DE102011122449A1 - Composite component for motor car, has socket gap that is filled with adhesive material such that through-hole input portion is sealed by adhesive material between insert and main portions against ingress of environmental influences - Google Patents

Composite component for motor car, has socket gap that is filled with adhesive material such that through-hole input portion is sealed by adhesive material between insert and main portions against ingress of environmental influences Download PDF

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Sascha Dietz
Markus Mößle
Steffen Lickteig
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Abstract

The composite component (1) has a socket gap (19) formed between an inner wall (9) of a through-hole (5) and an exterior wall (17) of a socket element (15). A reservoir region (21) is provided between a support ring-side input portion (7) and a support ring-side output portion (8) of through-hole. The socket gap is filled with adhesive material (10) such as epoxy resin material. The support ring-side input portion is sealed by the adhesive material between an insert portion (11) and a main portion (3) against the ingress of environmental influences.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauteil, insbesondere ein Faserverbundbauteil für ein Kraftfahrzeug, mit einem flächigen Körper aus einem Faserverbundwerkstoff, insbesondere aus faserverstärktem Kunststoff, und einem in eine Durchgangsöffnung dieses Körpers mit Klebstoff eingesetzten Einsatz zum Durchführen oder Befestigen von Verbindungselementen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a component, in particular a fiber composite component for a motor vehicle, having a planar body of a fiber composite material, in particular of fiber-reinforced plastic, and an insert inserted into a passage opening of this body with adhesive for passing or attaching connecting elements according to the preamble of claim 1.

Weiterhin betrifft die Erfindung einen Einsatz für die Durchführung oder das Befestigen von Verbindungselementen zum Einkleben in eine Durchgangsöffnung eines Körpers nach Anspruch 9.Furthermore, the invention relates to an insert for the implementation or fastening of fasteners for gluing into a through hole of a body according to claim 9.

Ein derartiger Einsatz, der den Zusammenbau von Leichtbauplatten ermöglicht, ist z. B., aus der DE 8701020 U1 bekannt. Dabei wird mit Hilfe einer Vorrichtung eine Buchse in eine Bohrung einer Leichtbauplatte eingesetzt und anschließend vergossen.Such an insert, which allows the assembly of lightweight panels is z. B., from the DE 8701020 U1 known. In this case, a bushing is inserted into a bore of a lightweight board with the aid of a device and then shed.

Diese Art des Buchseneinsatzes bietet zwar eine gute Verbindung von Schichten einer Leichtbauplatte, jedoch ist sie nicht geeignet zum Einleiten von höheren Kräften, im Besonderen Scher-/Zugkräften, in die Leichtbauplatte. Insbesondere im Kraftfahrzeugbau wird beim Einsatz von Leichtbauteilen und deren Verbindungen aber erwartet, dass an den Verbindungsstellen größere Kräfte aufgenommen und eingeleitet werden können. Daher ist diese Art der Buchse für diese Anwendung nicht geeignet.Although this type of female insert provides a good bond between layers of a lightweight board, it is not suitable for introducing higher forces, in particular shear / tensile forces, into the lightweight board. In particular, in the automotive industry but when using lightweight components and their compounds but expected that larger forces can be absorbed and initiated at the joints. Therefore, this type of socket is not suitable for this application.

Derzeit kommen als Leichtbauplatten immer häufiger faserverstärkte, insbesondere kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffplatten zum Einsatz. Besondere Bedeutung haben der Schutz und die elektrische Isolation der durch eine Verbindungsbohrung freigelegten Fasern gegen eindringende Medien und gegen Kontakt mit Materialien anderer elektrischer Potentiale. Bei einem einfachen Vergießen einer Buchse besteht die Gefahr, nicht alle freiliegenden Fasern isolieren zu können, z. B. durch zu enge Spalte, nicht zentrierte Buchsen, Lufteinschlüsse, zu zähe Vergussmasse, etc. Auch daher ist die in dem Gebrauchsmuster beschriebene Buchse mit dem entsprechenden Verfahren und der Vorrichtung beim Einsatz von Faserverbundwerkstoffen als Leichtbauplatte nicht zur Verwendung geeignet.Currently come as lightweight panels more and more frequently fiber-reinforced, in particular carbon fiber reinforced plastic panels used. Of particular importance are the protection and the electrical insulation of the fibers exposed by a connection bore against penetrating media and against contact with materials of other electrical potentials. In a simple potting a socket there is a risk not to be able to isolate all exposed fibers, z. B. too narrow column, not centered sockets, trapped air, too tough potting compound, etc. Also, therefore, the bush described in the utility model with the corresponding method and apparatus when using fiber composites as a lightweight board is not suitable for use.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bauteil zur Verfügung zu stellen, welches ein Durchführen von krafteinleitungsarmen Verbindungselementen, Schläuchen, Kabeln u. ä. und/oder ein Befestigen von krafteinleitenden Verbindungselementen ermöglicht, wobei das Bauteil zur langfristigen Erfüllung dieser Aufgabe vor umweltbedingter Korrosion und elektrischer Kontaktkorrosion zumindest im funktionserfüllenden Bereich geschützt sein soll.It is therefore an object of the present invention to provide a component, which is a performing low-force connection elements, hoses, cables u. Ä. And / or a fastening of force-introducing connecting elements allows, the component to be long-term fulfillment of this task from environmental corrosion and electrical contact corrosion to be protected at least in functional areas.

Diese Aufgabe wird durch ein Bauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Einsatz mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a component having the features of patent claim 1 and by an insert having the features of patent claim 9. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Bauteil umfasst einen flächigen Körper, insbesondere aus einem faserverstärkten Kunststoff, mit einer Durchgangsöffnung, in die ein Einsatz eingeklebt ist. Dieser Einsatz besitzt einen auf dem Körper aufliegenden Tragring und ein in die Durchgangsöffnung eindringendes Buchsenelement. Zwischen einer Innenwand der Durchgangsöffnung und einer Außenwand des Buchsenelements ist ein Buchsenspalt gebildet, der in einem Reservoirbereich zwischen tragringseitigem Eingang der Durchgangsöffnung und tragringfernem Ausgang der Durchgangsöffnung breiter ist als in einem dem Ausgang näheren Ausgangsbereich. Der Buchsenspalt ist im Ausgangsbereich umlaufend mit Klebstoff gefüllt. Der tragringseitige Eingang der Durchgangsöffnung ist gegen ein Eindringen von Umwelteinflüssen oder den Kontakt zwischen Einsatz und Körper mit Klebstoff abgedichtet und isoliert.The component according to the invention comprises a flat body, in particular of a fiber-reinforced plastic, with a passage opening into which an insert is glued. This insert has a resting on the body support ring and a penetrating into the through hole bushing element. Between an inner wall of the passage opening and an outer wall of the sleeve member, a Buchsenspalt is formed, which is wider in a reservoir area between tragringseitigem input of the through hole and Tragringfernem output of the through hole as in an output closer to the output area. The Buchsenspalt is filled circumferentially with adhesive in the output area. The support ring-side entrance of the passage opening is sealed against ingress of environmental influences or the contact between insert and body with adhesive and insulated.

Bei einer derartigen Verstärkung der Durchgangsöffnung des Körpers ist ein Durchführen von strangförmigen Elementen garantiert. Darüber hinaus kann über den mit dem Körper verklebten Tragring Krafteinleitung ins Bauteil erfolgen durch durchgeführte oder befestigte Verbindungselemente. Die spezielle Geometrie des Einsatzes, insbesondere der Tragring, hat die Wirkung, den im Buchsenspalt applizierten überschüssigen oder über die Durchgangsöffnung überstehenden Klebstoff durch seine reservoirbegrenzende Eigenschaft sowohl in Richtung äußerem Tragringradius als auch in Richtung Durchgangsöffnungsausgang herauszupressen. Der überschüssige Klebstoffanteil ergibt sich durch größeres Volumen des aufgetragenen oder eingebrachten Klebstoffs als im Reservoirbereich an Volumen zur Verfügung steht. Das Volumen des Reservoirbereichs ist nach dem Einführen des Einsatzes in die Durchgangsöffnung fixiert. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird ein vorapplizierter Klebstoffüberschuss beim Einführen des Einsatzes zunächst in Richtung Tragring und Eingangsseite gedrückt. Die flächige Tragringgeometrie sorgt anschließend durch den Druck auf diesen Überschuss dafür, dass der Klebstoff wieder in Richtung Reservoirbereich gedrückt wird. Da dort kein füllbares Volumen mehr vorhanden ist verteilt sich der Überschuss durch die flächige Geometrie des Tragrings zwischen Tragring und Körperoberfläche und quillt ggf. darüber hinaus am Tragringaussendurchmesser hervor. Der Tragring ist dadurch mit der Körperoberfläche verbunden, und die Durchgangsöffnung ist an Ein- und Ausgang dicht mit Klebstoff verschlossen. Bei weiteren Ausführungsformen mit nachträglich appliziertem oder aktiviertem Klebstoff wirkt der Tragring wie eine Art Deckel und sorgt dabei ebenso für ein ein- und ausgangsseitig dichtes Verklebungsergebnis. Diese ein- und ausgangsseitige Klebstoffabdichtung der Durchgangsöffnung bietet den erforderlichen Schutz gegen Korrosion, um die Dauerhaltbarkeit der Verbindung als eine wesentliche Eigenschaft und Verbesserung gegenüber bisherigen Lösungen zu sichern.With such a reinforcement of the passage opening of the body, a passage of strand-like elements is guaranteed. In addition, force can be introduced into the component via the bonded to the body support ring by running or fastened fasteners. The special geometry of the insert, in particular the support ring, has the effect of pressing out the excess adhesive applied in the female nip or over the passage opening by its reservoir-limiting property both in the direction of the outer support ring radius and in the direction of the passage opening exit. The excess adhesive content results from the larger volume of applied or incorporated adhesive than is available in the reservoir area in volume. The volume of the reservoir area is fixed after insertion of the insert into the passage opening. In an advantageous embodiment, a pre-applied excess of adhesive during insertion of the insert is first pressed in the direction of the support ring and the input side. The flat support ring geometry then ensures that the adhesive is pushed back towards the reservoir area by the pressure on this excess. Since there is no more fillable volume there, the excess is distributed through the flat geometry of the support ring between the support ring and the body surface and swells out possibly beyond the support ring outside diameter. Of the Supporting ring is thereby connected to the body surface, and the passage opening is sealed at the inlet and outlet sealed with adhesive. In further embodiments with subsequently applied or activated adhesive, the support ring acts as a kind of cover and also ensures an inlet and outlet side dense Verklebungsergebnis. This entry-side and exit-side adhesive seal of the through-hole provides the necessary protection against corrosion to ensure the durability of the connection as an essential feature and improvement over previous solutions.

Darüber hinaus ist der verklebte Tragring das Element des Einsatzes, welches es ermöglicht, Kräfte ideal über Scherwirkung in den meist faserverstärkten Körper und damit ins Bauteil einzuleiten. Faserverstärkte Körper benötigen eine große Fläche zur Einleitung von Kräften. Bei zu kleinen Flächen besteht große Neigung zum Kriechen des Matrixwerkstoffs, was häufig zum Versagen des Bauteils führt. Die Gesamtgeometrie aus Tragring und Buchsenform ist somit die Lösung für die Aufgabe der korrosionssicheren Verklebung als auch der Funktionserfüllung hinsichtlich Durchführung und Befestigung von Verbindungselementen – sowie der damit verbundenen Krafteinleitung. Gleichzeitig führt aber diese Geometrie wieder zur für das Einleiten der Kräfte über den Tragring erforderlichen Verklebung. Somit beeinflusst die zur Krafteinleitung gefundene Lösung der Tragringsgeometrie die Verklebungsqualität, die für die Aufgabenlösung Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist. Die für die Korrosionsbeständigkeit erforderliche dichte Verklebung beeinflusst ihrerseits wieder das Thema Krafteinleitung über den Tragring positiv. Die erfindungsgemäße Lösung ist in der Kombination ihrer Einzelmerkmale also untrennbar miteinander verbunden.In addition, the bonded support ring is the element of the insert, which makes it possible to initiate forces ideal shear through the most fiber-reinforced body and thus into the component. Fiber-reinforced bodies require a large area for the introduction of forces. If the area is too small, there is a high tendency for the matrix material to creep, which often leads to failure of the component. The overall geometry of the support ring and bushing form is thus the solution for the task of corrosion-resistant bonding as well as the functional performance in terms of implementation and attachment of fasteners - and the associated force application. At the same time, however, this geometry again leads to the bonding required for the introduction of forces via the support ring. Thus, the solution of the support ring geometry found for the introduction of force influences the bonding quality required for the problem solving corrosion resistance. The dense bonding required for corrosion resistance, in turn, positively influences the subject of force introduction via the support ring. The solution according to the invention is thus inseparably linked in the combination of its individual features.

Besonders vorteilhaft ist, wenn der Buchsenspalt im tragringseitigen Eingang der Durchgangsöffnung ringförmig mit Klebstoff gefüllt ist. Dadurch wird sicher gestellt, dass an die eventuell in der Durchgangsöffnung offen liegenden Fasern keine Umwelteinflüsse dringen können.It is particularly advantageous if the Buchsenspalt is filled annularly in the bearing ring side entrance of the passage opening with adhesive. This ensures that no environmental influences can penetrate the fibers which may be exposed in the passage opening.

Für einen über die Innenfläche der Durchgangsöffnung durchgängigen Korrosionsschutz ist es vorteilhaft, wenn der Buchsenspalt vollständig mit Klebstoff gefüllt ist. Der Klebstoff wirkt isolierend zwischen eventuell unterschiedlichen Potentialen von in der Wand der Durchgangsöffnung freiliegenden Fasern einerseits und dem Material des Einsatzes andererseits. Darüber hinaus unterlägen von Klebstoffringen eingeschlossene Hohlräume zwischen Durchgangsöffnung und Einsatz der Unbestimmtheit in Bezug auf Feuchtigkeit oder Fremdstoffen, die in diesen Hohlräumen eventuell eingeschlossen wurden. Das kann während des Betriebes zu feuchtigkeitsbedingter Korrosion oder chemischmechanischer Korrosion führen. Das Entstehen dieser unbestimmten Kavitäten wird durch die spezielle Buchsengeometrie, der passgenauen Bohrung als Durchgangsöffnung und einer geometrie- und verklebungsverfahrensgemäßen Füllung und Überfüllung des Reservoirbereichs mit Klebstoff vermieden. Zum Verteilen des Klebstoffs sowohl in den schmalen Spalt am Ausgangsbereich der Durchgangsöffnung als auch am Eingangsbereich wird das Prinzip der Überfüllung eines Reservoirs genutzt. Diese Überfüllung kann erreicht werden,

  • – mechanisch kombiniert: durch Verringerung des Reservoirvolumens beim Einschieben des Einsatzes in die Durchgangsöffnung und einer entsprechenden Buchsen-/Tragringsgeometrie mit vorappliziertem Klebstoff,
  • – chemisch und/oder thermisch durch aktivierbaren vorapplizierten Klebstoff oder
  • – mechanisch addiert: durch einen nach dem Einfügen des Einsatzes applizierten Klebstoff, der über eine Zugangsöffnung mit Druck in die Spalte eingepresst wird und bei Überfüllung der größeren Spalte durch die entstehende Druckerhöhung bei weiterem Einpressen des Klebstoffs auch in die schmalsten Spalte bis zur Entlastung beim Austreten gepresst wird, wobei dieser Effekt durch geringe Kohäsionskräfte im Klebstoff und hohe Adhäsionskräfte und Kapillarwirkung unterstützt werden kann.
For a continuous over the inner surface of the passage opening corrosion protection, it is advantageous if the Buchsenspalt is completely filled with adhesive. The adhesive has an insulating effect between possibly different potentials of fibers exposed in the wall of the passage opening on the one hand and the material of the insert on the other hand. In addition, adhesive rings would have trapped voids between the through-hole and use of indeterminacy with respect to moisture or foreign matter that might have been trapped in these voids. This can lead to moisture-related corrosion or chemical-mechanical corrosion during operation. The emergence of these indeterminate cavities is avoided by the special bushing geometry, the accurate bore as a through hole and a geometry and bonding process compliant filling and overfilling of the reservoir area with adhesive. To distribute the adhesive in both the narrow gap at the exit area of the passage opening and at the entrance area, the principle of overfilling a reservoir is used. This overcrowding can be achieved
  • Mechanically combined: by reducing the reservoir volume when the insert is inserted into the passage opening and a corresponding bushing / support ring geometry with pre-applied adhesive,
  • Chemically and / or thermally by activatable pre-applied adhesive or
  • - Added mechanically: by an applied after inserting the adhesive, which is pressed through an access opening with pressure in the column and overfilling of the larger column by the resulting pressure increase with further pressing of the adhesive in the narrowest column to discharge on emergence This effect can be supported by low cohesive forces in the adhesive and high adhesion and capillary action.

Von Vorteil ist darüber hinaus, wenn der Tragring ringförmig mit einer Deckfläche des Körpers verklebt ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass keine Kontaktkorrosion zwischen Tragring und Körperoberfläche auftreten kann. Darüber hinaus dichtet eine ringförmige Verklebung des Tragrings auch die Eingangsseite der Durchgangsöffnung gegen Umwelteinflüsse ab.It is also advantageous if the support ring is glued annularly with a top surface of the body. This can ensure that no contact corrosion between the support ring and body surface can occur. In addition, seals an annular bonding of the support ring and the input side of the passage opening against environmental influences.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung bietet die vollständige Füllung des Tragringspalts zwischen Unterseite des Tragrings und einer Oberfläche des Körpers, denn über die flächige Verbindung des Tragrings mit dem Körper können große Kräfte zerstörungsfrei in das Bauteil eingeleitet werden. Gleichzeitig bietet eine möglichst großflächige und ringförmige Verklebung einen dauerhaften Schutz gegen Kontaktkorrosion, das Eindringen von Umwelteinflüssen, sowie das Einschließen von Feuchtigkeit in Kavitäten. Eventuell freiliegende Fasern des Einsatzes und/oder des Körpers können durch Vermeidung dieser Einflüsse vor Kontakt- und/oder umweltbedingter Korrosion, die verursacht wird durch unter dem Tragring wurzelnden Bedingungen, geschützt werden.A further advantageous embodiment of the invention provides the complete filling of the support ring gap between the underside of the support ring and a surface of the body, because on the surface connection of the support ring with the body large forces can be initiated nondestructive in the component. At the same time, as large an area and annular bonding as possible provides lasting protection against contact corrosion, the penetration of environmental influences, as well as the inclusion of moisture in cavities. Any exposed fibers of the insert and / or the body may be protected by avoiding these influences from contact and / or environmental corrosion caused by conditions rooted under the support ring.

Vorzugsweise werden die Oberflächen, die mit Klebstoff verbunden werden, vor dem Verbinden mechanisch bis zu einer für den Klebstoff optimalen Oberflächenrauheit mechanisch bearbeitet und anschließend chemisch gereinigt und ggf. angeätzt. Diese Art der Vorbereitung bietet den Vorteil, dass die Öffnung im Körper und der Einsatz mit relativ hohen Toleranzen hergestellt werden können, um erst im tatsächlichen Einsatzfall entsprechend vorbereitet zu werden. Die mechanische und chemische Vorbereitung bietet eine Beeinflussung der Parameter Oberflächeneigenschaften und ggf. Geometrieeigenschaften für Spaltmaßeinstellung für ein optimales dauerhaltbares Verbindungsergebnis.Preferably, the surfaces which are bonded with adhesive are mechanically processed prior to bonding mechanically to an optimum surface roughness for the adhesive, and then chemically cleaned and possibly etched. This type of preparation has the advantage that the opening in the body and the insert can be manufactured with relatively high tolerances, in order to be prepared accordingly only in the actual application. The mechanical and chemical preparation offers an influence on the parameters of surface properties and, if necessary, geometry properties for gap dimension adjustment for an optimum, lasting connection result.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung hat sich unter Verwendung von thermisch aktivierbarem und/oder aufschäumbarem Klebstoff gezeigt. Der Klebstoff kann unexpandiert, und damit ohne den Einsetzvorgang mit dem für die Überfüllung notwendigen überschüssigen Volumen zu behindern, in den Spalt gebracht werden. Erst bei endgültiger Positionierung des Einsatzes in der Durchgangsöffnung wird der Klebstoff aktiviert. Das Ergebnis ist ein rundum gleichmäßig umschäumter bzw. fixierter Einsatz in der Durchgangsöffnung mit einer sicheren Abdichtung der Ein- und Ausgänge der Durchgangsöffnung gegenüber Umwelteinflüssen und Potentialdifferenzen zwischen Einsatz und Körper.A particularly advantageous embodiment of the invention has been shown using thermally activatable and / or foamable adhesive. The adhesive can be unexpanded, and thus without hindering the insertion process with the necessary for the overcrowding excess volume to be brought into the gap. Only with final positioning of the insert in the passage opening of the adhesive is activated. The result is an all-around uniformly foamed or fixed insert in the passage opening with a secure sealing of the inlets and outlets of the passage opening against environmental influences and potential differences between the insert and the body.

Zweckmäßigerweise wird zur Verklebung des Einsatzes mit dem Körper ein Polymerwerkstoff, insbesondere ein Epoxidharz gewählt. Umfangreiche Erfahrung, leichtes Handling, automatische Verarbeitbarkeit und vorteilhafte Eigenschaften in den für ein Fahrzeugbauteil zu erwartenden klimatischen und kinetischen Einsatzbedingungen machen diesen Klebstoff besonders geeignet zur Verwendung. Darüber hinaus bietet dieser Klebstoff durch die Möglichkeit des Beimengens von Zusatz- und Füllstoffen ein weites Spektrum an Eigenschaften. Insbesondere beigemengte Granuli aus Glas bieten die Möglichkeit, eine bestimmte Mindesthöhe von Spalten zur Verklebung einzustellen, so dass sich ein Spaltbreitenoptimum von 0,35 mm–0,7 mm für die meisten Epoxidharze zum Erreichen einer sicheren Verbindung erreichen lässt. Durch den Einsatz von Granuli wird dafür gesorgt, dass im Buchsenbereich ein Mindestabstand durch die Verteilung des Klebstoffs realisiert wird. Zusätzlich garantieren diese Abstandshalter bei einer Buchsengeometrie, die mechanische Verdrängung des vorapplizierten Klebstoffs erfordert, dass nicht die komplette Klebstoffmasse beim Einschieben des Einsatzes oder beim Andrücken des Tragrings verdrängt werden kann und so keine ungeschlossene Stelle im Bereich der Klebstoffringe an Ein- und Ausgang der Durchgangsöffnung entsteht. Auch dadurch ist eine dichte und daher kontakt- und umweltkorrosionsbeständige Verbindung zur Erfüllung der Funktionen sicher gestellt. Die Einstellung der optimalen Klebespalthöhe zum Erzielen einer guten Verbindungsleistung der Klebstoffkomponente ist darüber hinaus besonders vorteilhaft zur Erzeugung einer Verbindung des Tragrings mit der Körperoberfläche zur Übernahme von Krafteinleitungsfunktionen.Conveniently, a polymeric material, in particular an epoxy resin is selected for bonding the insert with the body. Extensive experience, easy handling, automatic processing and advantageous properties in the expected for a vehicle component climatic and kinetic conditions of use make this adhesive particularly suitable for use. In addition, this adhesive offers a wide range of properties due to the possibility of adding additives and fillers. In particular, added glass granules offer the possibility to set a certain minimum height of columns for bonding, so that a gap width optimum of 0.35 mm-0.7 mm can be achieved for most epoxy resins to achieve a secure connection. The use of granules ensures that a minimum distance is achieved in the bushing area through the distribution of the adhesive. In addition, these spacers guarantee in a bushing geometry, the mechanical displacement of the pre-applied adhesive requires that not the complete adhesive mass during insertion of the insert or when pressing the support ring can be displaced and thus no unclosed point in the region of the adhesive rings at the inlet and outlet of the through hole , This also ensures a dense and therefore contact and environmental corrosion resistant connection to fulfill the functions. The setting of the optimal adhesive gap height to achieve a good connection performance of the adhesive component is also particularly advantageous for creating a connection of the support ring with the body surface for the adoption of force introduction functions.

Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft einen Einsatz, der für die Durchführung oder das Befestigen von Verbindungselementen zum Einkleben in eine Durchgangsöffnung, insbesondere eines flächigen Körpers eines Kraftfahrzeugbauteils aus Faserverbundwerkstoff, vorgesehen ist. Der Einsatz umfasst ein rotationssymmetrisches Buchsenelement und einen Tragring, welcher einstückig mit dem Buchsenelement verbunden ist. In einem tragringnahen Bereich weist das Buchsenelement einen geringeren Durchmesser auf als in einem tragringferneren Bundbereich. Der Außendurchmesser des Tragringes ist größer als der maximale Außendurchmesser des Bundbereichs des Buchsenelements. Dieser Einsatz ist ein für eine Massenfertigung als auch für einen automatisierten Einklebevorgang geeignetes Teil, welches sich durch sein einfaches Design z. B. als Spritzguss- oder Strangpressteil darstellen lässt. Das gegen korrosionsverursachende Einflüsse (z. B. Säuren, Salze, Feuchtigkeit und Potentialdifferenz) abdichtende Verkleben und die Einleiten von Kräften durch den Einsatz lassen sich realisieren durch die geometrische Gestaltung von Tragring, Buchse und durch die Erzeugung eines Reservoirbereichs, der durch Einschub des Einsatzes in eine Durchgangsöffnung mit der Innenwand einer Durchgangsöffnung gebildet wird und dessen Überfüllung mit Klebstoff zu einem prozesssicheren Verschließen des zwischen der Außenseite des Buchsenelements und der Durchgangsöffnung gebildeten Spalts führt.The second aspect of the invention relates to an insert which is provided for the passage or fastening of connecting elements for gluing into a passage opening, in particular a flat body of a motor vehicle component made of fiber composite material. The insert comprises a rotationally symmetrical bushing element and a support ring which is integrally connected to the bushing element. In a bearing ring near area, the socket element has a smaller diameter than in a tragringferneren collar area. The outer diameter of the support ring is greater than the maximum outer diameter of the collar portion of the female member. This insert is suitable for mass production as well as for an automated gluing process part, which is characterized by its simple design z. B. can be represented as injection molding or extrusion. The sealing against corrosion-causing influences (eg acids, salts, moisture and potential difference) and the introduction of forces by the insert can be realized by the geometric design of the support ring, bushing and by the creation of a reservoir area, by insertion of the insert is formed in a passage opening with the inner wall of a passage opening and its overfilling with adhesive leads to a reliable closing of the gap formed between the outside of the sleeve member and the passage opening.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung der Buchse des Einsatzes ist ein stetiges Ansteigen des Außendurchmessers von einem tragringnahen zu einem tragringfernen Bereich vorgesehen. In dem Bereich mit geringerem Durchmesser ist somit Raum, um einen Klebstoffwulst aufzubringen. Beim Einführen der Buchse in eine Durchgangsöffnung eines Körpers wird die Buchse im Bundbereich in dieser Durchgangsöffnung zentriert und geführt. Während des Einführens der Buchse wird der Reservoirbereich zunächst vollständig gefüllt. Das erfolgt durch einen Überschuss an Klebstoff im Wulst und den zwischen Körper, Buchse und Klebstoff wirkenden Adhäsionskräfte. Darüber hinaus vermindert der Tragring das Volumen des Reservoirbereichs beim Einsetzen des Einsatzes und übt einen Druck auf den Klebstoff aus. Beim weiteren Einschieben wird der überschüssige Klebstoff sowohl aus dem Tragringspalt als auch in Richtung Bundbereich hinausgedrückt. Der Klebstoff weist zum einen eine Viskosität auf, die je nach Spaltbreite am Buchsenbund genügend flüssig ist, um durch den Druck auf den überflüssiger Klebstoff im Reservoir in diesen Spalt gepresst werden kann. Zum anderen muss der Klebstoff genügend zäh sein, damit überhaupt eine Druckaufnahme des Klebstoffs im Reservoirbereich erfolgen kann. Dadurch wird eine dichte und vollständige Verklebung ohne Abstreifen des Klebstoffs und Fehlstellen mit einer empirisch bestätigten Einstellung der vorgehaltenen Klebstoffmenge erreicht.In a particularly advantageous embodiment of the bushing of the insert, a steady increase in the outer diameter of a tragringnahen to a tragringfernen area is provided. There is thus room in the area of smaller diameter to apply an adhesive bead. When inserting the bushing into a passage opening of a body, the bush in the waistband area is centered and guided in this passage opening. During the insertion of the bush, the reservoir area is initially completely filled. This is done by an excess of adhesive in the bead and the adhesion forces acting between body, socket and adhesive. In addition, the support ring reduces the volume of the reservoir area when inserting the insert and exerts pressure on the adhesive. Upon further insertion, the excess adhesive is pushed out of the support ring gap as well as towards the waistband area. The adhesive has, on the one hand, a viscosity which, depending on the gap width, on the bushing collar is sufficiently fluid that it can be pressed into this gap by the pressure on the excess adhesive in the reservoir. On the other hand, the adhesive has to be sufficiently tough so that pressure can actually be absorbed by the adhesive in the reservoir area. This will achieved a dense and complete bonding without stripping the adhesive and defects with an empirically confirmed setting of the held adhesive amount.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Buchsenelementdurchmesser vom tragringnahen bis zum tragringfernen Bereich konstant. Im Bundbereich weist er eine sprunghafte Durchmessererhöhung zum maximalen Buchsenelementdurchmesser auf. Diese Form des Buchsenelements erzeugt einen besonders vorteilhaften Reservoirbereich zwischen Tragring und Bund, der mit zähem oder festem, später aktivierbarem Klebstoff gefüllt und vorbereitet werden kann. Der Bundbereich ist als Führung beim Einschieben in eine Durchgangsöffnung nützlich. Der Spalt von Bundbereich bis unter den Tragring wird sicher durch die Aktivierung des Klebstoffes verschäumt und gefüllt. Darüber hinaus tritt beim Einsetzen keine Verschmutzungsgefahr durch Klebstoffmasse auf. Der Einsatz kann exakt und mühelos positioniert und prozesssicher, dicht und kraftübertragend verklebt werden.In a further advantageous embodiment of the invention, the bushing element diameter is constant from the bearing ring near to the tragringfernen area. In the waistband it has a sudden increase in diameter to the maximum sleeve diameter. This shape of the bushing element creates a particularly advantageous reservoir area between the support ring and collar, which can be filled and prepared with tough or firm, later activatable adhesive. The waistband area is useful as a guide when inserted into a through hole. The gap between the waistband and the support ring is safely foamed and filled by activating the adhesive. In addition, no risk of contamination due to adhesive mass occurs during insertion. The insert can be precisely and effortlessly positioned and adhered reliably, tightly and with power transmission.

Darüber hinaus ergibt sich eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dadurch, dass eine Ringnut, die sich zu einer Außenwandung des Buchsenelements hin öffnet und sich zwischen Tragring und Bundbereich befindet, über einen zu einer Deckfläche des Tragrings führenden Befüllgang verbunden ist. Dies ermöglicht, nach dem Einsetzen des Einsatzes in eine Durchgangsöffnung, die Nut und über dem Bund und unter dem Tragring entstandene Spaltbereiche über den Befüllgang mit niedrigviskosem bzw. leichtflüssigem Klebstoff zu füllen, der die Luft über die Spalte verdrängt, bis der Klebstoff am Bundbereich, unter dem Tragring und/oder Durchgangsöffnungsausgang hervorquillt. Der Einsetzvorgang und der Verklebungsvorgang sind dadurch in einzelne Prozessschritte trennbar.In addition, an advantageous embodiment of the invention results from the fact that an annular groove which opens to an outer wall of the sleeve member and is located between the support ring and collar region is connected via a leading to a top surface of the support ring filling passage. This allows, after insertion of the insert into a through hole, the groove and over the collar and under the support ring resulting gap areas over the filling with low-viscosity or liquid adhesive to fill, which displaces the air over the gap until the adhesive on the collar area, protruding under the support ring and / or passage port exit. The insertion process and the bonding process can be separated into individual process steps.

Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn der Tragring sich durch eine Materialabnahme zu seinem Außendurchmesser hin im Querschnitt verjüngt. Das wird insbesondere durch eine Fase auf der Unterseite des Tragrings erzielt. Diese Gestaltung ermöglicht eine stetige Erhöhung der elastischen Klebstoffmasse unter dem Tragring unter gleichzeitiger Abnahme der Steifigkeit des Tragrings durch geringere Materialdicke. So können Spannungsspitzen bei der Einleitung von Kräften über den Tragring in den Körper vermieden werden. Der Einsatz bleibt beim Einleiten von hohen mechanischen Kräften, die unter üblicher Verbindungskonstruktion zum Versagen des Bauteils führen würden, ohne Verbindungsschäden mit dem Körper verklebt.It has proven to be particularly advantageous if the support ring tapers in cross-section through a decrease in material relative to its outside diameter. This is achieved in particular by a chamfer on the underside of the support ring. This design allows a steady increase in the elastic adhesive mass under the support ring with simultaneous decrease in the stiffness of the support ring due to lower material thickness. Thus, stress peaks in the introduction of forces on the support ring can be avoided in the body. The insert remains glued to the body when introducing high mechanical forces that would lead to failure of the component under conventional connection construction.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing.

Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail with reference to several embodiments.

Dabei zeigen:Showing:

1 Eine Schnittdarstellung des Bauteils mit einem in eine Durchgangsöffnung eines Körpers eingeklebten Einsatzes mit kopfseitigem Tragring und einstückig verbundenem, sich konisch im Durchmesser zum Fußbereich erweiternden Buchsenelement, 1 A sectional view of the component with a glued into a through hole of a body insert with head-side support ring and integrally connected, conically widening in diameter to the foot area socket element,

2 eine Schnittdarstellung eines Einsatzes mit einem Buchsenelement, dessen Außendurchmesser sich von einem tragringnahen zu einem tragringfernen Bereich stetig erhöht, 2 a sectional view of an insert with a female element whose outer diameter increases steadily from a tragringnahen to a tragringfernen area,

3 eine Schnittdarstellung eines Einsatzes mit Buchsenelement und Tragring, wobei das Buchsenelement vom tragringnahen bis tragringfernen Bereich einen konstanten Außendurchmesser aufweist, der sich im Bundbereich sprunghaft auf den maximalen Buchsenelementsdurchmesser erhöht, und mit einem Tragring, dessen Querschnitt sich durch eine Fase an der Unterseite zum Außendurchmesser hin verjüngt, 3 a sectional view of an insert with bushing element and support ring, wherein the sleeve member from traglagernahen to Tragringfernen area has a constant outer diameter, which increases in the collar area abruptly to the maximum sleeve diameter, and with a support ring whose cross-section is through a chamfer at the bottom to the outer diameter tapered,

4 eine Schnittdarstellung eines Einsatzes mit einer ringförmigen Nut im Buchsenelement, welche sich zu einer Außenwand des Buchsenelements öffnet, wobei der Nutboden über Befüllgang und Entlüftungsgang mit einer Deckfläche des Tragrings verbunden ist, 4 a sectional view of an insert with an annular groove in the female member, which opens to an outer wall of the female member, wherein the groove bottom is connected via filling passage and bleeding passage with a top surface of the support ring,

5a5c eine Darstellung dreier Schritte beim Einfügen des Einsatzes der 2 in eine Durchgangsöffnung in einem Körper:
5a vor Beginn des Einsetzens,
5b während des Einsetzens,
5c im Endzustand
5a - 5c a representation of three steps in inserting the insert of 2 into a passage opening in a body:
5a before the start of insertion,
5b during insertion,
5c in the final state

1 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Bauteil 1, welches einen Körper 3 mit einer Durchgangsöffnung 5 mit einem Eingang 7 und einem Ausgang 8 umfasst, in die ein Einsatz 11 mit einem Tragring 13 und einem einstückig verbundenen Buchsenelement 15 so eingeklebt ist, dass der Tragring 13 auf einer Deckfläche 33 des Körpers 3 aufliegt. Zwischen einer Unterseite 27 des Tragrings 13 und der Deckfläche 33 befindet sich ein Tragringspalt 25. Dieser ist mit einem Klebstoff 10 mit einen definierten Spaltabstand erzeugenden Granuli 35 gefüllt. Der Klebstoff 10 verbindet den Tragring 13 mit der Deckfläche 33. Der Tragring 13 weist von einem Bereich des Tragringdurchmessers Dt bis zu einem Bereich des größten Außendurchmesser Dt-max auf der Unterseite 27 eine Fase 31 auf, die zu einem sich stetig reduzierenden Querschnitt Q vom Bereich des Tragringdurchmessers Dt bis zum Bereich des maximalen Außendruchmesser Dt-max führt. Ein tragringnaher Buchsenelementsbereich 37 weist einen minimalen Buchsenelementdurchmesser Db-min auf. In einem tragringfernen Bereich, einem Bundbereich 23, findet sich ein maximaler Buchsenelementdurchmesser Db-max. Zwischen diesen Extrema befinden sich von Tragring bis Bund stetig ansteigende Buchsenelementdurchmesser Db. Zwischen einer Außenwand 17 des Buchsenelements 15 und einer Innenwand 9 der Durchgangsöffnung 5 befindet sich ein Buchsenspalt 19 mit einer Spaltbreite B. Ein Bereich des Buchsenspalts 19 um den tragringnahen Buchsenelementsbereich 37 wird im Folgenden als Reservoirbereich 21 bezeichnet, der Bereich des Körpers 3, der dem Bundbereich 23 des Buchsenelements körperseitig gegenüberliegt, wird Ausgangsbereich 22 genannt. 1 shows a section through an inventive component 1 which is a body 3 with a passage opening 5 with an entrance 7 and an exit 8th includes, in which an insert 11 with a support ring 13 and an integrally connected female member 15 is glued so that the support ring 13 on a deck surface 33 of the body 3 rests. Between a bottom 27 of the carrying ring 13 and the top surface 33 there is a carrying ring gap 25 , This one is with an adhesive 10 with a defined gap gap generating granules 35 filled. The adhesive 10 connects the support ring 13 with the top surface 33 , The support ring 13 indicates from a range of the support ring diameter Dt to a region of the largest outer diameter Dt-max on the underside 27 a chamfer 31 leading to a steadily reducing cross-section Q from the area of the support ring diameter Dt to the area of the maximum outside diameter Dt-max. A tragringnaher socket element area 37 has a minimum sleeve diameter Db-min. In a tragringfernen area, a waistband area 23 , there is a maximum bushing element diameter Db-max. Between these extremes are from support ring to collar steadily increasing socket diameter Db. Between an outer wall 17 of the socket element 15 and an inner wall 9 the passage opening 5 there is a Buchsenspalt 19 with a gap width B. A range of the Buchsenspalts 19 around the tragringennahen female element area 37 is hereafter referred to as reservoir area 21 denotes the area of the body 3 , the waistband area 23 of the female member is opposite to the body side, becomes exit region 22 called.

2 zeigt ein Schnittbild des in 1 dargestellten Einsatzes 11. Deutlich zu erkennen ist der sich vom Bundbereich 23 bis zum tragringnahen Buchsenelementsbereich 37 stetig vermindernden Außendurchmesser des Buchsenelements Db bis zum minimalen Buchsenelementaußendurchmesser Db-min. Diese Ausführung des Buchsenelements eignet sich besonders zum Einsatz in relativ kurze Durchgangsöffnungen 5. Der so gestaltete Bundbereich 23 wirkt führend für den Einsatz 11, so dass dieser leicht auch automatisiert einzufädeln ist. Für längere Durchgangsöffnungen 5 ist ein längerer Bundbereich 23, aufgrund der auf längerer Durchgangsstrecke erforderlichen Führungspräzision, von Vorteil. Der für diese Buchsengeometrie vorteilhafte Klebstoff 10 ist pastös und hochviskos, damit er im Bereich 37 wulstartig vorm Einsetzen aufgebracht werden kann und nicht verläuft. Die Klebstoffmenge muss auch hier einen Überschuss bilden, indem das Wulstvolumen um mindestens 1/6 größer ist als das endgültige Reservoirvolumen nach abgeschlossenem Einsetzen des Einsatzes 11 in den Körper 3. Ist der Außendurchmesser der Wulst größer als der Durchmesser der Durchgangsöffnung 5, sorgt der Wulst bei gleichmäßigem Einschubsdruck mit seinem Widerstand gegen die Durchgangsöffnung aufgrund seiner viskosen und adhäsiven-kohäsiven Eigenschaften für einen zentrierten Sitz. 2 shows a sectional view of the in 1 illustrated use 11 , It is clearly recognizable from the waistband area 23 to the tragringennahen female element area 37 steadily decreasing outer diameter of the female member Db to the minimum female outer diameter Db-min. This embodiment of the female element is particularly suitable for use in relatively short passage openings 5 , The thus designed waistband area 23 is a leader in the field 11 , so that this is easy to thread automatically. For longer passage openings 5 is a longer waistband 23 , due to the required on longer passage length leadership precision advantage. The advantageous for this sleeve geometry adhesive 10 is pasty and viscous, so it is in the range 37 can be applied bead-like before insertion and does not run. The amount of adhesive must also form an excess here, in that the bead volume is at least 1/6 larger than the final reservoir volume after completed insertion of the insert 11 in the body 3 , If the outer diameter of the bead is greater than the diameter of the passage opening 5 Due to its viscous and adhesive-cohesive properties, the bead, with its uniform insertion pressure and resistance to the passage opening, provides a centered fit.

3 zeigt eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines Einsatzes 11'. Deutlich ist an der Unterseite 27' des Tragrings 13' eine Fase 31' zu erkennen, welche bei einem Verkleben des Tragrings 13' mit dem Körper das spannunsspitzenfreie Einleiten von Kräften ermöglicht. Der Außendurchmesser des Buchsenelements Db' ist vom tragringnahen Bereich 37' bis kurz vor dem Bundbereich 23' konstant und erhöht sich sprunghaft im Bundbereich auf den maximalen Außendurchmesser Db-max'. Eine so zwischen tragringnahem Buchsenbereich und Bundbereich 23 entstandene langgestreckte Ringnut 39 kann besonders gut mit Matten oder festen Bahnen von später aktivierbarem festen Klebstoff aufgefüllt werden. Dabei entsteht eine lange einheitliche Außenwand 17' des Buchsenelements 15, die als Führungswand beim Einsetzen fungiert. Das Einführen in eine Durchgangsöffnung 5 wird so unterstützt. Diese Form des Buchsenelements 15' ist besonders vorteilhaft beim Einsetzen in längere Durchgangsöffnungen 5. 3 shows a sectional view of another embodiment of an insert 11 ' , It is clear at the bottom 27 ' of the carrying ring 13 ' a chamfer 31 ' to recognize which by gluing the support ring 13 ' allows the body the spannunsspitzenfreie initiation of forces. The outer diameter of the bushing element Db 'is close to the bearing area 37 ' until just before the waistband area 23 ' constant and increases abruptly in the waistband area to the maximum outside diameter Db-max '. A so between tragringnahem bush area and waistband area 23 resulting elongated annular groove 39 can be particularly well filled with mats or solid sheets of later activatable solid adhesive. This creates a long uniform outer wall 17 ' of the socket element 15 , which acts as a guide wall when inserting. The insertion into a passage opening 5 is supported. This shape of the socket element 15 ' is particularly advantageous when inserting in longer passage openings 5 ,

4 zeigt eine Schnittdarstellung eines Einsatzes 11'' mit einer ringförmigen Nut 39' zur Außenwand 17' des Buchsenelements 15. Die Nut 39'' ist über einen Befüllgang 43 mit einer Deckfläche 29'' des Tragrings 13'' verbunden. Über den Befüllgang 43 kann Klebstoff in die Nut 39'' gepresst werden. Wurde der Einsatz 11'' so in einer Durchgangsöffnung 5 positioniert, dass das Buchsenelement 15'' von einem Spalt 19 umgeben ist, wird der Klebstoff 10 z. B. mit Hilfe einer robotergesteuerten Befülldüse 45 so weit eingefüllt, bis der Buchsenspalt 19 gefüllt ist und der Klebstoff 10 am Bundbereich 23'' und unter dem Tragring 13'' hervorquillt. Diese Ausführung des Einsatzes ist besonders vorteilhaft, da sie ein Trennen von Einzelteilen (Einsatz 11'', Körper 3) des Bauteils 1 und dem Klebstoff 10 ermöglicht und so der Parameter Klebstoffmenge bis zum Befüllvorgang an die Passung zwischen Einsatz 11'' und Durchgangsöffnung 5 angepasst werden kann. Diese Ausführungsform des Einsatzes 11'' ist besonders dort von Vorteil, wo keine Aktivierung von Klebstoff durch Wärme oder Chemikalien stattfinden kann und sich durch eine lange Durchgangsbohrung ein Einsetzen eines Einsatzes 11 aufgrund der geringen Führungspräzision und hohen Verkantenswahrscheinlichkeit bei kurzem Bund 23 nicht anbietet. Zudem besteht durch das nachträgliche Einbringen der Vorteil, dass die Prozessschritte des Einsetzens vom Klebevorgang getrennt werden können und der Klebstoff nur in dem Verklebungsschritt Verschmutzungsgefahr der Oberflächen und Werkzeuge birgt. Darüber hinaus können hier insbesondere wenig viskose und/oder hochflüssige und schnell abbindende Klebstoffe eingesetzt werden, da ein sauberes und schnelles Einbringen bis in die Spalte durch die Gestaltung des Befüllgangs 43, der Nut 39'' und des Bunddurchmessers Db-max'' und tragringnahen Buchsenelementsaußendurchmesser Db'' ermöglicht wird. 4 shows a sectional view of an insert 11 '' with an annular groove 39 ' to the outer wall 17 ' of the socket element 15 , The groove 39 '' is over a filling passage 43 with a top surface 29 '' of the carrying ring 13 '' connected. About the filling passage 43 can glue in the groove 39 '' be pressed. Was the use 11 '' so in a through hole 5 positioned that bushing element 15 '' from a gap 19 is surrounded, the glue becomes 10 z. B. with the aid of a robot-controlled filling nozzle 45 filled until the Buchsenspalt 19 is filled and the glue 10 at the waistband area 23 '' and under the support ring 13 '' does well. This embodiment of the insert is particularly advantageous because it is a separation of items (use 11 '' , Body 3 ) of the component 1 and the glue 10 allows and so the parameter amount of adhesive to the filling process to the fit between use 11 '' and passage opening 5 can be adjusted. This embodiment of the insert 11 '' is particularly advantageous where no activation of adhesive by heat or chemicals can take place and by a long through hole insertion of an insert 11 due to the low guidance precision and high likelihood of ligation in short bundles 23 does not offer. In addition, by the subsequent introduction of the advantage that the process steps of the insertion of the bonding process can be separated and the adhesive only in the bonding step poses a risk of contamination of the surfaces and tools. In addition, in particular less viscous and / or highly fluid and fast-setting adhesives can be used here, as a clean and fast introduction into the column by the design of the filling 43 , the groove 39 '' and the collar diameter Db-max '' and the journal-near sleeve outer diameter Db ''.

Für schnellste Befüllung kann die Variante in 4 auch mit Entlüftungsgängen 41 von Nut 39'' zu Deckfläche 29'' des Tragrings 13'' versehen werden. For fastest filling, the variant can be in 4 also with ventilation ducts 41 from groove 39 '' to deck area 29 '' of the carrying ring 13 '' be provided.

Die Fase 31, 31', 31'' kann auch beidseitig, also von der Unterseite 27, 27'. 27'' und Deckfläche 29, 29', 29'' des Tragrings 13, 13', 13'' zur Querschnittsreduzierung des Querschnitts Q, Q', Q'' eingesetzt werden, um einen hohen Grad an Elastizität zur Aufnahme und Übertragung von mechanischen Kraftspitzen bereitzustellen.The chamfer 31 . 31 ' . 31 '' can also be bilateral, ie from the bottom 27 . 27 ' , 27 '' and top surface 29 . 29 ' . 29 '' of the carrying ring 13 . 13 ' . 13 '' for cross-section reduction of the cross-section Q, Q ', Q "used to provide a high degree of elasticity for receiving and transmitting mechanical force peaks.

Die Einsätze 11, 11', 11'' können aus metallischem Material je nach Geometrie im Strangpressverfahren, Druckguss mit anschließender mechanischer Bearbeitung kostengünstig hergestellt werden. Besonders eignen sich Kunststoffe, die ggf. an besonders belasteten Stellen faserverstärkt ausgeführt sein können, da ihre Eigenschaften in hohem Maße chemisch modelliert werden können und sie durch bekannte Massenfertigungseinrichtung kotengünstig in Form zu bringen sind.The stakes 11 . 11 ' . 11 '' can be produced inexpensively from metallic material depending on the geometry in the extrusion process, die casting with subsequent mechanical processing. Particularly suitable are plastics, which may optionally be made fiber-reinforced at particularly stressed areas, since their properties can be highly chemically modeled and they are to be brought feces cheap by known mass production facility.

Die Durchgangsöffnung 5 im Körper 3 kann im Eingangsbereich 7 oder auf der gesamten Durchgangslänge auch konisch gestaltet sein. Eine Einführschräge im Eingangsbereich 7 ermöglicht durch ihre zentrierenden Eigenschaften ein leichteres und prozesssicheres automatisiertes Einsetzen des Einsatzes 11.The passage opening 5 in the body 3 can in the entrance area 7 or be designed conically on the entire passage length. An insertion bevel in the entrance area 7 Thanks to its centering properties, it enables easier and reliable automated insertion of the insert 11 ,

Figuren 5a5c stellen in grober Übersicht einige Arbeitsschritte dar, die zum Erhalt des Bauteils 1 der 1 führen. 5a zeigt ein Schnittbild eines mit einer Klebstoffwulst 10 vorbereiteten Einsatzes 11 über einem Körper 3. Der Klebstoffwulst wird direkt auf den tragringnahen Buchsenelementbereich 37 aufgetragen. Das Volumen sollte das in der Endposition des Einsatzes 11 im Körper 3 vorhandenen Reservoirvolumen um die anderthalbfache Menge übersteigen, die für die Füllung der Spalte benötigt wird. Damit sollte genügend überschüssiger Klebstoff in den Spalt unter dem Tragring und um den Bundbereich gepresst werden. Der Außendurchmesser des Wulstes sollte den Außendurchmesser des Eingangs 7 der Durchgangsöffnung 5 im unteren einstelligen Millimeterbereich übersteigen. In 5b ist der Einsatz 11 bereits in die Durchgangsöffnung 5 eingeführt und liegt mit dem Tragring 13 leicht auf herausgequollenem Klebstoff 10 auf einer Deckfläche 33 des Körpers 3, der bis zu einem Tragringdurchmesser Dt reicht und ungefähr ein Drittel bis zur Hälfte den entstehenden Tragringspalt 25 füllt. in 5c ist das Buchsenelement 15 vollständig in die Durchgangsöffnung 5 eingefügt. Der Buchsenspalt 19 ist vom Ausgang 8 bis zum Eingang 7 der Durchgangsöffnung 5 mit Klebstoff 10 gefüllt. Der Tragring 13 liegt getrennt durch einen Tragringspalt 25 auf der Deckfläche 33 des Körpers 3 auf. Der Tragringspalt 25 ist ebenfalls mit Klebstoff 10 gefüllt.characters 5a - 5c give a rough overview of some steps that are necessary to maintain the component 1 of the 1 to lead. 5a shows a sectional view of one with an adhesive bead 10 prepared insert 11 over a body 3 , The bead of glue is applied directly to the bushing element area close to the bearing ring 37 applied. The volume should be that in the final position of the insert 11 in the body 3 existing reservoir volume to exceed one and a half times the amount that is required for the filling of the column. Thus, enough excess adhesive should be pressed into the gap under the support ring and around the waistband area. The outside diameter of the bead should be the outside diameter of the input 7 the passage opening 5 exceed in the lower single-digit millimeter range. In 5b is the use 11 already in the passage opening 5 inserted and lies with the support ring 13 slightly on swollen adhesive 10 on a deck surface 33 of the body 3 , which extends to a support ring diameter Dt and about one third to half of the resulting support ring gap 25 crowded. in 5c is the socket element 15 completely in the passage opening 5 inserted. The Buchsenspalt 19 is from the exit 8th to the entrance 7 the passage opening 5 with glue 10 filled. The support ring 13 lies separated by a carrying ring gap 25 on the top surface 33 of the body 3 on. The carrying ring gap 25 is also with adhesive 10 filled.

Die Mitte des Einsatzes 11, 11', 11'' kann zur Durchführung von beispielsweise Verbindungselementen durchbohrt sein und zusätzlich mit einem Gewinde versehen werden. Bei Kunststoffteilen könnten auch Verrastungen, Nasen und clipsbare Aufnahmen im Einsatz 11, 11', 11'' vorgesehen werden, sowie Führungsnuten oder Verrippungen.The middle of the insert 11 . 11 ' . 11 '' can be pierced to carry out, for example, connecting elements and additionally provided with a thread. For plastic parts could also catchings, noses and clip-on recordings in use 11 . 11 ' . 11 '' be provided, as well as guide grooves or ribs.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 8701020 U1 [0003] DE 8701020 U1 [0003]

Claims (13)

Bauteil (1), insbesondere Faserverbundbauteil für ein Kraftfahrzeug, mit einem flächigen Körper (3) aus einem Faserverbundwerkstoff, insbesondere faserverstärktem Kunststoff, und einem in eine Durchgangsöffnung (5) dieses Körpers (3) mit Klebstoff (10) eingesetzten Einsatz (11, 11', 11'') zum Durchführen oder Befestigen von Verbindungselementen, wobei der Einsatz (11, 11', 11'') einen auf dem Körper (3) aufliegenden Tragring (13, 13', 13'') und ein in die Durchgangsöffnung (5) des Körpers (3) eindringendes Buchsenelement (15, 15', 15'') umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass – zwischen einer Innenwand (9) der Durchgangsöffnung (5) und einer Außenwand (17, 17', 17'') des Buchsenelements (15, 15', 15'') ein Buchsenspalt (19) gebildet ist, der in einem Reservoirbereich (21) zwischen tragringseitigem Eingang (7) der Durchgangsöffnung (5) und tragringfernem Ausgang (8) der Durchgangsöffnung (5) breiter ist als in einem dem Ausgang (8) näheren Ausgangsbereich (22), – dass der Buchsenspalt (19) in diesem Ausgangsbereich (22) umlaufend mit Klebstoff (10) gefüllt ist – und dass der tragringseitige Eingang (7) der Durchgangsöffnung (5) gegen ein Eindringen von Umwelteinflüssen zwischen Einsatz (11) und Körper (3) mit Klebstoff (10) abgedichtet ist.Component ( 1 ), in particular fiber composite component for a motor vehicle, having a flat body ( 3 ) made of a fiber composite material, in particular fiber-reinforced plastic, and a in a through hole ( 5 ) of this body ( 3 ) with adhesive ( 10 ) use ( 11 . 11 ' . 11 '' ) for passing or securing fasteners, wherein the insert ( 11 . 11 ' . 11 '' ) one on the body ( 3 ) lying supporting ring ( 13 . 13 ' . 13 '' ) and one in the passage opening ( 5 ) of the body ( 3 ) penetrating bushing element ( 15 . 15 ' . 15 '' ), characterized in that - between an inner wall ( 9 ) of the passage opening ( 5 ) and an outer wall ( 17 . 17 ' . 17 '' ) of the female element ( 15 . 15 ' . 15 '' ) a Buchsenspalt ( 19 ) formed in a reservoir area ( 21 ) between the entrance-side entrance ( 7 ) of the passage opening ( 5 ) and tragringfernem output ( 8th ) of the passage opening ( 5 ) is wider than in an exit ( 8th ) closer exit area ( 22 ), - that the Buchsenspalt ( 19 ) in this output area ( 22 ) circulating with adhesive ( 10 ) - and that the support ring-side entrance ( 7 ) of the passage opening ( 5 ) against the penetration of environmental influences between use ( 11 ) and body ( 3 ) with adhesive ( 10 ) is sealed. Bauteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Buchsenspalt (19) im tragringseitigen Eingang (7) der Durchgangsöffnung (5) ringförmig mit Klebstoff (10) gefüllt ist.Component ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the Buchsenspalt ( 19 ) in the entrance-side entrance ( 7 ) of the passage opening ( 5 ) annularly with adhesive ( 10 ) is filled. Bauteil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Buchsenspalt (19) vollständig mit Klebstoff (10) gefüllt ist.Component ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the Buchsenspalt ( 19 ) completely with adhesive ( 10 ) is filled. Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragring (13, 13', 13'') ringförmig mit einer Deckfläche (33) des Körpers (3) verklebt ist.Component ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the supporting ring ( 13 . 13 ' . 13 '' ) annular with a top surface ( 33 ) of the body ( 3 ) is glued. Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tragringspalt (25), der zwischen der Unterseite (27, 27', 27'') des Tragrings (13, 13', 13'') und der einer Deckfläche (33) des Körpers (3) gebildet ist, vollständig mit Klebstoff (10) gefüllt ist.Component ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that a carrying-ring gap ( 25 ) between the bottom ( 27 . 27 ' . 27 '' ) of the carrying ring ( 13 . 13 ' . 13 '' ) and a top surface ( 33 ) of the body ( 3 ) is formed completely with adhesive ( 10 ) is filled. Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (11, 11', 11'') und/oder der Körper (3) zumindest an den mit Klebstoff (10) verbundenen Abschnitten abschnittsweise eine mechanische und/oder chemische Oberflächenvorbereitung aufweist.Component ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the insert ( 11 . 11 ' . 11 '' ) and / or the body ( 3 ) at least on the adhesive ( 10 ) connected sections has a mechanical and / or chemical surface preparation sections. Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (10) thermisch aktivierbar und/oder aufschäumbar ist.Component ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the adhesive ( 10 ) is thermally activated and / or foamable. Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (10) auf Polymerstoffen, insbesondere auf Epoxidharz basiert, und Granuli, vorzugsweise Glasperlen (35) mit einer maximalen Größe von 0,5 mm, enthält.Component ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the adhesive ( 10 ) on polymer materials, in particular based on epoxy resin, and granules, preferably glass beads ( 35 ) with a maximum size of 0.5 mm. Einsatz (11, 11, 11'') für die Durchführung oder das Befestigen von Verbindungselementen zum Einkleben in eine Durchgangsöffnung (5) insbesondere eines flächigen Körpers (3) eines Kraftfahrzeugbauteils aus Faserverbundwerkstoff, wobei der Einsatz (11, 11', 11'') ein rotationssymmetrisches Buchsenelement (15, 15', 15'') umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass – der Einsatz (11, 11', 11'') einen einstückig mit dem Buchsenelement (15, 15', 15'') verbundenen Tragring (13, 13', 13'') aufweist, und – das Buchsenelement (15, 15', 15'') in einem tragringnahen Bereich (37, 37', 37'') einen geringeren Durchmesser (Db-min, Db-min', Db-min'') aufweist als in einem tragringferneren Bundbereich (23, 23', 23'') mit dem Durchmesser (Db-max, Db-max', Db-max'') und – der Außendurchmesser (Dt-max, Dt-max', Dt-max'') des Tragringes (13, 13', 13'') größer als der maximale Außendurchmesser (Db-max, Db-max', Db-max'') des Bundbereichs (23, 23', 23'') des Buchsenelements (15, 15', 15'') ist.Commitment ( 11 . 11 . 11 '' ) for the implementation or the attachment of fasteners for gluing into a through hole ( 5 ) in particular a flat body ( 3 ) of a motor vehicle component made of fiber composite material, wherein the insert ( 11 . 11 ' . 11 '' ) a rotationally symmetrical bushing element ( 15 . 15 ' . 15 '' ), characterized in that - the insert ( 11 . 11 ' . 11 '' ) one in one piece with the female element ( 15 . 15 ' . 15 '' ) connected support ring ( 13 . 13 ' . 13 '' ), and - the female element ( 15 . 15 ' . 15 '' ) in a sphere close to 37 . 37 ' . 37 '' ) Has a smaller diameter (D b-min, D b-min ', D b-min'') than in a support ring distant collar region ( 23 . 23 ' . 23 '' ) With the diameter (D b-max, D b-max ', D b-max'') and -) the outer diameter (D t-max, D t-max', D t-max 'of the support ring ( 13 . 13 ' . 13 '' ) Is greater than the maximum outer diameter (D b-max D-max b ', D max-b'') of the collar portion ( 23 . 23 ' . 23 '' ) of the female element ( 15 . 15 ' . 15 '' ). Einsatz (11) nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass ein Außendurchmesser (Db) des Buchsenelements (15) von einem tragringnahen Bereich (37) zu einem tragringfernen Bundbereich (23) des Buchsenelements (15) stetig zunimmt.Commitment ( 11 ) according to claim 9, characterized in that an outer diameter (D b ) of the female element ( 15 ) from a sphere close to 37 ) to a tragringfernen waistband area ( 23 ) of the female element ( 15 ) is steadily increasing. Einsatz (11') nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Buchsenelementdurchmesser (Db,) des tragringnahen Bereichs (37') des Buchsenelements (15') bis zu einem tragringfernen Bundbereich (23') des Buchsenelements (15') konstant ist und nur im Bundbereich (23') eine sprunghafte Durchmessererhöhung zum maximalen Buchsenelementdurchmesser (Db-max') aufweist.Commitment ( 11 ' ) according to claim 9, characterized in that a bushing element diameter (D b ,) of the bearing ring near region ( 37 ' ) of the female element ( 15 ' ) up to a tragringfernen waistband ( 23 ' ) of the female element ( 15 ' ) is constant and only in the waistband area ( 23 ' ) has a sudden diameter increase to the maximum sleeve diameter (D b-max ' ). Einsatz (11'') nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine zwischen tragringnahem Buchsenbereich (37'') und Bundbereich (23'') liegende Ringnut (39') mit einem zu einer Deckfläche (29'') des Tragrings (13'') führenden Befüllgang (43) verbunden ist.Commitment ( 11 '' ) according to claim 11, characterized in that a bushing area close to the carrier ring ( 37 '' ) and waistband area ( 23 '' ) lying annular groove ( 39 ' ) with one to a top surface ( 29 '' ) of the carrying ring ( 13 '' ) leading filling passage ( 43 ) connected is. Einsatz (11, 11', 11'') nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Tragring (13, 13', 13'') durch eine Materialabnahme zu seinem Außendurchmesser (Dt-max, Dt-max', Dt-max'') hin im Querschnitt (Q, Q', Q'') verjüngt, insbesondere durch eine Fase (31, 31', 31'') auf der Unterseite (27, 27', 27'') des Tragrings (13, 13', 13'').Commitment ( 11 . 11 ' . 11 '' ) according to one of claims 9 to 12, characterized in that the supporting ring ( 13 . 13 ' . 13 '' ) by a decrease in material to its outer diameter (D t-max , D t-max ' , D t-max'' ) out in cross-section (Q, Q', Q '') tapers, in particular by a chamfer ( 31 . 31 ' . 31 '' ) on the bottom ( 27 . 27 ' . 27 '' ) of the carrying ring ( 13 . 13 ' . 13 '' ).
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