein. Der Traktionsbatterie-Montageraum kann in der
Fahrzeuglängsrichtung durch vordere und hintere Querträger der Karosseriestruktur begrenzt sein sowie in der Fahrzeugquerrichtung durch seitliche Schweller des Fahrzeugs begrenzt sein. Bei einem Crash (von der Seite, in Längsrichtung oder außermittig, das heißt Offsetcrash) kann somit die Traktionsbatterie als ein Schubfeld wirken, mittels dem die Crashenergie von einer crashzugewandten Fahrzeugseite zu einer crashabgewandten Fahrzeugseite weitergeleitet wird.
In einer gattungsgemäßen Karosseriestruktur untergreift ein Gehäuseflansch der
Traktionsbatterie ein karosserieseitiges Blech profi Iteil eines seitlichen Schwellers bzw. eines Querträgers der Karosseriestruktur. Der Gehäuseflansch der Traktionsbatterie ist von fahrzeugunten mit dem Blech profi Iteil an zumindest einer Schraubstelle verschraubt. Die Schraubstelle weist einen in der Fahrzeughochrichtung ausgerichteten Schraubbolzen auf, der mit Lochspiel durch einen Gehäuseflansch-Durchführungskanal und durch ein Blechprofilteil- Schraubloch geführt ist sowie mit einer Schweißmutter verschraubt ist. Die Schweißmutter ist auf der, dem Gehäuseflansch abgewandten Seite des Blechprofilteils aufgeschweißt. In der Zusammenbaulage ist daher der Traktionsbatterie-Gehäuseflansch zwischen einem
Schraubkopf des Schraubbolzens und dem Blechprofilteil festgespannt.
Bei einem Crashfall wird die Traktionsbatterie (quer zur Schraubrichtung) crashbedingt verlagert, bis eine Innenwand des Gehäuseflansch-Durchführungskanals unter Aufbrauch des Lochspiels gegen den Schraubbolzen anschlägt und der Schraubbolzen gegen einen Öffnungsrand des Blechprofilteil-Schraubloches drückt, und zwar unter Scherbelastung des Schraubbolzens.
Das Blechprofilteil ist meist als ein hochfestes Warmumformteil realisiert, so dass deren
Beschnittkante im obigen Crashfall wie ein Messer auf den Schraubbolzen wirkt. Von daher besteht das Risiko, dass der Schraubbolzen aufgrund der darauf wirkenden Scherbelastung abgeschert wird.
Aus der DE 10 2011 102 2 A1 ist eine Anordnung einer Traktionsbatterie in einem Fahrzeug bekannt. Aus der DE 93 20 666 U1 ist ein Verbindungselement zur Verwendung beim
Widerstands-Impulsschweißen nach dem Kondensator-Entladungsprinzip bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Karosseriestruktur für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug bereitzustellen, bei der in einfacher Weise eine crashfeste Anbindung der
Traktionsbatterie an der Karosseriestruktur ermöglicht ist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil ist die Schweißmutter zur Reduzierung der crashbedingten Scherbelastung mit einem Schaft verlängert. Der Schweißmutter-Schaft ragt zumindest in das Blechprofilteil-Schraubloch ein. Im Crashfall wird somit der Schraubbolzen nicht mehr direkt gegen den Öffnungsrand (das heißt Beschnittkante) des Blechprofilteil-Schraubloches gedrückt, sondern vielmehr unter Zwischenlage des Schweißmutter-Schafts. Durch Bereitstellung des Schweißmutter-Schafts wird somit nicht mehr nur der Schraubbolzen-Kerndurchmesser als „Partner“ der Scherbelastung entgegengesetzt. Vielmehr wird durch Einsatz des
Schweißmutter-Schafts der wirksame Schraubbolzen-Durchmesser vergrößert, der dieser Scherbelastung entgegenwirkt.
In einer technischen Umsetzung kann der Schweißmutter-Schaft mit einem Überstand die, dem Gehäuseflansch zugewandte Seite des Blechprofilteils überragen. Von daher erstreckt sich der Schweißmutter-Schaft bis in den Gehäuseflansch-Durchführungskanal hinein. Im Crashfall drückt somit die Innenwand des Gehäuseflansch-Durchführungskanals nicht mehr direkt gegen den Schraubbolzen, sondern vielmehr unter Zwischenlage des Schweißmutter-Schafts. In der Zusammenbaulage ist der Schraubkopf des Schraubbolzens gegen einen Öffnungsrandbereich des Gehäuseflansch-Durchführungskanals verspannt. Um eine
einwandfreie Schraubverbindung zu gewährleisten, kann der Schweißmutter-Schaft mit seiner, dem Bolzenkopf des Schraubbolzens zugewandten Schaft-Stirnseite um einen axialen Freigang vom Bolzenkopf des Schraubbolzens beabstandet sein.
Bevorzugt ist es, wenn die Innenwandung des Gehäuseschaft-Durchführungskanals über die Kanallänge nicht komplett einen konstanten Innendurchmesser aufweist, sondern vielmehr aufgeteilt ist in einen durchmessergroßen Kanalabschnitt und in einen durchmesserkleinen Kanalabschnitt, die an einer Ringschulter ineinander übergehen. In diesem Fall kann bevorzugt der durchmesserkleine Kanalabschnitt auf der, dem Schraubkopf zugewandten Seite in den stirnseitigen Öffnungsrandbereich des Gehäuseflansch-Durchführungskanals übergehen, gegen den der Schraubkopf des Schraubbolzens verspannt ist. Der durchmesserkleine
Kanalabschnitt gewährleistet eine ausreichend große Abstützfläche zwischen dem Schraubkopf und dem stirnseitigen Öffnungsrandbereich des Gehäuseflansch-Durchführungskanals. Der durchmessergroße Kanalabschnitt gewährleistet dagegen einen freien Radialspalt zwischen dem Schweißmutter-Schaft und der Innenwandung des Gehäuseflansch-Durchführungskanals.
Erfindungsgemäß sind sowohl die Innenwandung des Gehäuseflansch-Durchführungskanals als auch der Scheißmutter-Schaft mit Anschlagkonturen gestaltet, um im Crashfall eine einwandfreie Kraftüberleitung von der Traktionsbatterie in das karosserieseitige Blechprofilteil zu gewährleisten, und zwar unter weitgehend kraftfreier Überbrückung des Schraubbolzens, um ein Schraubbolzen-Materialversagen zu vermeiden.
Vor diesem Hintergrund kann die Axiallänge des durchmesserkleinen Kanalabschnittes kleiner bemessen sein als der axiale Freigang zwischen der Stirnseite des Schweißmutter-Schafts und dem Bolzenkopf des Schraubbolzens. Der durchmesserkleine Kanalabschnitt und der axiale Freigang können bevorzugt in radialer Flucht zueinander angeordnet sein.
In diesem Fall ergibt sich ein nachfolgend beschriebener bevorzugter Crashverlauf: So kann der durchmessergroße Kanalabschnitt des Gehäuseflansch-Durchführungskanals quer zur
Schraubrichtung in Anlage mit dem Außenumfang des Schweißmutter-Schafts kommen, während der durchmesserkleine Kanalabschnitt in den axialen Freigang (zwischen der Schaft- Stirnseite und dem Bolzenkopf des Schraubbolzens) einfährt. Zudem kann der Außenumfang des Schweißmutter-Schafts an einer umlaufenden Außenecke in die Schaft-Stirnseite übergehen. Korrespondierend dazu kann zwischen dem
durchmessergroßen Kanalabschnitt und einer Ringfläche der Ringschulter eine umlaufende Innenecke ausgebildet sein, die eine Negativform der Schaft-Außenecke bildet. In diesem Fall kann im Crashfall die Innenecke im Gehäuseflansch-Durchführungskanal die Schaft-Außenecke formschlüssig umgreifen.
Zur Reduzierung der Scherbelastung des Schraubbolzens ist es von Bedeutung, dass ein unmittelbarer Kontakt zwischen dem durchmesserkleinen Kanalabschnitt des Gehäuseflansch- Durchführungskanals mit dem Bolzenschaft des Schraubbolzens vermieden wird. Vor diesem Hintergrund kann der durchmesserkleine Kanalabschnitt um einen Radialversatz den durchmessergroßen Radialabschnitt nach radial innen überragen. Der Radialversatz kann kleiner bemessen sein als eine Wandstärke des Schweißmutter-Schafts. Von daher ist gewährleistet, dass im Crashfall der durchmesserkleine Kanalabschnitt außer Anlage mit dem Bolzenschaft des Schraubbolzens bleibt.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Gehäuseflansch unter Zwischenlage einer Spannhülse gegen das Blechprofilteil verspannt sein, die rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Die Spannhülse kann mit einer Abstützbasis auf dem Gehäuseflansch abgestützt sein, die einen hohlzylindrischen fahrzeugunteren Hülsenabschnitt aufweist, der an einer
Übergangskante in einen radial nach außen ragenden umlaufenden Randflansch übergeht. Durch die Spannhülse ist der Schraubbolzen geführt. Der hohlzylindrische Hülsenabschnitt kann in Anlage mit der Innenwand des durchmessergroßen Kanalabschnitts des
Gehäuseflansch-Durchführungskanals sein, während die Übergangskante und der radial nach außen abragende Stützflansch auf den, dem Blechprofilteil zugewandten Öffnungsrandbereich des Gehäuseflansch-Durchführungskanals abgestützt ist. Zudem kann die Spannhülse mit einem fahrzeugoberen Hülsenabschnitt am Öffnungsrandbereich des Blechprofilteil- Schraubloches abgestützt sein.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
Es zeigen:
Figur 1 in einer perspektivischen Teilraumansicht eine Karosseriestruktur eines
elektrisch betriebenen Fahrzeugs; Figur 2 eine Teilschnittdarstellung entlang einer Schnittebene yz aus der Figur 1 ;
Figur 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung einer Schraubstelle aus der Figur 2 bei normalem Fährbetrieb; und
Figur 4 eine Ansicht entsprechend der Figur 3 bei einem Seitencrashfall; sowie
Figuren 5 und 6 jeweils Ansichten weiterer Ausführungsbeispiele.
In der Figur 1 ist die Karosseriestruktur eines zweispurigen Fahrzeugs gezeigt, die nachfolgend insoweit beschrieben ist, als es für das Verständnis der Erfindung erforderlich ist. Demzufolge weist die Karosseriestruktur zwei seitliche, in der Fahrzeuglängsrichtung x verlaufende
Schweller 1 auf, von denen in der Figur 1 lediglich einer gezeigt ist. Der Schweller 1 erstreckt sich in der Fahrzeuglängsrichtung x zwischen einer vorderen A-Säule 3 sowie einer hinteren C- Säule 5 und begrenzt bodenseitig Seitentüröffnungen 7. Im Fahrzeugboden der
Karosseriestruktur ist eine crashsensible Traktionsbatterie 9 verbaut. Diese ist unterhalb eines Bodenblechteils 10 positioniert und erstreckt sich in der Fahrzeugquerrichtung y zwischen den beiden Schwellern 1. In der Fahrzeuglängsrichtung x erstreckt sich die Traktionsbatterie 9 zwischen einem vorderen Querträger und einem hinteren Querträger, die in den Figuren nicht gezeigt sind.
Wie aus der Figur 1 hervorgeht, ist die Traktionsbatterie 9 in der Fahrzeughochrichtung z betrachtet in etwa auf gleicher Höhe wie die Schweller 1 positioniert. Die Traktionsbatterie 9 weist in der Figur 2 ein Batteriegehäuse 13 auf, und zwar mit einer Gehäuse-Seitenwand 16, einer Deckwand 15 sowie einer Bodenwand 17. Die Gehäuse-Seitenwand 16 ist mit einem seitlich abragenden Gehäuseflansch 19 ausgebildet, der den Schweller 1 untergreift und mit einem Blechprofilteil 22 des Schwellers 1 in einer Schraubverbindung 21 ist. In der Figur 2 ist lediglich eine Hälfte der Karosseriestruktur bis zur Fahrzeugmittelebene E gezeigt. Die nicht dargestellte andere Hälfte ist in etwa spiegelbildlich dazu ausgeführt. Bei einem später beschriebenen Seitencrashfall werden die Aufprallkräfte C (Figur 4) vom crashzugewandten Schweller 1 in einem Quer-Lastpfad, in dem die Traktionsbatterie 9 als bauteilsteifes Schubfeld eingebunden ist, in Richtung auf den crashabgewandten Schweller 1 weitergeleitet.
Anhand der Figur 3 ist nachfolgend die Schraubstelle 21 beschrieben: Demzufolge ist der Gehäuseflansch 19 von fahrzeugunten mittels eines in Fahrzeughochrichtung z ausgerichteten Schraubbolzens 25 verschraubt. Der Schraubbolzen 25 ist mit Lochspiel durch einen
Gehäuseflansch-Durchführungskanal 27 und durch ein Blechprofilteil-Schraubloch geführt sowie mit einer Schweißmutter 31 verschraubt. Die Schweißmutter 31 ist in der Figur 3 auf der, dem Gehäuseflansch 19 abgewandten Seite des Blechprofilteils 22 aufgeschweißt. Von daher ist der Gehäuseflansch 19 zwischen einem Schraubkopf 33 des Schraubbolzens 25 und dem Blechprofilteil 22 festgespannt.
In der Figur 3 ist die Schweißmutter 31 mit einem Schaft 35 verlängert, der sich durch das Blechprofilteil-Schraubloch erstreckt und mit einem Überstand a die den Gehäuseflansch 19 zugewandte Seite des Blechprofilteils 22 überragt. Der Schraubkopf 33 des Schraubbolzens 25 ist in der Figur 3 gegen einen stirnseitigen Öffnungsrandbereich 37 des Gehäuseflansch- Durchführungskanals 27 verspannt. Zudem ist der Schweißmutter-Schaft 35 in der Figur 3 mit seiner, dem Bolzenkopf 33 des Schraubbolzens 25 zugewandten Stirnseite 39 um einen axialen Freigang Dz vom Bolzenkopf 33 des Schraubbolzens 25 beabstandet.
Wie aus der Figur 3 weiter hervorgeht, weist eine Innenwandung des Gehäuseflansch- Durchführungskanals 27 einen durchmessergroßen Kanalabschnitt 43 und einen
durchmesserkleinen Kanalabschnitt 45 auf, die an einer Ringschulter ineinander übergehen.
Der durchmesserkleine Kanalabschnitt 45 geht auf der, dem Schraubkopf 33 zugewandten Seite in den Öffnungsrandbereich 37 des Gehäuseflansch-Durchführungskanals 19 über, gegen den der Schraubkopf 33 des Schraubbolzens 25 verspannt ist.
Die Axiallänge b (Figur 4) des durchmesserkleinen Kanalabschnitts 45 ist kleiner bemessen als der axiale Freigang Dz zwischen der Schaft-Stirnseite 39 und dem Bolzenkopf 33 des
Schraubbolzens 25. Zudem sind in der Figur 3 der durchmesserkleine Kanalabschnitt 45 und der axiale Freigang Dz in radialer Flucht (dh. in der Fahrzeugquerrichtung y) zueinander angeordnet.
Nachfolgend wird der Crashverlauf bei einem Seitencrashfall beschrieben, bei dem die
Traktionsbatterie 9 in einer Crashrichtung C (Figur 4) innerhalb des Montageraums 12 in Fahrzeugquerrichtung y verlagert wird: Demnach stößt der durchmessergroße Kanalabschnitt 43 des Gehäuseflansch-Durchführungskanals 27 gegen den Außenumfang des Schweißmutter- Schafts 35, während der durchmesserkleine Kanalabschnitt 45 in den axialen Freigang Dz zwischen der Schaft-Stirnseite 39 und dem Bolzenkopf 33 einfährt. Der durchmesserkleine Kanalabschnitt 45 ist in der Figur 3 um einen Radialversatz Är gegenüber dem durchmessergroßen Kanalabschnitt 43 nach radial innen versetzt. Der
Radialversatz Är ist dabei kleiner bemessen als eine Wandstärke des Schweißmutter-Schafts 35. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass im Crashfall (Figur 4) der durchmesserkleine Kanalabschnitt 45 außer Anlage mit dem Bolzenschaft 49 des Schraubbolzens 25 bleibt. Mittels der obigen Bauteil-Geometrie an der Schraubstelle 21 ergibt sich der in der Figur 4 angedeutete Crashlastpfad L, bei dem die Crashlast vom Batteriegehäuse 13 über dessen Gehäuseflansch 19 in den Schweißmutter-Schaft 35 eingeleitet wird und von dort über den Öffnungsrand (das heißt Beschnittkante) 51 in das Blechprofiteil 22 der Karosserie weitergeleitet wird. Der
Bolzenschaft 49 des Schraubbolzens 25 kommt somit weder mit der Beschnittkante 51 des Blechprofilteils 22 noch mit der Innenwand des Gehäuseflansch-Durchführungskanals 27 unmittelbar in Kontakt, wodurch eine auf den Schraubbolzen 25 wirkende Scherbelastung quer zur Schraubrichtung S reduziert ist.
Wie aus den Figuren 3 und 4 weiter hervorgeht, geht der Außenumfang des Schweißmutter- Schafts 35 an einer umlaufenden Außenecke 53 in die Schaft-Stirnseite 39 über. Analog dazu ist in der Figur 3 zwischen dem durchmessergroßen Kanalabschnitt 43 und einer Ringfläche 55 eine umlaufende Innenecke 57 aufgespannt, die eine Negativform der Schaft-Außenecke 53 bildet. Im Crashfall (Figur 4) umgreift die Gehäuseflansch-Innenecke 57 die Schaft-Außenecke 53 formschlüssig.
In der Figur 5 ist in einer Ansicht entsprechend der Figur 3 eine Schraubstelle 21 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt, deren Geometrie im Wesentlichen baugleich mit dem vorangegangenen ersten Ausführungsbeispiel ist. Im Unterschied zur Figur 3 oder 4 ist in der Figur 5 die Ringfläche 55 der Ringschulter über einen freien Axial-Abstand d von der Schaft- Stirnseite 49 beabstandet.
In der Figur 6 ist eine Schraubverbindung 21 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt. Demzufolge ist in der Figur 6 der Gehäuseflansch 19 unter Zwischenlage einer Spannhülse 59 gegen das Blechprofilteil 22 verspannt, die rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Die Spannhülse 59 ist mit einer Abstützbasis auf dem Gehäuseflansch 19 abgestützt. Die Abstützbasis besteht in der Figur 6 aus einem hohlzylindrischen fahrzeugunteren
Hülsenabschnitt 61 , der an einer Übergangskante 63 in einen radial nach außen ragenden umlaufenden Randflansch 65 übergeht. Durch die Spannhülse 59 ist der Schraubbolzen 25 geführt. Der hohlzylindrische Hülsenabschnitt 61 ist in der Figur 6 in Anlage mit dem
durchmessergroßen Kanalabschnitt 43 des Gehäuseflansch-Durchführungskanals 27, während die Übergangskante 63 und der radial nach außen abragende Stützflansch 65 auf den, dem Blechprofilteil 22 zugewandten Öffnungsrandbereich 67 des Gehäuseflansch- Durchführungskanals 27 abgestützt ist. Zudem weist die Spannhülse 59 mit einem
fahrzeugoberen Hülsenabschnitt 60 am Öffnungsrandbereich des Blechprofilteil-Schraubloches abgestützt.
Nachfolgend wird der Crashverlauf bei einem Seitencrashfall beschrieben, bei dem die
Traktionsbatterie 9 in einer Crashrichtung C (Figur 6) innerhalb des Montageraums 12 in Fahrzeugquerrichtung y verlagert wird: Demnach stößt der der fahrzeugobere Hülsenabschnitt 60 der Spannhülse 59 an den Außenumfang des Schweißmutter-Schafts 35, während fahrzeuguntere Hülsenabschnitt 61 der Spannhülse 59 in den axialen Freigang Dz zwischen der Schaft-Stirnseite 39 und dem Bolzenkopf 33 einfährt, ohne den Bolzenschaft 49 des
Schraubbolzens 25 zu berühren.
Bezugszeichenliste
Schweller
A-Säule
C-Säule
Seitentüröffnung
Traktionsbatterie
Bodenblechteil
Montageraum
Batteriegehäuse
Gehäuse-Seitenwand
Deckwand
Bodenwand
Gehäuseflansch
Schraubverbindung
Blechprofilteil
Schraubbolzen
Gehäuseflansch-Durchführungskanal
Schweißmutter
Schraubkopf
Schweißmutter-Schaft
Öffnungsrandbereich
Schaft-Stirnseite
durchmessergroßer Kanalabschnitt
durchmesserkleiner Kanalabschnitt
Bolzenschaft
Beschnittkante 53 Außenecke
55 Ringfläche
57 Innenecke
59 Spannhülse
60 fahrzeugoberer Hülsenabschnitt
61 fahrzeugunterer Hülsenabschnitt
63 Übergangskante
65 Stützflansch
67 Öffnungsrandbereich
E Fahrzeugmittellängsebene
S Schraubrichtung
L Lastpfad
a Überstand
b Axiallänge
d freien Axial-Abstand
Dz axialer Freigang
DG Radialversatz