DE102008061463A1 - Load application device for use in body component of e.g. passenger car, has insert part connected with structural part, made of non-metallic material and forming load path between fiber composite parts of structural part - Google Patents

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Abstract

The device (10) has an insert part (14) connected with a structural part (12) by gluing and/or mechanical joints, and forming a load path between fiber composite parts (12a, 12b) of the structural part, where the insert part is made of non-metallic material. A metallic insert (16) is integrated into the insert part. The insert is provided with an undercut (18) and a threaded hole (20). The fiber composite parts and the insert part are partially made of carbon fiber-reinforced plastic-sheet molding compounds.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lasteinleitungseinrichtung sowie ein Strukturteil eines Fahrzeugs mit mindestens einer Lasteinleitungseinrichtung nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.The The invention relates to a load introduction device and a structural part a vehicle with at least one load introduction device after the genus of independent Claims.

Um insbesondere im Fahrzeugbau Gewicht einzusparen, werden Strukturteile verwendet, die ganz oder teilweise aus Faserverbundwerkstoffen bestehen. Faserverbundwerkstoffe bzw. Faserverbundmaterialien sind im Stand der Technik hinreichend bekannt. Sie umfassen üblicherweise eine Kunststoffmatrix, die durch ein Fasermaterial verstärkt ist. Diese Strukturteile weisen ein Hohlprofil auf. Die Strukturteile werden in Fahrzeugkarosserien aller Art, insbesondere Kraftfahrzeugen, Fahrräder, Flugzeugen und Schiffen eingesetzt. Derartige Strukturteile werden bevorzugt im Leichtbau eingesetzt. Jedoch gibt es auch andere Anwendungen, die von den Eigenschaften derartiger Leichtbauaufbauten profitieren. Diese Strukturteile müssen je nach Einsatzgebiet, insbesondere bei Unfällen, großen mechanischen Belastungen standhalten. Die Strukturteile dienen nicht nur zur stabilen Formgebung der Anordnung in Leichtbauweise, sondern auch als Verbindungsglied für weitere Komponenten und/oder zur Lasteinleitung.Around Especially in vehicle construction to save weight, structural parts used, which consist wholly or partly of fiber composites. Fiber composite materials or fiber composite materials are in the state The technique known enough. They usually comprise a plastic matrix, which is reinforced by a fiber material. These structural parts have a hollow profile. The structural parts are used in vehicle bodies of all Art, especially motor vehicles, bicycles, aircraft and ships used. Such structural parts are preferred in lightweight construction used. However, there are other applications available from the Benefit properties of such lightweight structures. These structural parts have to depending on the application, especially in accidents, large mechanical loads withstand. The structural parts not only serve for stable shaping the arrangement in lightweight construction, but also as a link for further Components and / or load application.

Vorteile dieser Strukturteile sind insbesondere in ihrem niedrigen Gewicht, ihrer hohen Festigkeit, ihrer hohen Steifigkeit, ihrer geringen Wärmeausdehnung, ihrer hohen Lastwechselbeständigkeit, ihrer guten chemischen Beständigkeit, ihrer hohen Röntgentransparenz, ihrer guten Wärmeleitfähigkeit sowie dem Fehlen von magnetischen Eigenschaften zu sehen. Die im Stand der Technik aus Faserverbundwerkstoffen bestehenden Strukturteile erweisen sich jedoch auf Grund ihrer hohen spezifischen Festigkeiten und Steifigkeiten im Hinblick auf ihre Eignung als Verbindungsglied für weitere Komponenten und/oder zur Lasteinleitung als nachteilig. Die Strukturteile sind nicht nur sehr hart, sondern auch sehr spröde, so dass konventionelle Verbindungstechniken, wie beispielsweise Schraub- und Bolzenverbindungen, die zur Verbindung und/oder Lasteinleitung dienen sollen, schlecht einsetzbar sind. Zur Anwendung dieser Verbindungstechniken werden jedoch entweder Gewindebohrungen oder Bohrungen im Strukturteil benötigt, welche zu einer Materialschwächung bzw. zu einer Störung des Faserverlaufes und damit zu einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Strukturteils führen können.advantages these structural parts are in particular in their low weight, their high strength, their high rigidity, their low Thermal expansion, their high resistance to load changes, their good chemical resistance, their high X-ray transparency, their good thermal conductivity as well as the lack of magnetic properties. The im State of the art consisting of fiber composites structural parts However, they prove to be due to their high specific strengths and stiffnesses in terms of their suitability as a link for further Components and / or load application as disadvantageous. The structural parts are not only very hard, but also very brittle, so conventional Connection techniques, such as screw and bolt connections, the to serve for connection and / or load introduction, badly usable are. However, either threaded holes are used to apply these bonding techniques or holes in the structural part needed, which to a material weakening or to a fault the fiber flow and thus to a deterioration of the mechanical Properties of the structural part can lead.

Um diesen Nachteil zu umgehen, weisen Strukturteile in der Regel als Metalleinsätze ausgebildete Einlegeteile mit Gewindebohrungen auf, in welche ein Verbindungselement, wie beispielsweise eine Schraube einbringbar ist. Hierbei wird jedoch ein Faserverbundteil des Strukturteiles zwischen Einlegeteil und Schraube geklemmt, d. h. es ergibt sich ein Kontakt zwischen Metall und Faserverbundteil, wodurch sich ein ungünstiges Setzverhalten der Schraubverbindung ergibt. Dieser Nachteil kann nur durch ein teures Frästeil bzw. Blechteil in Form einer Unterlegscheibe mit Bund ausgeglichen werden, indem sich der Bund der Unterlegscheibe auf dem Metalleinsatz abstützt, und sich die Schraube auf der Unterlegscheibe abstützt, so dass sich ein Kontakt zwischen zwei Metallteilen ergibt.Around To avoid this disadvantage, have structural parts as a rule metal inserts formed inserts with threaded holes in which a Connecting element, such as a screw can be introduced is. Here, however, a fiber composite part of the structural part clamped between insert and screw, d. H. it turns out a contact between metal and fiber composite part, which causes a unfavorable Setting behavior of the screw results. This disadvantage can only through an expensive milled part or sheet metal part in the form of a washer with collar balanced be by putting the collar of the washer on the metal insert supported, and the screw is supported on the washer, so that results in a contact between two metal parts.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lasteinleitungseinrichtung in ein Strukturteil anzugeben, welche ohne Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften des Strukturteils die Bildung mindestens eines definierten Lastpfades in dem Strukturteil ermöglicht.task The invention is a load introduction device in a structural part indicate which without impairment the mechanical properties of the structural part the formation at least allows a defined load path in the structural part.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Bereitstellung einer Lasteinleitungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The Invention solves this object by providing a load introduction device with the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the dependent claims.

Um eine Lasteinleitungseinrichtung in ein Strukturteil anzugeben, welche ohne Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften des Strukturteils die Bildung mindestens eines definierten Lastpfades in dem Strukturteil ermöglicht, besteht das mindestens eine mit dem Strukturteil verbundene Einlegeteil aus einem nichtmetallischen Werkstoff. In vorteilhafter Weise erfolgen hierdurch eine verbesserte Einleitung der auftretenden Lasten und eine gleichmäßigere Verteilung dieser Lasten im Strukturteil. Zusätzlich wird durch die erfindungsgemäße Lasteinleitungseinrichtung ein ungünstiges Setzverhalten eines Verbindungselementes verhindert. Ferner ermöglicht die Ausbildung des Einlegeteiles aus einem nichtmetallischen Werkstoff die Realisierung auch komplexer Geometrien der Einlegeteile auf einfache Weise. Des Weiteren kann durch die vorliegende Erfindung eine flexible bzw. gezielte Bildung von Lastpfaden im Strukturteil vorgesehen werden, d. h. die Lasteinleitung kann gezielt gesteuert beziehungsweise verteilt werden.Around specify a load introduction device in a structural part, which without impairment the mechanical properties of the structural part the formation at least allows a defined load path in the structural part, there is at least one connected to the structural part insert made of a non-metallic material. In an advantageous manner thereby an improved introduction of the loads occurring and a more even distribution these loads in the structural part. In addition, by the load introduction device according to the invention an unfavorable one Setting behavior of a connecting element prevented. Furthermore, the Training of the insert made of a non-metallic material the realization of even complex geometries of the inserts easy way. Furthermore, by the present invention a flexible or targeted formation of load paths in the structural part be provided, d. H. the load introduction can be controlled selectively or distributed.

Bei einer Ausführung des Strukturteils mit mindestens einem ersten Faserverbundteil und mindestens einem zweiten Faserverbundteil, ist das mindestens eine Einlegeteil beispielsweise im Strukturteil angeordnet und bildet den Lastpfad zwischen den Faserverbundteilen aus.at an execution the structural part with at least one first fiber composite part and at least one second fiber composite part, which is at least one Insertion arranged, for example, in the structural part and forms the load path between the fiber composite parts.

In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lasteinleitungseinrichtung ist mindestens ein Einsatz aus Metall in das Einlegeteil integriert. Bevorzugt weist der mindestens eine Einsatz eine Gewindebohrung auf. In vorteilhafter Weise eignet sich der Metalleinsatz zum Einbringen einer Bohrung bzw. eines Gewindes, ohne, dass dies zu einer Materialschwächung des Metalleinsatzes bzw. zu einer Störung des Faserverlaufes des Einlegeteiles und damit zu einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Strukturteils führt. Hierdurch ergibt sich insbesondere eine optimale Lastaufnahme in das Strukturteil.In an embodiment of the load introduction device according to the invention at least one insert made of metal is integrated in the insert. Preferably, the at least one insert has a threaded bore. Advantageously, the metal is suitable Insert for introducing a bore or a thread, without that this leads to a material weakening of the metal insert or to a disturbance of the fiber flow of the insert and thus to a deterioration of the mechanical properties of the structural part. This results in particular in an optimum load absorption in the structural part.

In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lasteinleitungseinrichtung weist der mindestens eine Einsatz mindestens eine Hinterschneidung auf. In vorteilhafter Weise verhindert die Hinterschneidung, dass sich der Einsatz aus dem Einlegeteil herausarbeiten kann. Bevorzugt verläuft die Hinterschneidung in radialer Richtung, so dass der Einsatz gegen ein Herausbewegen aus dem Einlegeteil in Richtung der Hochachse bzw. in Richtung der Lasteinwirkung gesichert ist.In further embodiment of the load introduction device according to the invention the at least one insert has at least one undercut. Advantageously, the undercut prevents that the insert can work out of the insert. Preferably, the runs Undercut in the radial direction, so that the use against a move out of the insert in the direction of the vertical axis or secured in the direction of the load.

Vorzugsweise ist das mindestens eine Einlegeteil durch Verkleben und/oder mechanisches Fügen mit dem Strukturteil verbindbar. Somit ist eine Verbindung der Bauteile mit einfachen und kostengünstigen Mitteln realisierbar.Preferably this is at least one insert by gluing and / or mechanical Joining with connectable to the structural part. Thus, a connection of the components with simple and inexpensive Means feasible.

Eine bevorzugte Realisierung der erfindungsgemäßen Lasteinleitungseinrichtung sieht vor, dass die Faserverbundteile und/oder das Einlegeteil zumindest teilweise aus mindestens einem Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff bestehen. Da Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffe in der Regel hohe spezifische Steifigkeiten und Festigkeiten aufweisen, eignen sie sich in vorteilhafter Weise für Strukturteile in Leichtbauweise.A preferred realization of the load introduction device according to the invention provides that the fiber composite parts and / or the insert at least partially made of at least one fiber-plastic composite material consist. Because fiber-plastic composites usually have high specific stiffness and strength, are suitable They are advantageous for structural parts in lightweight construction.

In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lasteinleitungseinrichtung ist vorgesehen, dass die Faserverbundteile aus CFK und das mindestens eine Einlegeteil aus CFK-SMC bestehen. In vorteilhafter Weise ergibt sich hierdurch ein besonders leichtes Strukturteil mit hoher gewichtsspezifischer Festigkeit und Steifigkeit.In an embodiment of the load introduction device according to the invention It is envisaged that the fiber composite parts made of CFRP and the at least one Insert made of CFK-SMC consist. Advantageously, this results in a particularly light Structural part with high weight-specific strength and rigidity.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lasteinleitungseinrichtung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Einlegeteil bei der Herstellung des Strukturteils durch einen Harzinjektionsprozess oder durch Pressen in das Strukturteil einbringbar ist.In a further embodiment of the load introduction device according to the invention it is provided that the at least one insert during manufacture of the structural part by a resin injection process or by pressing can be introduced into the structural part.

Bevorzugt kann hierdurch das Einlegeteil bereits bei der Herstellung des Strukturteils in das Strukturteil eingebracht werden, so dass weitere, kostenverursachende Fertigungsschritte unterbleiben können.Prefers This allows the insert already in the production of the structural part be introduced into the structural part, so that more cost-causing Manufacturing steps can be omitted.

Bevorzugt bildet das erste Faserverbundteil den äußeren Teilbereich und das zweite Faserverbundteil den inneren Teilbereich des Strukturteils. Vorzugsweise kann sich hierdurch der Lastpfad von dem äußeren Faserverbundteil in das innere Faserverbundteil erstrecken, so dass von außen auf das Strukturteil einwirkende Lasten besser in das Strukturteil eingeleitet und im Strukturteil verteilt werden können.Prefers the first fiber composite part forms the outer portion and the second Fiber composite part of the inner portion of the structural part. Preferably This can be the load path of the outer fiber composite part in the Inner fiber composite part extend, allowing from the outside up the structural part acting loads better introduced into the structural part and can be distributed in the structural part.

Vorzugsweise weist ein Strukturteil eines Fahrzeugs mindestens eine erfindungsgemäße Lasteinleitungseinrichtung auf.Preferably For example, a structural part of a vehicle has at least one load introduction device according to the invention on.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.advantageous embodiments The invention is illustrated in the drawings and will be described below described.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 einen schematischen Querschnitt durch ein Strukturteil mit erfindungsgemäßen Lasteinleitungseinrichtungen, welche Einlegeteile in einer ersten Ausführungsform umfassen, 1 a schematic cross section through a structural part with load introduction devices according to the invention, which comprise inserts in a first embodiment,

2 eine perspektivische Darstellung eines Einlegeteiles in einer zweiten Ausführungsform, und 2 a perspective view of an insert in a second embodiment, and

3 eine perspektivische Darstellung eines Einlegeteiles in einer dritten Ausführungsform. 3 a perspective view of an insert in a third embodiment.

1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Strukturteil 12 mit erfindungsgemäßen Lasteinleitungseinrichtungen 10. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Strukturteil 12 um ein Karosseriebauteil eines Fahrzeugs. Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise um einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder einen Omnibus handeln. 1 shows a schematic cross section through a structural part 12 with load introduction devices according to the invention 10 , In the present embodiment, the structural part is 12 around a bodywork component of a vehicle. The vehicle may be, for example, a passenger car, a truck or a bus.

Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst das Strukturteil 12 mindestens ein erstes Faserverbundteil 12a und mindestens ein zweites Faserverbundteil 12b. Faserverbundwerk stoffe bzw. Faserverbundmaterialien sind im Stand der Technik hinreichend bekannt. Sie umfassen üblicherweise eine Matrix, die durch ein Fasermaterial verstärkt ist.How out 1 is apparent, comprises the structural part 12 at least one first fiber composite part 12a and at least one second fiber composite part 12b , Fiber composite materials or fiber composite materials are well known in the art. They usually comprise a matrix which is reinforced by a fiber material.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bestehen die Faserverbundteile 12a, 12b zumindest teilweise aus mindestens einem Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff. Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffe umfassen in der Regel eine Kunststoffmatrix, die beispielsweise Duroplaste oder Thermoplaste aufweist, die durch ein Fasermaterial, beispielsweise Glasfasermaterial oder Kohlenstofffasermaterial, verstärkt ist. Zur Herstellung derartiger Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffe werden üblicherweise ungerichtete oder gerichtete Kurzfasern oder Langfasern, Faserstränge (Rovings), Fasermatten oder Faservliese verwendet, die zumindest teilweise von dem Matrixmaterial umgeben werden.In the present embodiment, the fiber composite parts exist 12a . 12b at least partially made of at least one fiber-plastic composite material. Fiber-plastic composites typically comprise a plastic matrix comprising, for example, thermosets or thermoplastics reinforced by a fibrous material, such as glass fiber material or carbon fiber material. For producing such fiber-plastic composite materials usually undirected or directed short fibers or long fibers, fiber strands (rovings), fiber mats or fiber webs are used, which are at least partially surrounded by the matrix material.

Zu den bekannten Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffen gehören beispielsweise glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK), polymerfaserverstärkte Kunststoffe (PFK) und kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK). Als Kunststoffmatrix werden hauptsächlich Duroplaste, wie beispielsweise ungesättigtes Polyesterharz (UP), Epoxidharz (EP), oder Thermoplaste verwendet. Als Verstärkungsfasern dienen insbesondere Glasfasern, Aramidfasern oder Kohlenstofffasern. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bestehen die Faserverbundteile 12a, 12b aus einem Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff, der kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK) aufweist.The known fiber-plastic composite materials include, for example, glass fiber reinforced plastics (GRP), polymer fiber reinforced plastics (PFK) and carbon fiber reinforced plastics (CFRP). Thermoplastics such as unsaturated polyester resin (UP), epoxy resin (EP), or thermoplastics are mainly used as plastic matrix. As reinforcing fibers are used in particular glass fibers, aramid fibers or carbon fibers. In the present embodiment, the fiber composite parts exist 12a . 12b made of a fiber-plastic composite material comprising carbon fiber reinforced plastic (CFRP).

Um eine Lasteinleitung in das Strukturteil 12 zu ermöglichen, ist in dem Strukturteil 12 mindestens eine Lasteinleitungseinrichtung 10 vorgesehen, die mindestens ein in dem Strukturteil 12 angeordnetes, auch Insert genanntes Einlegeteil 14 aufweist, welches einen Lastpfad bildet, der sich zwischen den Faserverbundteilen 12a, 12b erstreckt. In der Regel weist ein Strukturteil 12 mehrere Lasteinleitungseinrichtungen 10 auf, wobei in 1 zwei Lasteinleitungseinrichtungen 10 vorgesehen sind. Die Einlegeteile 14 können hierbei jeweils als separate Einzelteile oder als zusammenhängende Baueinheiten vorliegen. 1 zeigt zwei Lasteinleitungseinrichtungen 10, deren Einlegeteile 14 als zusammenhängende, über Eck gehende Baueinheit ausgeführt ist, d. h. die Einlegeteile 14 schließen einen Winkel ein.To load a load into the structural part 12 is possible in the structural part 12 at least one load introduction device 10 provided, the at least one in the structural part 12 arranged insert also called insert 14 which forms a load path extending between the fiber composite parts 12a . 12b extends. Usually has a structural part 12 several load introduction devices 10 on, in 1 two load introduction devices 10 are provided. The inserts 14 can each be present as separate items or as contiguous units. 1 shows two load introduction devices 10 , their inserts 14 is designed as a continuous, going over corner unit, ie the inserts 14 include an angle.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bildet das erste Faserverbundteil 12a den äußeren Teilbereich und das zweite Faserverbundteil 12b den inneren Teilbereich des Strukturteils 12. Vorzugsweise erstreckt sich der Lastpfad von dem äußeren Faserverbundteil 12a in das innere Faserverbundteil 12b.In the present embodiment, the first fiber composite part forms 12a the outer portion and the second fiber composite part 12b the inner portion of the structural part 12 , Preferably, the load path extends from the outer fiber composite part 12a in the inner fiber composite part 12b ,

Um eine Lasteinleitungseinrichtung 10 in ein Strukturteil 12 anzugeben, welche ohne Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften des Strukturteils 12 die Bildung mindestens eines definierten Lastpfades in dem Strukturteil 12 ermöglicht, besteht das mindestens eine Einlegeteil 14 aus einem nichtmetallischen Werkstoff. Bei einer alternativen nicht dargestellten Ausführungsform kann das Strukturteil nur ein Faserverbundteil umfassen, mit dem das mindestens eine Einlegeteil aus einem nichtmetallischen Werkstoff verbunden ist, in dem der Lastpfad für das Strukturteil ausbildet ist.To a load introduction device 10 in a structural part 12 specify which without affecting the mechanical properties of the structural part 12 the formation of at least one defined load path in the structural part 12 allows, there is at least one insert 14 made of a non-metallic material. In an alternative embodiment, not shown, the structural part may comprise only one fiber composite part, to which the at least one insert part is connected from a non-metallic material, in which the load path for the structural part is formed.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht das Einlegeteil 14 zumindest teilweise aus mindestens einem Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff. Vorzugsweise besteht das mindestens eine Einlegeteil 14 aus einem Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff, der kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK) und ein Sheet-Molding-Compound (SMC) aufweist. Bei einem Sheet-Molding-Compound wird aus einer teigartigen Pressmasse aus duroplastischen Reaktionsharzen und Glasfasern ein Faser-Kunststoff-Verbund hergestellt. Durch Mischen der Komponenten entsteht ein SMC-Halbzeug bzw. ein Faser-Matrix-Halbzeug, welches sich beispielsweise durch Pressen zum fertigen Strukturteil weiterverarbeiten lässt.In the present embodiment, the insert part 14 at least partially made of at least one fiber-plastic composite material. Preferably, this is at least one insert 14 of a fiber-plastic composite material comprising carbon fiber reinforced plastic (CFRP) and a sheet molding compound (SMC). In a sheet-molding compound, a fiber-plastic composite is produced from a dough-like molding compound of thermosetting reaction resins and glass fibers. By mixing the components, an SMC semifinished product or a fiber-matrix semifinished product is produced, which can be further processed for example by pressing to the finished structural part.

In vorteilhafter Weise ist das mindestens eine Einlegeteil 14 durch Verkleben und/oder mechanisches Fügen mit dem Strukturteil 12 verbindbar. In einer besonders vorteilhaften Alternative ist das mindestens eine Einlegeteil 14 gleich bei der Herstellung des Strukturteils 12 durch einen Harzinjektionsprozess oder beim Pressen des SMC-Halbzeugs in das Strukturteil 12 einbringbar. D. h. beim Pressen des SMC-Halbzeugs können beispielsweise bereits Einlegeteile 14 in die Pressform einlegt werden.This is advantageously at least one insert part 14 by gluing and / or mechanical joining with the structural part 12 connectable. In a particularly advantageous alternative, this is at least one insert 14 same in the manufacture of the structural part 12 by a Harzinjektionsprozess or when pressing the SMC semi-finished in the structural part 12 recoverable. Ie. when pressing the SMC semi-finished example, for example, inserts 14 be inserted into the mold.

In vorteilhafter Weise ist in das Einlegeteil 14 mindestens ein Einsatz 16 aus Metall integriert. Zur sicheren Selbsthemmung des vorzugsweise zylinderförmigen Einsatzes 16 im Einlegeteil 14 in Richtung einer Hochachse 22, d. h. in Richtung der Lasteinwirkung weist der mindestens eine Einsatz 16 mindestens eine Hinterschneidung 18 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der zylinderförmige Einsatz 16 mehrere Hinterschneidungen 18 auf, welche als radial nach außen stehende Nasen ausgebildet sind.Advantageously, in the insert 14 at least one use 16 made of metal. For safe self-locking of the preferably cylindrical insert 16 in the insert 14 in the direction of a vertical axis 22 , ie in the direction of the load, the at least one insert 16 at least one undercut 18 on. In the present embodiment, the cylindrical insert 16 several undercuts 18 on, which are designed as radially outwardly projecting lugs.

Zur Aufnahme eines Verbindungselementes, vorzugsweise einer Schraube 24, weist der mindestens eine Einsatz 16 eine Gewindebohrung 20 auf, die mit einer zum Durchstecken einer Schraube 24 vorgesehenen Öffnung 26 im Strukturteil 12 fluchtet. Auf dem Strukturteil 12 ist vorzugsweise eine Unterlegscheibe 28 mit einem Bund 28a angeord net, welcher in der Öffnung 26 des Strukturteils 12 aufgenommen ist, so dass die Unterlegscheibe 28 unverrückbar und flächig auf dem Strukturteil 12 aufliegt. Alternativ hierzu ist ein Verbindungselement 24a mit entsprechendem Bund vorgesehen. 1 zeigt die in die Gewindebohrung 20 eingedrehte Schraube 24, wobei sich der Bund 28a der Unterlegscheibe 28 auf dem Einlegeteil 14 und die Schraube 24 vorzugsweise über eine Scheibe 30 auf der Unterlegscheibe 28 abstützt.For receiving a connecting element, preferably a screw 24 , the at least one use 16 a threaded hole 20 on, with one for pushing through a screw 24 provided opening 26 in the structural part 12 flees. On the structural part 12 is preferably a washer 28 with a bunch 28a angeord net, which in the opening 26 of the structural part 12 is absorbed, leaving the washer 28 immovable and flat on the structural part 12 rests. Alternatively, a connecting element 24a provided with appropriate collar. 1 shows the in the threaded hole 20 screwed in screw 24 , whereby the federation 28a the washer 28 on the insert 14 and the screw 24 preferably over a disk 30 on the washer 28 supported.

In 1 ist das Einlegeteil 14 in einer ersten Ausführungsform dargestellt. Die 2 und 3 zeigen weitere Einlegeteile 14a, 14b mit unterschiedlichen Geometrien. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Einlegeteiles 14a in einer zweiten, geometrisch einfachen Ausführungsform mit einem Metalleinsatz 16a und 3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Einlegeteiles 14b in einer dritten, geometrisch aufwändigen Ausführungsform mit mehreren Metalleinsätzen 16b.In 1 is the insert part 14 shown in a first embodiment. The 2 and 3 show more inserts 14a . 14b with different geometries. 2 shows a perspective view of an insert 14a in a second, geometrically simple embodiment with a metal insert 16a and 3 shows a perspective view of an insert 14b in a third, geometrically complex embodiment with several metal inserts 16b ,

Obgleich die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. So ist die Erfindung beispielsweise nicht auf die angegebenen Werkstoffe beschränkt. Vielmehr sind diese beliebig austauschbar, sofern sie eine vergleichbare oder ähnliche Eigenschaft aufweisen, wenngleich aber die angegebenen Werkstoffe besonders vorteilhaft sind.Although the present invention above by way of a preferred Ausführungsbei is not limited to this, but can be modified in many ways. For example, the invention is not limited to the specified materials. Rather, these are arbitrarily interchangeable, provided they have a comparable or similar property, although the specified materials are particularly advantageous.

1010
LasteinleitungseinrichtungLoad transfer device
1212
Strukturbauteilstructural component
12a12a
Faserverbundteil (äußeres)Fiber composite part (Outer)
12b12b
Faserverbundteil (inneres)Fiber composite part (Inner)
1414
Einlegeteil (erste Ausführungsform)insert (first embodiment)
14a14a
Einlegeteil (zweite Ausführungsform)insert (second embodiment)
14b14b
Einlegeteil (dritte Ausführungsform)insert Third Embodiment
1616
Einsatz (erste Ausführungsform)commitment (first embodiment)
16a16a
Einsatz (zweite Ausführungsform)commitment (second embodiment)
16b16b
Einsatz (dritte Ausführungsform)commitment Third Embodiment
1818
Hinterschneidungundercut
2020
Gewindebohrungthreaded hole
2222
Hochachsevertical axis
2424
Verbindungselement (Schraube)connecting element (Screw)
24a24a
Verbindungselementconnecting element
2626
Öffnungopening
2828
Unterlegscheibewasher
28a28a
BundFederation
3030
Scheibedisc

Claims (12)

Lasteinleitungseinrichtung (10) in ein Strukturteil (12), das mindestens ein Faserverbundteil (12a, 12b) umfasst, mit mindestens einem mit dem Strukturteil (12) verbundenen Einlegeteil (14, 14a, 14b), welches einen Lastpfad ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Einlegeteil (14, 14a, 14b) aus einem nichtmetallischen Werkstoff besteht.Load introduction device ( 10 ) into a structural part ( 12 ), the at least one fiber composite part ( 12a . 12b ), with at least one with the structural part ( 12 ) associated insert ( 14 . 14a . 14b ), which forms a load path, characterized in that the at least one insert part ( 14 . 14a . 14b ) consists of a non-metallic material. Lasteinleitungseinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturteil (12) mindestens ein erstes Faserverbundteil (12a) und mindestens ein zweites Faserverbundteil (12b) umfasst, wobei das mindestens eine Einlegeteil (14, 14a, 14b) im Strukturteil (12) angeordnet ist und den Lastpfad zwischen den Faserverbundteilen (12a, 12b) ausbildet.Load introduction device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the structural part ( 12 ) at least one first fiber composite part ( 12a ) and at least one second fiber composite part ( 12b ), wherein the at least one insert part ( 14 . 14a . 14b ) in the structural part ( 12 ) and the load path between the fiber composite parts ( 12a . 12b ) trains. Lasteinleitungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Einsatz (16) aus Metall in das Einlegeteil (14, 14a, 14b) integriert ist.Load introduction device according to claim 1 or 2, characterized in that at least one insert ( 16 ) of metal in the insert ( 14 . 14a . 14b ) is integrated. Lasteinleitungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Einsatz (16) mindestens eine Hinterschneidung (18) aufweist.Load introduction device according to claim 3, characterized in that the at least one insert ( 16 ) at least one undercut ( 18 ) having. Lasteinleitungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Einsatz (16) eine Gewindebohrung (20) aufweist.Load introduction device according to claim 3 or 4, characterized in that the at least one insert ( 16 ) a threaded hole ( 20 ) having. Lasteinleitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Einlegeteil (14, 14a, 14b) durch Verkleben und/oder mechanisches Fügen mit dem Strukturteil (12) verbindbar ist.Load introduction device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one insert part ( 14 . 14a . 14b ) by gluing and / or mechanical joining with the structural part ( 12 ) is connectable. Lasteinleitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserverbundteile (12a, 12b) und/oder das Einlegeteil (14, 14a, 14b) zumindest teilweise aus mindestens einem Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff bestehen.Load introduction device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the fiber composite parts ( 12a . 12b ) and / or the insert ( 14 . 14a . 14b ) consist at least partially of at least one fiber-plastic composite material. Lasteinleitungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserverbundteile (12a, 12b) aus CFK und das mindestens eine Einlegeteil (14, 14a, 14b) aus CFK-SMC bestehen.Load introduction device according to claim 7, characterized in that the fiber composite parts ( 12a . 12b ) made of CFRP and the at least one insert ( 14 . 14a . 14b ) consist of CFK-SMC. Lasteinleitungseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Einlegeteil (14, 14a, 14b) bei der Herstellung des Strukturteils (12) durch einen Harzinjektionsprozess oder beim Pressen in das Strukturteil (12) einbringbar ist.Load introduction device according to claim 7 or 8, characterized in that the at least one insert part ( 14 . 14a . 14b ) in the production of the structural part ( 12 ) by a resin injection process or by pressing into the structural part ( 12 ) can be introduced. Lasteinleitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Faserverbundteil (12a) den äußeren Teilbereich und das zweite Faserverbundteil (12b) den inneren Teilbereich des Strukturteils (12) bildet.Load introduction device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the first fiber composite part ( 12a ) the outer portion and the second fiber composite part ( 12b ) the inner portion of the structural part ( 12 ). Lasteinleitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Lastpfad von dem äußeren Faserverbundteil (12a) in das innere Faserverbundteil (12b) erstreckt.Load introduction device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the load path of the outer fiber composite part ( 12a ) in the inner fiber composite part ( 12b ). Strukturteil eines Fahrzeugs mit mindestens einer Lasteinleitungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11.Structural part of a vehicle with at least one load introduction device ( 10 ) according to one of claims 1 to 11.
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