DE102017221345A1 - Hybride Unterbodenschutzvorrichtung für Batteriegehäuse - Google Patents

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Fabien Schongen
Vanessa Wieschalla
Lothar Patberg
Daniel Nierhoff
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ThyssenKrupp AG
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Unterbodenschutzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zum Schutz einer Antriebsbatterie, wobei die Unterbodenschutzvorrichtung eine Bodenplatte und ein Unterfahrschutz aufweist, wobei die Bodenplatte und der Unterfahrschutz so angeordnet sind, dass sie zumindest teilweise einen Zwischenraum einschließen, wobei die Bodenplatte und/oder der Unterfahrschutz eine Kunststofflage aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Unterbodenschutzvorrichtung.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Unterbodenschutzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zum Schutz einer Antriebsbatterie, wobei die Unterbodenschutzvorrichtung eine Bodenplatte und einen Unterfahrschutz aufweist, wobei die Bodenplatte und der Unterfahrschutz so angeordnet sind, dass sie zumindest teilweise einen Zwischenraum einschließen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Unterbodenschutzvorrichtung.
  • Die Antriebsbatterie eines Elektrofahrzeugs wird häufig im Fahrzeugbodens angebracht, woraus sich das technische Problem ergibt, die Batterie so zu lagern, dass sie vor dem Eindringen von Fremdkörpern aus dem Außenraum unter dem Fahrzeug, beziehungsweise vor einer starken Deformation des Fahrzeugbodens hinreichend geschützt ist.
  • Zur Lagerung von Energiespeicherzellen ist beispielsweise aus der DE 10 2011 076 575 A1 ein Modul bekannt, bei dem die Zellen zwischen zwei Endplatten angeordnet werden und über mindestens ein Zugelement verspannt sind. Die Endplatten weisen dabei eine Schichtstruktur auf, bei der mindestens eine wellenartig geformte innere Schicht von zwei äußeren Schichten umgeben ist. Diese Konstruktion erlaubt es, Zellen stabil und mit geringem Eigengewicht in einem Modul zusammenzufassen und bis zu einem gewissen Grad die Verformungen auszugleichen, die aufgrund von Druckänderungen während des Betriebs der Speicherzellen auftreten. Um Verformungen entgegenzuwirken, die aufgrund starker äußerer Einflüsse auftreten, wie zum Bespiel der abrupten Verformung der Fahrzeugwandung, ist die Schichtstruktur dagegen nicht ausreichend, da sie lediglich die mechanische Spannung durch relativ starre Elemente auf die gesamte Fläche der Endplatten verteilt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schutzvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die die Antriebsbatterie vor einer unzulässig starken Belastung schützt, welche durch eine Deformation oder ein Versagen des Fahrzeugbodens aufgrund des Einschlags eines Fremdkörpers entstehen kann.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird eine Unterbodenschutzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zum Schutz einer Antriebsbatterie vorgeschlagen, wobei die Unterbodenschutzvorrichtung eine Bodenplatte und einen Unterfahrschutz aufweist, wobei die Bodenplatte und der Unterfahrschutz so angeordnet sind, dass sie zumindest teilweise einen Zwischenraum einschließen, wobei die Bodenplatte und/oder der Unterfahrschutz eine Kunststofflage aufweist.
  • Bei der erfindungsgemäßen Unterbodenschutzvorrichtung wird der Fahrzeugboden durch die Doppelstruktur aus Bodenplatte und Unterfahrschutz gegenüber dem Außenraum des Fahrzeugs geschützt. Zur räumlichen Beschreibung wird die zur Fahrtrichtung senkrechte Vertikale herangezogen, bezüglich derer die verschiedenen Elemente unterhalb oder oberhalb voneinander angeordnet sein können. In der Ebene senkrecht zur Vertikalen wird die Fahrtrichtung als die Längsrichtung und die zur Vertikalen und zur Längsrichtung senkrechte Richtung als Querrichtung bezeichnet. Die Bodenplatte bildet eine Abtrennung des im Wesentlichen abgedichteten Inneren des Batteriegehäuses, in dem verschiedene elektronische Baugruppen und insbesondere die Antriebsbatterie angebracht sind. Das Batteriegehäuse kann dabei eine eigenständige, lösbare Baugruppe oder auch unlösbare Teilstruktur der Fahrzeugkarosserie sein. Der Unterfahrschutz ist unterhalb der Bodenplatte angeordnet und so von der Bodenplatte beabstandet, dass zwischen beiden ein Zwischenraum gebildet wird. Sowohl die Bodenplatte als auch die Unterfahrschutz sind aus Metall, vorzugsweise aus Stahl gefertigt. In den Zwischenraum zwischen der Bodenplatte und der Unterfahrschutz ist eine Kunststofflage angeordnet. Vorzugsweise ist die Kunststofflage aus einem thermoplastischen Kunststoff gefertigt und die Bodenplatte und/oder der Unterfahrschutz mit einer optimierten Oberfläche oder einer Kunststoffkoppelschicht versehen, über die eine stoff- und/oder formschlüssige Verbindung mit der Kunststofflage ermöglicht wird. Die Hybridstruktur aus Bodenplatte, Kunststofflage und Unterfahrschutz bildet einerseits eine zusätzliche Schutzbarriere zwischen Außenraum und Innerem des Batteriegehäuses und kann andererseits erfindungsgemäß bevorzugt zusätzliche Funktionen übernehmen, wie beispielsweise eine thermische Isolierung zwischen der Kühlung der Antriebsbatterie und dem Fahrzeugboden bzw. der Straße. Weitere mögliche Funktionen sind in den nachfolgend aufgeführten bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben. Durch den Zwischenraum und die Kunststofflage ist mit dieser Hybridstruktur vorteilhafterweise eine, gegenüber einem monolithischen Metallblech besonders leichte Bauform bzw. ein Deformationsraum für den gezielten Energieabbau bei einem Fremdkörpereinschlag von unten realisiert.
  • Wird zum Beispiel durch einen Unfall der Unterfahrschutz so stark deformiert, dass es zu einem Kontakt zwischen Bodenplatte und Unterfahrschutz kommen würde, lässt sich durch die Kunststofflage erfindungsgemäß bevorzugt erreichen, dass die Bewegung des Unterfahrschutzes soweit abgedämpft wird, dass ein mechanischer Kontakt zwischen Bodenplatte und Unterfahrschutz vermieden wird. Eine solche Dämpfung wird bereits durch eine einfache Kunststoffschicht erreicht, die die Stoßenergie dadurch absorbiert, dass sie sich selbst elastisch oder plastisch verformt. Eine, gegenüber dieser einfachen Ausführungsform verbesserte Energieabsorption lässt sich durch mehrere spezielle Gestaltungen der Kunststofflage erreichen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht die Kunststofflage aus einem faserverstärkten Kunststoff. Dadurch lassen sich vorteilhafterweise die Materialeigenschaften der Kunststoffmatrix mit denen des Fasermaterials kombinieren, wodurch sich insbesondere ein geringeres Gewicht und eine höhere Festigkeit beziehungsweise Steifigkeit erreichen lässt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist eine dem Zwischenraum zugewandte Seite der Kunststofflage eine modulierte Kontur auf. Die Kontur kann dabei beispielsweise wellenförmig oder zickzackförmig sein wobei die Wellen oder Zacken in Längsrichtung oder Querrichtung orientiert sein können. Alternativ sind auch Rillen, Höcker oder Noppen denkbar. Durch eine derartige Modulierung lässt sich vorteilhafterweise die Energieabsorption verbessern, falls der Unterfahrschutz so stark deformiert wird, dass sie die Kunststofflage gegen die Bodenplatte presst.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Kunststofflage mit der Bodenplatte und/oder dem Unterfahrschutz über schockabsorbierende Elemente verbunden. Solche schockabsorbierenden Elemente können durch Teile aus einem viskoelastischen Kunststoff, einem porösen Schaumstoff, einen Vliesstoff oder durch Gel-Pads gebildet werden, die eine starke Dämpfungswirkung gegenüber abrupten Belastungen, Stoßwellen oder Schwingungen haben. Dadurch lassen sich vorteilhafterweise starke und plötzliche Kontraktionen des Zwischenraums zwischen Bodenplatte und Unterfahrschutz abfangen und eine kritische Energieübertragung an die darüber liegende Struktur und damit die Verformung der Bodenplatte verhindern.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Kunststofflage mindestens einen makroskopischen Hohlraum auf. Der Begriff „makroskopisch“ wird hier verwendet, um die erfindungsgemäß bevorzugten Hohlräume zum Beispiel von den kleineren Hohlräumen einer porösen Struktur abzugrenzen. Erfindungsgemäß bevorzugt handelt es sich hier um Kammern oder Kanäle im Größenbereich von einigen Millimetern bis einem Meter, die im Kunststoff gebildet sind. Mit solchen makroskopischen Hohlräumen wird die Energieabsorption erhöht, die bei einer raschen Kontraktion des Raums zwischen Bodenplatte und Unterfahrschutz die Stoßwirkung abfängt. Ferner lässt sich über solche makroskopischen Hohlräume vorteilhafterweise eine Schwingungsdämpfung oder eine thermische Isolierung realisieren. Erfindungsgemäß bevorzugt weist die Kunststofflage eine Mehrzahl solcher makroskopischen Hohlräume auf.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Kunststofflage mindestens einen makroskopischen Hohlraum auf, der mit einem festen oder flüssigen oder gasförmigen Medium gefüllt ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Medium um einen viskoelastischen Kunststoff oder ein Gel. Dadurch lässt sich vorteilhafterweise die Absorptionsfähigkeit der Kunststofflage gegenüber stoßartigen Beanspruchungen erhöhen. Ferner lässt sich über ein geeignet gewähltes Medium entweder eine erhöhte thermische Isolierung erzielen oder durch ein Medium mit entsprechend hoher Wärmeleitfähigkeit ein verbesserter Temperaturausgleich erreichen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Kunststofflage an dem Unterfahrschutz angeordnet. Dies hat zum Beispiel den Vorteil, dass sich das Verbinden von Kunststofflage und Unterfahrschutz in einem ersten Herstellungsschritt ausführen lässt und der mit der Kunststofflage versehene Unterfahrschutz anschließend als Gesamtheit am Fahrzeugboden insbesondere lösbar unter der Bodenplatte angebracht werden kann. Die Baugruppe kann dann bei unkritischen Beschädigungen als Opferteil leicht ausgetauscht werden. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bildet der Unterfahrschutz zusammen mit der Kunststofflage eine Metall-Kunststoff-Metall-Sandwichstruktur. Die Kunststofflage ist dabei von zwei metallischen Schichten, zum Beispiel in der Form von Stahlblechen umgeben. Die so gebildete Verbundstruktur kombiniert die Festigkeit der Metallschichten mit den vorteilhaften Eigenschaften des Kunststoffs, wie zum Beispiel die Dämpfungsfähigkeit gegenüber Stößen und Schwingungen. Gemäß einer besonders bevorzugten alternativen Ausgestaltung bildet der Unterfahrschutz zusammen mit der Kunststofflage eine Metall-Kunststoff-Zweischichtstruktur. Die Kunststofflage wird dazu beispielsweise durch Kleben, Spritzguss, Fließpressen, thermisches Pressen, Kalandrieren oder Laminieren auf der, dem Zwischenraum zwischen Bodenplatte und Unterfahrschutz zugewandten Seite der Unterplatte aufgebracht.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Kunststofflage an der Bodenplatte angeordnet. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Kunststofflage einen oder eine Mehrzahl von Befestigungsdomen auf. Die Befestigungsdome werden von hervorstehenden Teilen der Kunststofflage gebildet und dienen zur Befestigung der Bodenplatte. Der Unterfahrschutz lässt sich mit Hilfe von Befestigungsmitteln, wie zum Beispiel Schrauben mit der Bodenplatte verbinden, indem das Befestigungsmittel in den Befestigungsdom versenkt wird. Dadurch kann vorteilhafterweise auf eine Bohrung in der Bodenplatte verzichtet werden.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer vorstehend beschriebenen Unterbodenstruktur. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Bodenplatte und/oder der Unterfahrschutz in einem ersten Verfahrensschritt aus einem Metallblech geformt und die Kunststofflage durch Kleben, Spritzguss, thermisches Pressen, Fließpressen, Laminieren oder Kalandrieren auf die Bodenplatte oder der Unterfahrschutz aufgebracht. Für die Formgebung der Bodenplatte beziehungsweise des Unterfahrschutzes kann eines der dem Fachmann geläufigen Umformverfahren für Metallbleche eingesetzt werden. Das Metallblech selbst besteht dabei vorzugsweise aus Stahl, wobei auch andere Metalle denkbar sind. Vorzugsweise handelt es sich um ein höherfestes Material, mit dem sich eine ausreichende Festigkeit beziehungsweise Steifigkeit bei geringer Dicke erzielen lässt. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Metallblech um ein korrosionsbeständiges, beschichtetes Stahlblech um eine hohe Medienbeständigkeit zu erzielen. Beispielsweise kann das Stahlblech verzinkt oder mit einer Zink-Magnesium-Beschichtung versehen werden. Bei dem Kunststoff handelt es sich vorzugsweise um einen thermoplastischen Kunststoff wie beispielsweise Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamide (PA), Polyactat (PLA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyurethan (PU), Polyphenylsulfid (PPS), Polysulfon (PSU), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polyetheretherketon (PEEK), Polyvinylchlorid (PVC), und andere oder beliebige Mischungen sowie Compounds dieser Kunststoffe. Möglich sind auch duroplastische Kunststoffe, Elastomere sowie thermoplastische Elastomere. Weitere mögliche Materialen sind Hochleistungskunststoffe für Anwendungen bei höheren Temperaturen wie Polyaryle, Aromatische Polyester (Polyarylate) und Polyamide (Polyaramide) wie Poly-m-phenylenisophthalamid (PMI), Heterocyclische Polymere wie Polyimide, Polybenzimidazole und Polyetherimid, Polyetherimide, Polybenzimidazole (PBI), Aromatische Polyamide auf Basis von Poly-m-phenylenisophthalamid (PMI), Polyaramid-Fasern, Flüssigkristallpolymere (LCP Liquid Crystalline Polymers), Fluorpolymere, Perfluoralkoxylalkan (PFA), Polyphenylene etc. Denkar sind auch Verbindungen in denen Basis-Polymere durch Zuschlagstoffe wärme- und/oder elektrisch leitfähig gemacht werden
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Kunststofflage durch Laminieren, Spritzguss, Fließpressen, thermisches Pressen, Kalandrieren oder Kleben auf die Bodenplatte und/oder den Unterfahrschutz aufgebracht.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränken.
  • Figurenliste
    • Die 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Unterbodenschutzvorrichtung gemäß der Erfindung.
    • Die 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Unterbodenschutzvorrichtung gemäß der Erfindung.
    • Die 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Unterbodenschutzvorrichtung gemäß der Erfindung.
    • Die 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer Unterbodenschutzvorrichtung gemäß der Erfindung.
    • Die 5 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Unterbodenschutzvorrichtung gemäß der Erfindung.
    • Die 6 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel einer Unterbodenschutzvorrichtung gemäß der Erfindung.
    • Die 7 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel einer Unterbodenschutzvorrichtung gemäß der Erfindung.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt beziehungsweise erwähnt.
  • In der 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Unterbodenschutzvorrichtung 1 abgebildet. Hier und in den anderen Figuren entspricht die vertikale Richtung in der Zeichenebene der vertikalen Richtung des Fahrzeugs in Normallage. Das heißt, die abgebildete Unterbodenschutzvorrichtung 1 ist an der Unterseite des Fahrzeugs angebracht, wobei die Bodenplatte 3 das Innere des Fahrzeugs nach unten hin abgrenzt. Im Inneren des Fahrzeugs ist zusammen mit den verschiedenen elektronischen Baugruppen insbesondere die Antriebsbatterie 2 angeordnet, die durch die Unterbodenschutzvorrichtung 1 gegen das Eindringen von Fremdkörpern geschützt ist. Unterhalb der Bodenplatte 3 ist ein Unterfahrschutz 4 angeordnet, so dass die Bodenplatte 3 und der Unterfahrschutz 4 einen Zwischenraum 5 einschließen, der im Falle einer Deformation des Unterfahrschutzes 4 als zusätzliche Schutzzone fungiert, so dass der verformte Unterfahrschutz 4 nicht in die Bodenplatte 3 eindringt. In diesem Ausführungsbeispiel besteht der Unterfahrschutz 4 aus einer Verbundstruktur zweier Metallschichten, die eine Kunststofflage 6 umgeben und mit ihr form- und/oder stoffschlüssig verbunden sind. Die Kunststofflage 6 ergänzt dabei die Festigkeit und Belastbarkeit der beiden Metallschichten durch die Fähigkeit, Stöße beziehungsweise Schwingungen abzudämpfen und bei einer starken stoßartigen Belastung die damit verbundene Energie durch Verformungsarbeit zu absorbieren.
  • In der 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Unterbodenschutzvorrichtung 1 abgebildet. In dieser Ausführungsform besteht der Unterfahrschutz 4 aus einer Zweischichtstruktur, die von einer Metallschicht und einer Kunststofflage 6 gebildet wird. Die Metallschicht und die Kunststofflage 6 sind form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden, so dass der Unterfahrschutz 4, ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel in 1, die Vorteile des Metallschicht und der Kunststofflage 6 in sich vereint. Die Kunststofflage 6 ist dabei oberhalb der Metallschicht angeordnet, so dass die gegenüber der Kunststofflage 6 härtere Metalloberfläche eine widerstandsfähige Außenfläche der Unterbodenschutzvorrichtung 1 bildet.
  • In der 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Unterbodenschutzvorrichtung 1 abgebildet. Die Bodenplatte 3 und der Unterfahrschutz 4 schließen den Zwischenraum 5 ein, in dem die Kunststofflage 6 an der Oberseite des Unterfahrschutzes 4 angeordnet ist. Die Kunststofflage 6 weist an ihrer Oberseite eine modulierte Kontur mit Wellenform auf. Wenn der Unterfahrschutz 4 eine starke Belastung erfährt, sich durch die Belastung verformt und der Zwischenraum 5 daraufhin zumindest an einer Stelle vollständig kollabiert, wird die wellenförmige Kontur der Kunststofflage 6 gegen die Bodenplatte 3 gepresst, so dass die Bewegung des Unterfahrschutzes 4 gedämpft wird und eine Verformung der Bodenplatte 3 verhindert oder zumindest abgemildert wird.
  • In der 4 ist ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Unterbodenschutzvorrichtung 1 abgebildet. Die an der Oberseite des Unterfahrschutzes 4 angeordnete Kunststofflage 6 enthält mehrere makroskopische Hohlräume 7 in Form von Kammern 7, die im Kunststoff gebildet sind. Die Kammern 7 sind mit einem Medium gefüllt, das mehrere Funktionen erfüllen kann. In dem Fall, in dem der Unterfahrschutz 4 eine stoßartige, starke Belastung erfährt und der Zwischenraum 5 zwischen Bodenplatte 3 und Unterfahrschutz 4 zumindest teilweise zusammen gepresst wird, kann das Medium eine zusätzliche Dämpfung bereitstellen, die die Bewegung des Unterfahrschutzes 4 abfängt und so eine zu große Kraftwirkung auf die Bodenplatte 3 verhindert. Zu diesem Zweck kann die Kammer 7 mit einem viskosen oder viskoelastischen Medium, beispielsweise einem Gel gefüllt sein. Möglich ist auch eine poröse Struktur, durch die die Bewegungsenergie in Verformungsarbeit umgewandelt und auf diese Weise absorbiert wird. Weitere Funktionen der gefüllten Kammern können darin bestehen, durch einen verminderten Wärmetransport eine thermische Isolierung bereitzustellen. Umgekehrt kann ein Medium mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit für einen effizienten Temperaturausgleich sorgen. Weitere mögliche Funktionen bestehen in Schall- bzw. Vibrationsdämpfung. Die Kammer 7 kann auch einfach ein gasförmiges Medium wie beispielsweise Luft enthalten, durch das der Aufprall des Unterfahrschutzes 4 auf die Bodenplatte 3 gedämpft wird.
  • In der 5 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Unterbodenschutzvorrichtung 1 abgebildet. Die Kunststofflage 6 ist bei diesem Ausführungsbeispiel an der Unterseite der Bodenplatte 3 angebracht und weist mehrere makroskopische Hohlräume 7 auf, die sich in Form von Kanälen 7 senkrecht zur Zeichenebene erstrecken. In dem Fall, in dem der Zwischenraum 5 stoßartig zusammengepresst wird, kann die Kunststofflage 6 mit den Kanälen 7 die Stoßenergie zumindest teilweise absorbieren und so ein Eindringen des Unterfahrschutzes 4 in die Bodenplatte 3 verhindern. Weiterhin können die Kanäle 7 eine Dämpfung gegenüber Erschütterungen oder Vibrationen bereitstellen und zu diesem Zweck mit einem geeigneten Medium gefüllt sein. In einer Situation, in der die Temperaturkontrolle des Zwischenraums 5 erstrebenswert ist, kann außerdem über ein Medium mit geringer oder hoher Wärmeleitfähigkeit eine Verbesserung der thermischen Isolierung bzw. eine Verbesserung des Temperaturausgleichs erreicht werden. Denkbar ist auch, dass das Medium in die Kanäle 7 über Versorgungsleitungen eingeleitet wird und so ein regelmäßiger oder sogar kontinuierlicher Austausch des Mediums möglich ist.
  • In der 6 ist ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Unterbodenschutzvorrichtung 1 abgebildet. In dieser Ausführungsform ist der Unterfahrschutz 4 mit einem Befestigungsmittel 9 an der Bodenplatte 3 angeordnet. An der Unterseite der Bodenplatte 3 ist eine Kunststofflage 6 angeordnet, die neben mehreren Hohlräumen 7 einen oder mehrere Befestigungsdome 8 aufweist. Das Befestigungsmittel 9 ist den dargestellten Befestigungsdom 8 versenkt, so dass die Verbindung zwischen Bodenplatte 3 und Unterfahrschutz 4 indirekt über die Kunststofflage 6 erfolgt. Auf diese Weise werden Bewegungen und Schwingungen des Unterfahrschutzes 4 durch die Kunststofflage 6 gedämpft und eine Übertragung auf die Bodenplatte 3 vermindert. Zusätzlich kann sich auf diese Weise vorteilhafterweise auf zusätzliche Öffnungen oder Bohrungen an der Bodenplatte zur Aufnahme des Befestigungsmittels verzichtet werden.
  • In der 7 ist ein siebtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Unterbodenschutzvorrichtung 1 abgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Kunststofflage 6 an der Oberseite des Unterfahrschutzes 4 angebracht und über schockabsorbierende Elemente 10 mit der Bodenplatte 3 verbunden. Die schockabsorbierenden Elemente 10 sind in der Zeichnung durch eine allgemeine Kopplung 10 dargestellt, die symbolisch durch eine parallele Anordnung einer Feder- und eines Dämpfungselements gekennzeichnet ist. Die Kopplung 10 überträgt Bewegungen und insbesondere Schwingungen des Unterfahrschutzes 4 auf eine elastische, gedämpfte Weise, wobei insbesondere abrupte, rasche Bewegungen bei der Übertragung einen hohen Energieverlust erleiden und die schockartig zugeführte Energie dadurch effektiv absorbiert wird. Derartige schockabsorbierenden Elemente 10 können beispielsweise durch viskoelastische Polymermaterialen realisiert werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Unterbodenschutzvorrichtung
    2
    Antriebsbatterie
    3
    Bodenplatte
    4
    Unterfahrschutz
    5
    Zwischenraum
    6
    Kunststofflage
    7
    makroskopischer Hohlraum
    8
    Befestigungsdom
    9
    Befestigungsmittel
    10
    schockabsorbierendes Element
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011076575 A1 [0003]

Claims (13)

  1. Unterbodenschutzvorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zum Schutz einer Antriebsbatterie 2, wobei die Unterbodenschutzvorrichtung 1 eine Bodenplatte 3 und ein Unterfahrschutz 4 aufweist, wobei die Bodenplatte 3 und der Unterfahrschutz 4 so angeordnet sind, dass sie zumindest teilweise einen Zwischenraum 5 einschließen, dadurch gekennzeichnet dass die Bodenplatte 3 und/oder der Unterfahrschutz 4 eine Kunststofflage 6 aufweist.
  2. Unterbodenschutzvorrichtung 1 nach Anspruch 1, wobei die Kunststofflage 6 aus einem faserverstärkten Kunststoff besteht.
  3. Unterbodenschutzvorrichtung 1 nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine dem Zwischenraum zugewandte Seite der Kunststofflage 6 eine modulierte Kontur aufweist.
  4. Unterbodenschutzvorrichtung 1 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kunststofflage 6 mit der Bodenplatte 3 und/oder dem Unterfahrschutz 4 über schockabsorbierende Elemente 10 verbunden ist
  5. Unterbodenschutzvorrichtung 1 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kunststofflage 6 mindestens einen makroskopischen Hohlraum 7 aufweist.
  6. Unterbodenschutzvorrichtung 1 nach Anspruch 5, wobei der mindestens eine makroskopische Hohlraum 7 mit einem festen oder flüssigen oder gasförmigen Medium gefüllt ist.
  7. Unterbodenschutzvorrichtung 1 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kunststofflage 6 an dem Unterfahrschutz 4 angeordnet ist.
  8. Unterbodenschutzvorrichtung 1 nach Anspruch 6, wobei der Unterfahrschutz 4 zusammen mit der Kunststofflage 6 eine Metall-Kunststoff-Metall-Sandwichstruktur bildet.
  9. Unterbodenschutzvorrichtung 1 nach Anspruch 6, wobei der Unterfahrschutz 4 zusammen mit der Kunststofflage 6 eine Metall-Kunststoff-Zweischichtstruktur bildet.
  10. Unterbodenstruktur 1 nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Kunststofflage 6 an der Bodenplatte 3 angeordnet ist.
  11. Unterbodenstruktur 1 nach Anspruch 10, wobei die Kunststofflage 6 einen oder eine Mehrzahl von Befestigungsdomen 8 aufweist.
  12. Verfahren zur Herstellung einer Unterbodenstruktur 1 nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Bodenplatte 3 und/oder der Unterfahrschutz 4 in einem ersten Verfahrensschritt aus einem Metallblech geformt wird und die Kunststofflage 6 durch Kleben, Spritzguss, thermisches Pressen, Fließpressen, Laminieren oder Kalandrieren geformt wird
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Kunststofflage 6 durch Laminieren, Spritzguss, Fließpressen, thermisches Pressen, Kalandrieren oder Kleben auf die Bodenplatte 3 und/oder den Unterfahrschutz 4 aufgebracht wird.
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