DE102009023032B4 - Fastening device for an existing of a fiber composite component of a motor vehicle - Google Patents

Fastening device for an existing of a fiber composite component of a motor vehicle Download PDF

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Abstract

Befestigungsvorrichtung für ein aus einem Faserverbundwerkstoff bestehendes Bauteil eines Kraftfahrzeugs, mit einem an dem Bauteil angebrachten ersten Verbindungselement, an welchem ein zweites Verbindungselement anbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungselement (3) mittels einer Klebeschicht (6) mit dem Bauteil (2) verbunden ist, und dass eine einen Formschluss zwischen dem ersten Verbindungselement (3) und dem Bauteil (2) herstellende Verdrehsicherung (7) zum Verhindern einer Verdrehung des ersten Verbindungselements (3) gegenüber dem Bauteil (2) vorgesehen ist.

Figure DE102009023032B4_0000
Fastening device for a component consisting of a fiber composite material of a motor vehicle, having a component attached to the first connecting element, to which a second connecting element is attachable, characterized in that the first connecting element (3) by means of an adhesive layer (6) with the component (2) is connected, and that a positive locking between the first connecting element (3) and the component (2) producing anti-rotation device (7) for preventing rotation of the first connecting element (3) relative to the component (2) is provided.
Figure DE102009023032B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung für ein aus einem Faserverbundwerkstoff bestehendes Bauteil eines Kraftfahrzeugs nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a fastening device for a component made of a fiber composite material of a motor vehicle according to the closer defined in the preamble of claim 1 Art.

Auf Grund Ihrer geringen Dichte bei gleichzeitig hoher Festigkeit werden Faserverbundwerkstoffe bzw. faserverstärkte Kunststoffe immer interessanter für den Automobilbau, insbesondere wenn sie als Karosserieteile eingesetzt werden, da hierbei im Gegensatz zu Fahrwerks- oder Motorbauteilen Metallwerkstoffe verhältnismäßig einfach durch Faserverbundwerkstoffe ersetzt werden können.Due to their low density combined with high strength fiber composites or fiber reinforced plastics are becoming increasingly interesting for the automotive industry, especially if they are used as body parts, since this in contrast to chassis or engine components metal materials can be relatively easily replaced by fiber composites.

Bei bekannten Karosseriebauteilen ist es häufig erforderlich, sogenannte Schweißbolzen zu setzen, um beispielsweise Befestigungsclips oder ähnliche Bauteile an der Karosserie anbringen zu können. Des weiteren ist es teilweise erforderlich, Muttern, Schrauben oder andere Verbindungselemente an einem Karosserieteil anzubringen, um andere Bauteile oder Aggregate mit dem Karosseriebauteil verbinden zu können. Wenn das Karosseriebauteil aus Stahl oder Aluminium besteht, können solche Verbindungselemente sehr schnell und kostengünstig beispielsweise durch Schweißen angebracht werden.In known body parts, it is often necessary to put so-called welding bolts, for example, to attach mounting clips or similar components to the body can. Furthermore, it is sometimes necessary to attach nuts, screws or other fasteners to a body panel to connect other components or aggregates to the body panel can. If the body component is made of steel or aluminum, such fasteners can be attached very quickly and inexpensively, for example, by welding.

Bei Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen ist ein Verbinden mittels Schweißen jedoch nicht möglich, vielmehr kann das Verbindungselement allenfalls durch Vernieten mit dem Bauteil verbunden werden, was jedoch einen sehr großen Aufwand erfordert und außerdem die Größe und somit auch den Platzbedarf und das Gewicht des Verbindungselements erheblich erhöht.In the case of components made of fiber composite materials, however, joining by means of welding is not possible; rather, the connecting element can possibly be connected to the component by riveting, which however requires a great deal of effort and also considerably increases the size and thus also the space requirement and the weight of the connecting element.

In der DE 10 2005 024 263 A1 ist eine Befestigungshülse beschrieben, die in einem Karosseriebodenteil eingegossen ist und an die ein Anbauteil befestigt wird. Die Befestigungshülse weist ein Innengewinde auf, über welches andere Bauteile an der Befestigungshülse befestigt werden können.In the DE 10 2005 024 263 A1 a fastening sleeve is described, which is cast in a body floor part and to which an attachment is attached. The fastening sleeve has an internal thread, via which other components can be fastened to the fastening sleeve.

Die DE 103 59 466 A1 beschreibt ein Verbindungselement zur Befestigung eines Funktionselements einer Fläche eines Fahrzeugteils mittels eines Strukturklebers.The DE 103 59 466 A1 describes a connecting element for fastening a functional element of a surface of a vehicle part by means of a structural adhesive.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Befestigungsvorrichtung für ein aus einem Faserverbundwerkstoff bestehendes Bauteil für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welche auf sehr einfache und sichere Weise an dem Bauteil angebracht werden kann.It is an object of the present invention to provide a fastening device for a fiber composite material component for a motor vehicle, which can be attached to the component in a very simple and secure manner.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features mentioned in claim 1.

Durch die erfindungsgemäße Klebeschicht, mittels welcher das Verbindungselement mit dem aus dem Faserverbundwerkstoff bestehenden Bauteil verbunden ist, ergibt sich eine sehr einfache Anbringung desselben an dem Bauteil, die mit geringem Aufwand und sehr kostengünstig realisiert werden kann.Due to the adhesive layer according to the invention, by means of which the connecting element is connected to the existing of the fiber composite component, results in a very simple attachment of the same to the component, which can be realized with little effort and very cost.

Eine Verdrehung des Verbindungselements gegenüber dem Bauteil wird erfindungsgemäß durch die einen Formschluss zwischen dem Verbindungselement und dem aus dem Faserverbundwerkstoff bestehenden Abschnitt herstellende Verdrehsicherung verhindert, welche die Lage des Verbindungselements gegenüber dem Abschnitt fixiert. Dadurch ergibt sich eine mit sehr geringem Aufwand realisierbare Möglichkeit zur Anbringung eines Verbindungselements an einem aus einem Faserverbundwerkstoff bestehenden Bauteil.A rotation of the connecting element relative to the component is prevented according to the invention by the one positive connection between the connecting element and the existing of the fiber composite material section producing anti-rotation, which fixes the position of the connecting element relative to the section. This results in a possibility that can be realized with very little effort for attaching a connecting element to a component made of a fiber composite material.

Eine sehr einfache Ausführungsform der Verdrehsicherung ergibt sich, wenn diese in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wenigstens zwei miteinander korrespondierende Flächen an dem Verbindungselement und dem Abschnitt aufweist.A very simple embodiment of the anti-rotation device is obtained if, in an advantageous development of the invention, it has at least two mutually corresponding surfaces on the connecting element and the section.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen. Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.Further advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the remaining dependent claims. Embodiments of the invention are shown in principle with reference to the drawings.

Es zeigt:

  • 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung;
  • 2 eine Ansicht gemäß dem Pfeil II aus 1;
  • 3 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung; und
  • 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV aus 3.
It shows:
  • 1 a first embodiment of the fastening device according to the invention;
  • 2 a view according to the arrow II 1 ;
  • 3 a second embodiment of the fastening device according to the invention; and
  • 4 a section along the line IV-IV 3 ,

1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Befestigungsvorrichtung 1 für ein nur teilweise dargestelltes, aus einem Faserverbundwerkstoff bzw. einem faserverstärkten Kunststoff, wie z.B. CFK, bestehendes Bauteil 2 eines Kraftfahrzeugs, wobei es sich insbesondere um ein Karosseriebauteil handelt. Die Befestigungsvorrichtung 1 weist ein erstes, an dem Bauteil 2 angebrachtes Verbindungselement 3 und ein zweites, mit dem ersten Verbindungselement 3 verbindbares Verbindungselement 4 auf. Im vorliegenden Fall ist das erste Verbindungselement 3 als Mutter und das zweite Verbindungselement 4 als Schraube ausgebildet, wobei sich im vorliegenden Fall zwischen der Schraube und dem Bauteil 2 bzw. der Mutter eine Unterlegscheibe 5 befindet. 1 shows a first embodiment of a fastening device 1 for a component only partially shown, from a fiber composite material or a fiber-reinforced plastic, such as CFRP, existing component 2 a motor vehicle, which is in particular a body component. The fastening device 1 has a first, on the component 2 attached connecting element 3 and a second, with the first connecting element 3 connectable connecting element 4 on. In the present case, the first connecting element 3 as a nut and the second connecting element 4 designed as a screw, which in the present case between the screw and the component 2 or the mother a washer 5 located.

Um eine einfache und sichere Anbringung des ersten Verbindungselements 3 an dem Bauteil 2 zu ermöglichen, ist das erste Verbindungselement 3 mittels einer Klebeschicht 6 an dem Bauteil 2 angebracht. Die Klebeschicht 6 kann beispielsweise durch ein doppelseitiges Klebeband oder durch ein flüssiges oder pastöses Klebemittel gebildet sein.For a simple and secure attachment of the first connecting element 3 on the component 2 to enable is the first connection element 3 by means of an adhesive layer 6 on the component 2 appropriate. The adhesive layer 6 may be formed for example by a double-sided adhesive tape or by a liquid or pasty adhesive.

Des weiteren weist die Befestigungsvorrichtung 1 eine Verdrehsicherung 7 auf, welche einen Formschluss zwischen dem ersten Verbindungselement 3 und dem Bauteil 2 herstellt, um eine Verdrehung des ersten Verbindungselements 3 gegenüber dem Bauteil 2 zu verhindern. Die Verdrehsicherung 7 weist dabei zwei miteinander korrespondierende Flächen 8 und 9 an dem ersten Verbindungselement 3 und an dem Bauteil 2 auf, wobei die Fläche 8 dem Bauteil 2 und die Fläche 9 dem ersten Verbindungselement 3 zugeordnet ist. Hierbei handelt es sich bei der Ausführungsform gemäß 2 um zwei im Wesentlichen gerade, zueinander parallele Flächen 8 und 9, wie auch der Ansicht gemäß 2 zu entnehmen ist. Des weiteren weist die Verdrehsicherung 7 im vorliegenden Fall zwei Vorsprünge 10 an dem Bauteil 2 auf, die die Fläche 8 aufweisen. Die beiderseits des ersten Verbindungselements 3 vorgesehenen Vorsprünge 10 sind im vorliegenden Fall durch eine Harztasche gebildet, welche wiederum durch eine Vertiefung in dem zur Herstellung des Bauteils 2 verwendeten Werkzeug erzeugt wird.Furthermore, the fastening device 1 an anti-twist device 7 on which a positive connection between the first connecting element 3 and the component 2 to a rotation of the first connecting element 3 opposite the component 2 to prevent. The anti-twist device 7 has two corresponding surfaces 8th and 9 on the first connection element 3 and on the component 2 on, taking the area 8th the component 2 and the area 9 associated with the first connection element 3. These are in the embodiment according to 2 around two substantially straight, mutually parallel surfaces 8th and 9 , as well as according to the view 2 can be seen. Furthermore, the anti-rotation device 7 in the present case has two projections 10 on the component 2 on that the area 8th exhibit. The two sides of the first connecting element 3 provided projections 10 are formed in the present case by a resin pouch, which in turn through a recess in the for the manufacture of the component 2 used tool is generated.

Um eine gewisse Zentrierung des ersten Verbindungselements 3 gegenüber dem Bauteil 2 zu erreichen, weist dasselbe einen Vorsprung 11 auf, der in eine Bohrung 12 des Bauteils 2 eingreift.To a certain centering of the first connecting element 3 to achieve the component 2, it has a projection 11 up into a hole 12 of the component 2 intervenes.

Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform der Befestigungsvorrichtung 1 handelt es sich bei dem ersten, an dem Bauteil 2 mittels der Klebeschicht 6 angebrachten Verbindungselement 3 um eine Schraube, wohingegen das zweite Verbindungselement 4 in diesem Fall als Mutter ausgebildet ist. Auch hierbei ist zwischen dem zweiten Verbindungselement 4 und dem Bauteil 2 die Unterlegscheibe 5 angeordnet. Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß der 1 und 2 sind die miteinander korrespondierenden Flächen 8 und 9 jedoch dadurch gebildet, dass die Bohrung 12 in dem Bauteil 2 unrund ausgeführt ist und dass das erste Verbindungselement 3 einen entsprechend komplementären, d.h. ebenfalls unrunden Querschnitt aufweist, was in der Darstellung gemäß 4 deutlicher zu erkennen ist. Auch bei der Ausführungsform der Befestigungsvorrichtung 1 gemäß der 3 und 4 kann die Klebeschicht 6 durch ein doppelseitiges Klebeband oder ein flüssiges oder pastöses Klebemittel gebildet sein.At the in 3 illustrated embodiment of the fastening device 1 it is the first, on the component 2 by means of the adhesive layer 6 attached connecting element 3 by a screw, whereas the second connecting element 4 is formed in this case as a nut. Here, too, is between the second connecting element 4 and the component 2 the washer 5 arranged. In contrast to the embodiment according to the 1 and 2 are the corresponding surfaces 8th and 9 However, formed by the fact that the bore 12 in the component 2 is performed out of round and that the first connecting element 3 has a correspondingly complementary, ie also non-circular cross-section, which in the illustration according to 4 can be seen more clearly. Also in the embodiment of the fastening device 1 according to the 3 and 4 can the adhesive layer 6 be formed by a double-sided adhesive tape or a liquid or pasty adhesive.

Prinzipiell ist die Ausgestaltung der Verdrehsicherung 7 bei den beschriebenen Ausführungsformen der Befestigungsvorrichtung 1 auch gegeneinander austauschbar, wobei insbesondere auch der in der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform vorgesehene Vorsprung 10 des Bauteils 2 bei der in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsform einsetzbar ist.In principle, the embodiment of the rotation 7 in the described embodiments of the fastening device 1 also interchangeable, in particular also in the in the 1 and 2 illustrated embodiment provided projection 10 of the component 2 at the in the 3 and 4 illustrated embodiment is used.

Durch die beschriebene Befestigungsvorrichtung ergibt sich also eine sehr einfache Möglichkeit, eine Schraube oder eine Mutter an einem aus einem Faserverbundwerkstoff bestehenden Bauteil eines Kraftfahrzeugs anzubringen, wobei gegebenenfalls auch andersartige Verbindungselemente eingesetzt werden können.The fastening device described thus results in a very simple way to attach a screw or a nut to a component made of a fiber composite material of a motor vehicle, wherein optionally also different types of connecting elements can be used.

Claims (10)

Befestigungsvorrichtung für ein aus einem Faserverbundwerkstoff bestehendes Bauteil eines Kraftfahrzeugs, mit einem an dem Bauteil angebrachten ersten Verbindungselement, an welchem ein zweites Verbindungselement anbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungselement (3) mittels einer Klebeschicht (6) mit dem Bauteil (2) verbunden ist, und dass eine einen Formschluss zwischen dem ersten Verbindungselement (3) und dem Bauteil (2) herstellende Verdrehsicherung (7) zum Verhindern einer Verdrehung des ersten Verbindungselements (3) gegenüber dem Bauteil (2) vorgesehen ist.Fastening device for a component consisting of a fiber composite material of a motor vehicle, having a component attached to the first connecting element, to which a second connecting element is attachable, characterized in that the first connecting element (3) by means of an adhesive layer (6) with the component (2) is connected, and that a positive locking between the first connecting element (3) and the component (2) producing anti-rotation device (7) for preventing rotation of the first connecting element (3) relative to the component (2) is provided. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung (7) wenigstens zwei miteinander korrespondierende Flächen (8,9) an dem ersten Verbindungselement (3) und dem Bauteil (2) aufweist.Fastening device according to Claim 1 , characterized in that the anti-rotation device (7) has at least two mutually corresponding surfaces (8,9) on the first connecting element (3) and the component (2). Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander korrespondierenden Flächen (8,9) zwei im Wesentlichen gerade, parallel zueinander verlaufende Flächen (8,9) sind.Fastening device according to Claim 2 , characterized in that the mutually corresponding surfaces (8,9) are two substantially straight, mutually parallel surfaces (8,9). Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander korrespondierenden Flächen (8,9) durch eine unrunde Bohrung (12) in dem Bauteil (2) und einen komplementären Querschnitt an dem ersten Verbindungselement (3) gebildet ist.Fastening device according to Claim 2 , characterized in that the mutually corresponding surfaces (8,9) by a non-circular bore (12) in the component (2) and a complementary cross-section on the first connecting element (3) is formed. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung (7) wenigstens einen Vorsprung (10) an dem Bauteil (2) aufweist.Fastening device according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the anti-rotation device (7) has at least one projection (10) on the component (2). Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Vorsprung (10) durch eine Harztasche gebildet ist.Fastening device according to Claim 5 , characterized in that the at least one projection (10) is formed by a resin pocket. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungselement (3) als Schraube oder Mutter ausgebildet ist.Fastening device according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that the first connecting element (3) is designed as a screw or nut. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungselement (3) einen Vorsprung (11) aufweist, der in eine Bohrung (12) in dem Bauteil (2) eingreift.Fastening device according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the first connecting element (3) has a projection (11) which engages in a bore (12) in the component (2). Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht (6) durch ein doppelseitiges Klebeband gebildet ist.Fastening device according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that the adhesive layer (6) is formed by a double-sided adhesive tape. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht (6) durch ein flüssiges oder pastöses Klebemittel gebildet ist.Fastening device according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that the adhesive layer (6) is formed by a liquid or pasty adhesive.
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