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Die Erfindung betrifft eine Montageanordnung zur Abdeckung einer Schraubstelle im Bodenblechteil eines Fahrzeugbodens gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Bei einem elektrisch betriebenen Fahrzeug kann die Traktionsbatterie an der Fahrzeugunterseite verbaut sein. In diesem Fall kann die Traktionsbatterie unmittelbar mit dem Bodenblechteil der Fahrzeugkarosserie verschraubt sein, und zwar an Schraubstellen, bei denen jeweils ein Schraubbolzen mit seinem Bolzenkopf auf einem Öffnungsrandbereich eines im Bodenblechteil ausgebildeten Schraubloches abgestützt ist, und mit seinem Bolzenschaft durch das Schraubloch in Gewindeeingriff mit der Traktionsbatterie gebracht ist.
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Eine solche Schraubstelle kann gegebenenfalls im Fußraum des Fahrzeuginsassen positioniert sein. In diesem Fall ist die Schraubstelle in Richtung auf den Fußraum von einer Montageanordnung überdeckt, damit die Schraubstelle im Crashfall für den Insassenfuß keine Störkontur bildet.
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Eine gattungsgemäße Montageanordnung weist einen Montagering auf, der die Schraubstelle umzieht. An dem Außenumfang des Montagerings grenzt ein auf dem Bodenblechteil liegender Bodenbelag an. Die Schraubstelle ist mit einem Deckel abgedeckt, der an einer Deckel-Anbindungsstelle am Montagering angebunden ist.
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Im Stand der Technik kann der Deckel in einer Fügerichtung von fahrzeugoben in der Fahrzeughochrichtung mit einer Setzkraft auf den Montagering aufgeclipst werden. In einer Großserienproduktion ist eine einfache sowie prozesssichere Anbindung des Deckels von Bedeutung. Von daher muss im Stand der Technik der Montagering stabil auf dem Bodenblechteil abgestützt sein, um den Werker die notwendige Gegenkraft zur Verrastung zu ermöglichen und um bei seitlicher Belastung des Bodenbelags (durch den Insassenfuß) nicht außer Rasteingriff zu treten.
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Diese bauteilsteife Abstützung des Montagerings kann jedoch gegebenenfalls bei einer Crashbelastung von fahrzeugoben in Richtung auf den Deckel der Montageanordnung zu einer Blockbildung führen.
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Aus der
EP 3 123 579 B1 ist eine Vorrichtung für die dichte Durchführung eines Kabelbündels bekannt. Aus der
DE 10 2006 049 604 C5 ist ein Hochstromkabel für Fahrzeuge sowie ein Kabelkanal für ein solches Hochstromkabel bekannt. Aus der
DE 20 2012 011 484 U1 ist eine Kabeldurchführung zum Durchführen einer Leitung durch eine Fahrzeugkarosserie bekannt. Aus der
DE 10 2017 112 880 A1 ist eine Niedrigprofilbolzen-/Klammeranordnung bekannt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Montageanordnung bereitzustellen, die bei einer Fahrzeugkollision eine im Vergleich zum Stand der Technik verbesserte Crashperformance bereitstellt.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Die Erfindung betrifft eine spezielle Ausgestaltung der Deckel-Anbindungsstelle zwischen dem Deckel und dem Montagering. Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ist die Deckel-Anbindungsstelle nicht mehr als eine Clips-Verbindung realisiert, bei der der Deckel in einer Fügerichtung von fahrzeugoben nach fahrzeugunten auf den Montagering aufgeclipst wird. Vielmehr ist gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 die Deckel-Anbindungsstelle als eine Bajonettverbindung ausgeführt, bei der eine Bajonettkontur des Deckels in einer Steck-Dreh-Richtung mit einer Gegenkontur des Montagerings verbindbar ist. Auf diese Weise ist es nicht mehr erforderlich, den Montagering bauteilsteif auf dem Bodenblechteil abzustützen. Vielmehr kann der Montagering in der Fahrzeughochrichtung betrachtet über einen freien Höhenversatz vom Bodenblechteil beabstandet sein. Der freie Höhenversatz kann gegebenenfalls in einer Crashsituation einen Deformationsweg bereitstellen, über den der Deckel mitsamt Montagering als bewegungsgekoppelte Baueinheit unter Komprimierung des Bodenbelags in Richtung auf das Bodenblechteil verlagerbar ist.
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Bevorzugt ist es, wenn der Montagering auf seiner dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Stirnseite einen Höhenanschlag aufweist. In diesem Fall kann eine Deckel-Montage wie folgt durchgeführt werden: So kann in einem Füge-Prozessschritt der Deckel lose auf den Montagering-Höhenanschlag aufgelegt werden. In einem folgenden zweiten Füge-Prozessschritt kann der Deckel in einer Drehrichtung bis in eine Verriegelungsposition drehbar sein. In der Verriegelungsposition kann die Deckel-Bajonettkontur die Montagering-Gegenkontur hintergreifen, wodurch der Deckel verliersicher sowie verbindungsfest auf der Montageanordnung positioniert ist.
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Der Montagering kann wiederum an einer Montagering-Anbindungsstelle am Bodenbelag befestigt sein. Die Montagering-Anbindungsstelle ist so ausgelegt, dass der Montagering gegenüber dem Bodenblechteil kontaktfrei bleibt. Auf diese Weise ergibt sich der freie Höhenversatz zwischen dem Montagering und dem Bodenblechteil.
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Der Bodenbelag kann zumindest eine komprimierbare Materialschicht aufweisen. In einer Crashsituation kann gegebenenfalls vom Insassenfuß eines Fahrzeuginsassen in der Fahrzeughochrichtung nach fahrzeugunten eine Crashkraft auf den Deckel ausgeübt werden. In diesem Fall stellt der freie Höhenversatz einen Deformationsweg bereit. Über diesen Deformationsweg kann der Deckel mitsamt Montagering (bilden eine bewegungsgekoppelte Baueinheit) unter Bodenbelag-Komprimierung in Richtung auf das Bodenblechteil verlagert werden. Durch die Komprimierung des Bodenbelags wird die Crashkraft zumindest teilweise in Verformungsenergie umgewandelt.
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In einer technischen Umsetzung kann der Deckel einen Deckelboden sowie eine davon abragende Deckel-Umfangswand aufweisen. Der Deckelboden kann die Deckel-Umfangswand mit einem Tragflansch radial nach außen überragen. Im Zusammenbauzustand liegt der Deckel-Tragflansch auf dem Montagering-Höhenanschlag auf, während die Deckel-Umfangswand in den vom Montagering begrenzten Innenraum einragt. In diesem Fall kann die Bajonettkontur (zum Beispiel zumindest ein Zapfen) an einer Außenseite der Deckel-Umfangswand ausgebildet sein. Die damit zusammenwirkende Gegenkontur kann als ein Radialsteg am Montagering-Innenumfang ausgebildet sein.
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In einer Weiterbildung spannt der Radialsteg zusammen mit dem Montagering-Innenumfang einen Inneneckbereich auf, der dem Bodenblechteil zugewandt ist. Der Inneneckbereich bildet eine Hinterschneidung, in die die Deckel-Bajonettkontur einragt bzw. den Radialsteg hintergreift.
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In dem Inneneckbereich kann bevorzugt ein Drehanschlag angeordnet sein. Im zweiten Füge-Prozessschritt kann somit der Deckel mit dem Erreichen des Drehanschlags in seine Verriegelungsposition kommen.
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Um im ersten Füge-Prozessschritt (Auflage des Deckels auf dem Montagering) eine Störkontur-Freiheit zu gewährleisten, ist es bevorzugt, wenn am Montagering-Innenumfang eine als Einführkanal wirkende Axialnut ausgebildet ist. Beim Steckvorgang (das heißt beim ersten Füge-Prozessschritt) wird die Deckel-Bajonettkontur störkonturfrei innerhalb der Axialnut bewegt.
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In einer konkreten Ausführungsvariante kann der Bodenbelag neben der komprimierbaren Materialschicht eine fahrzeuginnere Deckschicht aufweisen. Die Deckschicht kann mit einem Deckschicht-Überstand eine, die Schraubstelle umziehende Ausnehmung der komprimierbaren Materialschicht nach radial innen überragen. Zudem kann der Montagering eine nach radial außen offene, umlaufende Ringnut aufweisen, in die der Deckschicht-Überstand einragt bzw. darin eingeklemmt ist. Die Ringnut kann eine sichtseitig auf der Deckschicht liegende Nutwand sowie eine rückseitig an der Deckschicht liegende Nutwand aufweisen, die über einen Nutboden miteinander verbunden sind. Der Nutboden begrenzt zusammen mit den beiden Nutwänden einen Nutraum, in den die Deckschicht einragt.
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Bevorzugt ist es, wenn im Zusammenbauzustand zwischen dem Deckel, insbesondere dem Deckelboden und der Schraubstelle, insbesondere den Bolzenkopf eines Schraubbolzens, ein Freigang vorgesehen ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass bei einem Deformationsvorgang der Bolzenkopf nicht als Störkontur wirkt.
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Der Montagering kann im Hinblick auf einen einfachen Zusammenbau zweiteilig aus einem ersten Teilring und einem zweiten Teilring ausgebildet sein. Am ersten, in der Fahrzeughochrichtung oberen Teilring können der Montagering-Höhenanschlag, die sichtseitig auf der Deckschicht liegende Nutwand, die Gegenkontur sowie der Nutboden ausgebildet sein. Demgegenüber kann der zweite Teilring die rückseitig auf der Deckschicht liegende Nutwand bilden. Die beiden Teilringe können miteinander verrastet sein. Bevorzugt kann der erste Teilring zumindest ein elastisch verstellbares Rastelement aufweisen, das in der Zusammenbaulage den zweiten Teilring hintergreift.
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 in einer Schnittdarstellung einen Zusammenbauzustand der Montageanordnung;
- 2 bis 6 jeweils Ansichten entsprechend der 1, die eine Fügefolge zum Zusammenbau der Montageanordnung veranschau lichen.
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In der 1 ist in einer Teilschnittdarstellung eine Montageanordnung im Zusammenbauzustand gezeigt. Ein Deckel 35 der Montageanordnung überdeckt eine Schraubstelle S in Richtung Fußraum 1 eines Fahrzeugs. Der Fußraum 1 ist nach fahrzeugunten durch einen Fahrzeugboden 3 begrenzt, der aus einem Bodenblechteil 5 sowie aus einem Bodenbelag 7 aufgebaut ist. In der 1 ist eine Traktionsbatterie 9 mithilfe der Schraubstelle S an die Unterseite des Bodenblechteils 5 verschraubt. Die Schraubstelle S ist mit einem Schraubbolzen 11 realisiert, dessen Bolzenkopf 13 auf einem Öffnungsrandbereich eines im Bodenblechteil 5 ausgebildeten Schraubloches 15 (3) abgestützt ist. Der Bolzenschaft ist durch das Schraubloch 15 geführt und in Gewindeeingriff mit der Traktionsbatterie 9.
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Die Montageanordnung weist neben dem Deckel 35 einen Montagering 17 auf. Dieser umzieht die Schraubstelle S und ist im Querschnitt U-profilförmig mit einer radial nach außen offenen Ringnut 19 (3) ausgebildet.
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Der Deckel 35 ist über eine Deckel-Anbindungsstelle D (1 oder 6) am Montagering 17 angebunden. Der Montagering 17 ist über eine Montagering-Anbindungsstelle M (3) am Bodenbelag 7 angebunden.
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Die Montagering-Anbindungsstelle M ist in der 3 mittels der im Montagering 17 gebildeten Ringnut 19 realisiert. In der Ringnut 19 ist ein Öffnungsrand 21 einer Bodenbelag-Deckschicht 23 eingeklemmt. Die Bodenbelag-Deckschicht 23 bildet zusammen mit einer komprimierbaren Materialschicht 25 den Bodenbelag 7. In der 3 weist die Ringnut 19 des Montagerings 17 eine sichtseitige, obere Nutwand 27 auf, die auf der oberen Randseite des Öffnungsrands 21 der Bodenbelag-Deckschicht 23 liegt, sowie eine rückseitig am Öffnungsrand 21 anliegende Nutwand 29. Die beiden Nutwände 27, 29 sind über einen radial inneren Nutboden 31 miteinander verbunden.
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Der Montagering 17 weist in der 3 an seiner, dem Fußraum 1 zugewandten Stirnseite (das heißt an seiner sichtseitigen, oberen Nutwand 27) eine umlaufende Ringschulter 34 auf. In der 1 liegt der Deckel 35 auf der Ringschulter 34 des Montagerings 17 und ist über die Deckel-Anbindungsstelle D am Montagering 17 befestigt.
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Wie aus der 5 hervorgeht, ist der Deckel 35 mit einem Deckelboden 33 und einer davon abragenden Deckel-Umfangswand 37 ausgebildet. Der Deckelboden 33 überragt die Deckel-Umfangswand 37 in Radialrichtung nach außen mit einem Tragflansch 39, der in der 1 auf der Ringschulter 34 aufliegt.
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Die Deckel-Anbindungsstelle D ist in den 1 oder 6 als eine Bajonettverbindung realisiert. Für die Bajonettverbindung ragen am Außenumfang der Deckel-Umfangswand 37 zwei Bajonett-Zapfen 41 radial nach außen ab. Die beiden Bajonett-Zapfen 41 hintergreifen jeweils einen Radialsteg 43. Die beiden Radialstege 43 sind am Innenumfang des Montagerings 17 (das heißt am Nutboden 31) ausgebildet und ragen radial nach innen.
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Nachfolgend wird anhand der 2 bis 6 eine Prozessabfolge zum Zusammenbau der in der 1 gezeigten Montageanordnung beschrieben: Demzufolge wird zunächst in einem Vormontage-Schritt (2) der Bodenbelag 7 bereitgestellt, der einen Materialausschnitt 45 aufweist, in dem später die Schraubstelle S angeordnet ist. Der Materialausschnitt 45 ist in der komprimierbaren Materialschicht 25 durchmessergrößer gebildet als in der Deckschicht 23. Dadurch überragt der Öffnungsrand 21 der Deckschicht 23 den Öffnungsrand der komprimierbaren Materialschicht 25 nach radial innen.
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Anschließend wird der Montagering 17 an der Bodenbelag-Deckschicht 23 montiert. Hierzu ist der Montagering 17 gemäß der 2 zweiteilig mit einem oberen Teilring 47 und einem unteren Teilring 49 ausgebildet. Im oberen Teilring 47 sind die sichtseitige Nutwand 27, die Ringschulter 34, der Nutboden 31 sowie die Radialstege 43 integriert. Zudem ist der obere Teilring 47 mit Rastelementen 51 ausgebildet, die im Zusammenbauzustand (1) den unteren Teilring 49 (das heißt die unter Nutwand 29) hintergreifen. Der untere Teilring 49 bildet die untere Nutwand 29.
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In einem folgenden Prozessschritt (3) wird die Vormontageeinheit V (bestehend aus Montagering 17 und Bodenbelag 7) auf das Bodenblechteil 5 gelegt. Anschließend erfolgt über den noch freigelegten Materialausschnitt 45 im Bodenbelag 7 ein Schraubvorgang (4) zur Anbindung der Traktionsbatterie 9 an das Bodenblechteil 5.
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Nach Abschluss des Schraubprozesses erfolgt die Deckel-Montage (5 und 6) auf dem Montagering 17. Hierzu wird der Deckel 35 in einem ersten Füge-Prozessschritt in einer Steckrichtung I lose auf die als Montagering-Höhenanschlag wirkende Ringschulter 34 aufgelegt. Anschließend erfolgt ein zweiter Füge-Prozessschritt, bei dem der Deckel 35 in einer Drehrichtung II (6) bis in eine Verriegelungsposition gedreht ist, in der der jeweilige Bajonett-Zapfen 41 des Deckels 35 den zugeordneten Radialsteg 43 hintergreift, wie es in der Detailansicht aus der 6 gezeigt ist. In der 5 ist der Innenumfang des Montagerings 17 in einer teilweisen Abwicklung gezeigt. Am Innenumfang des Montagerings 17 ist eine Axialnut 53 ausgebildet, durch die der Bajonett-Zapfen 41 in der Deckel-Steckrichtung I störkonturfrei bewegt werden kann.
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Zudem spannt in der 6 der Radialsteg 43 zusammen mit dem Innenumfang des Montagerings 17 eine Hinterschneidung auf. In der Verriegelungsposition (6) ragt der Bajonett-Zapfen 41 des Deckels 35 in diese Hinterschneidung ein, wodurch der Deckel 35 fest am Montagering 17 gesichert ist.
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Im zweiten Füge-Prozessschritt wird der Deckel 35 in der Drehbewegung II bis zu einem Drehanschlag 55 (6) in seine Verriegelungsposition gedreht. Um ein unbeabsichtigtes Lösen des Deckels 35 in Gegenrichtung zu vermeiden, ist in der 6 am Radialsteg 43 eine Erhöhung 57 vorgesehen, mittels der eine Drehbewegung in Gegenrichtung erst durch Überdrücken eines Druckpunktes ermöglicht wird.
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In der Zusammenbaulage (1) ist der Montagering 17 kontaktfrei gegenüber dem Bodenblechteil 5 sowie um einen freien Höhenversatz Δz (1 oder 5) davon beabstandet. In gleicher Weise ist auch der Deckelboden 33 über einen Freigang f vom Bolzenkopf 13 des Schraubbolzens 11 beabstandet.
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Die erfindungsgemäße Montageanordnung ist im Hinblick auf eine Crashsituation ausgelegt, bei der ein Insassenfuß eines Fahrzeuginsassen in der Fahrzeughochrichtung z von fahrzeugoben eine Crashkraft F (1) auf den Deckel 35 ausgeübt wird. In diesem Fall wird der Deckel 35 mitsamt Montagering 17 als eine bewegungsgekoppelte Baueinheit unter Komprimierung des Bodenbelags 7 in Richtung auf das Bodenblechteil 5 verlagert. Auf diese Weise wird Crashenergie aufgrund der Deformation des Bodenbelags 5 in Verformungsarbeit umgewandelt. Der freie Höhenversatz Δz sowie der Freigang f werden in diesem Fall zumindest teilweise als Deformationsweg genutzt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fußraum
- 3
- Fahrzeugboden
- 5
- Bodenblechteil
- 7
- Bodenbelag
- 9
- Traktionsbatterie
- 11
- Schraubbolzen
- 13
- Bolzenkopf
- 15
- Schraubloch
- 17
- Montagering
- 19
- Ringnut
- 21
- Öffnungsrand
- 23
- Bodenbelag-Deckschicht
- 25
- komprimierbare Materialschicht
- 27
- obere Nutwand
- 29
- untere Nutwand
- 31
- Nutboden
- 33
- Deckelboden
- 34
- Ringschulter (Höhenanschlag)
- 35
- Deckel
- 37
- Deckel-Umfangswand
- 39
- Tragflansch
- 41
- Bajonett-Zapfen
- 43
- Radialsteg
- 45
- Materialausschnitt
- 47
- oberer Teilring
- 49
- unterer Teilring
- 51
- Rastelemente
- 53
- Axialnut
- 55
- Drehanschlag
- 57
- Erhöhung
- M
- Montagering-Anbindungsstelle
- D
- Deckel-Anbindungsstelle
- F
- Crashkraft
- f
- Freigang
- Δz
- freier Höhenversatz
- S
- Schraubstelle
- I
- Steckrichtung
- II
- Drehrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 3123579 B1 [0007]
- DE 102006049604 C5 [0007]
- DE 202012011484 U1 [0007]
- DE 102017112880 A1 [0007]