DE102013110076A1 - Verbindungselement - Google Patents
Verbindungselement Download PDFInfo
- Publication number
- DE102013110076A1 DE102013110076A1 DE102013110076.7A DE102013110076A DE102013110076A1 DE 102013110076 A1 DE102013110076 A1 DE 102013110076A1 DE 102013110076 A DE102013110076 A DE 102013110076A DE 102013110076 A1 DE102013110076 A1 DE 102013110076A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- connecting element
- component
- micro
- thermoplastic material
- toothing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 abstract 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 abstract 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B2/00—Friction-grip releasable fastenings
- F16B2/005—Means to increase the friction-coefficient
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/56—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using mechanical means or mechanical connections, e.g. form-fits
- B29C65/562—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using mechanical means or mechanical connections, e.g. form-fits using extra joining elements, i.e. which are not integral with the parts to be joined
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/56—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using mechanical means or mechanical connections, e.g. form-fits
- B29C65/64—Joining a non-plastics element to a plastics element, e.g. by force
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
- B29C66/05—Particular design of joint configurations
- B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
- B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
- B29C66/112—Single lapped joints
- B29C66/1122—Single lap to lap joints, i.e. overlap joints
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
- B29C66/05—Particular design of joint configurations
- B29C66/303—Particular design of joint configurations the joint involving an anchoring effect
- B29C66/3034—Particular design of joint configurations the joint involving an anchoring effect making use of additional elements, e.g. meshes
- B29C66/30341—Particular design of joint configurations the joint involving an anchoring effect making use of additional elements, e.g. meshes non-integral with the parts to be joined, e.g. making use of extra elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
- B29C66/41—Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
- B29C66/43—Joining a relatively small portion of the surface of said articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
- B29C66/721—Fibre-reinforced materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/74—Joining plastics material to non-plastics material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
- F16B5/06—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips
- F16B5/0607—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips joining sheets or plates to each other
- F16B5/0621—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips joining sheets or plates to each other in parallel relationship
- F16B5/0642—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips joining sheets or plates to each other in parallel relationship the plates being arranged one on top of the other and in full close contact with each other
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
- B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
- B29C59/022—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing characterised by the disposition or the configuration, e.g. dimensions, of the embossments or the shaping tools therefor
- B29C2059/023—Microembossing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/74—Joining plastics material to non-plastics material
- B29C66/742—Joining plastics material to non-plastics material to metals or their alloys
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/74—Joining plastics material to non-plastics material
- B29C66/748—Joining plastics material to non-plastics material to natural products or their composites, not provided for in groups B29C66/742 - B29C66/746
- B29C66/7487—Wood
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Connection Of Plates (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement (4) zur Verstärkung einer klemmenden Verbindung eines ersten Bauteils (1) aus einem Faserverbundwerkstoff und eines zweiten Bauteils (2). Das Verbindungselement (4) ist scheibenförmig ausgestaltet. Das Verbindungselement (4) ist aus einem thermoplastischen Material hergestellt. An einer Oberseite (5) des Verbindungselements (4) ist eine Mikrozahnung (6) ausgebildet. An einer Unterseite des Verbindungselements (4) ist eine Mikrozahnung (6) ausgebildet. Bei dem thermoplastischen Material handelt es sich um einen thermoplastischen Kunststoff. Zahnelemente (7) der Mikrozahnung (6) sind pyramidenförmig ausgestaltet.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zur Verstärkung einer klemmenden Verbindung eines ersten Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff und eines zweiten Bauteils.
- Zur Verbindung eines ersten Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff und eines zweiten Bauteils, das beispielsweise aus Metall, Holz, Kunststoff oder aber auch ebenfalls aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt sein kann, sind formschlüssige Verbindungen zum Beispiel unter Verwendung eines in Bohrungen des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils angeordneten Bolzens bekannt. Um eine ausreichende Festigkeit des ersten Bauteils in einem Bereich der Bohrung zu ermöglichen und von einem in der Bohrung angeordneten Formschlusselement auf einen Rand der Bohrung wirkende Kräfte wirkungsvoll und ohne Beschädigung des ersten Bauteils auf das erste Bauteil übertragen zu können, ist es erforderlich, den Rand des ersten Bauteils mit geeigneten Zusatzelementen zu verstärken. Die Herstellung einer solchen entsprechend verstärkten Bohrung ist besonders aufwändig und daher kostenintensiv.
- Klemmende bzw. kraftschlüssige Verbindungen zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil können beispielsweise durch geeignete Schraubverbindungen oder Pressverbände hergestellt werden. Über solche kraftschlüssigen Verbindungen können jedoch nur geringe Kräfte zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil übertragen werden, da zum einen nur eine vergleichsweise geringe Vorspannkraft verwendet werden kann, um das erste Bauteil aus dem Faserverbundwerkstoff nicht zu beschädigen, und zum anderen, da Faserverbundwerkstoffe eine vergleichsweise geringe Haftreibung aufweisen.
- Darüber hinaus ist nicht ohne weiteres sichergestellt, dass Fasern des Faserverbundwerkstoffs in Richtung der durch die klemmende Verbindung hervorgerufenen Kräfte verlaufen, so dass diese Kräfte über eine Matrix des Faserverbundwerkstoffs übertragen werden müssen. Bei der Matrix handelt es sich üblicherweise um einen Kunststoff, in den die Fasern eingebettet sind. Die Matrix weist oftmals im Gegensatz zu den Fasern eine vergleichsweise hohe Duktilität und geringe Steifigkeit und Festigkeiten auf, so dass bei hohen Längszug-, bzw. Längsdruckkräften oder Querdruckkräften in Verbindung mit einem nachteiligen Faserverlauf bereits früh auftretende Beschädigungen des ersten Bauteils kaum zu vermeiden sind.
- Es ist bekannt, durch eine vorgegebene Anordnung, Ausrichtung und Einbettung der einzelnen Fasern in die Matrix die Festigkeit des Bauteils aus Faserverbundwerkstoffen entweder bei einer formschlüssigen Verbindung im Bereich um eine Bohrung oder Aussparung oder bei einer kraftschlüssigen Verbindung im Bereich der Kontaktfläche gezielt zu verbessern und zu erhöhen. Der hierfür notwendige Herstellungs- und Bearbeitungsaufwand ist jedoch beachtlich.
- Als Aufgabe der Erfindung wird es daher angesehen, ein Verbindungselement bereitzustellen, mit dem eine klemmende Verbindung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil hergestellt werden kann, über die ausreichend große Kräfte zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil übertragen werden können, die kostengünstig herstellbar ist und durch die eine ungewollte Beschädigung des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils vermieden wird.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verbindungselement zur Verstärkung einer klemmenden Verbindung eines ersten Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff und eines zweiten Bauteils gelöst, wobei das Verbindungselement scheibenförmig ausgestaltet ist, wobei das Verbindungselement aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist und wobei an einer Oberseite des Verbindungselements eine Mikrozahnung ausgebildet ist. Als Mikrozahnung wird eine gezielt an dem Verbindungselement angeformte Oberflächenrauigkeit bis zu einer gemittelten Rautiefe von 1000 µm verstanden.
- Das Verbindungselement wird zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil positioniert, wobei die Oberseite des Verbindungselements an dem ersten Bauteil anliegt. Anschließend werden das erste Bauteil und das zweite Bauteil zusammengepresst, so dass die an der Oberseite des Verbindungselements ausgebildete Mikrozahnung in das erste Bauteil eindringt. Auf diese Weise wird eine vergleichsweise große Haftung zwischen dem Verbindungselement und dem ersten Bauteil erreicht.
- Zudem weist das scheibenförmige Verbindungselement vorteilhafterweise eine ausreichend große Oberfläche auf, so dass die zwischen dem ersten Bauteil über das Verbindungselement und dem zweiten Bauteil übertragenen Kräfte großflächig auf die Matrix des ersten Bauteils wirken und auf diese Weise eine ungewollte Beschädigung des ersten Bauteils vermieden wird.
- Dadurch dass das Verbindungselement aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist, kann das Verbindungselement besonders einfach und kostengünstig beispielsweise durch Spritzgießen, Prägen oder Pressen hergestellt werden.
- Um eine klemmende Verbindung zwischen dem ersten Bauteil aus dem Faserverbundwerkstoff und einem zweiten Bauteil aus einem Faserverbundwerkstoff herzustellen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass an einer Unterseite des Verbindungselements eine Mikrozahnung ausgebildet ist. Durch eine solche beidseitig an dem Verbindungselement angeordnete Mikrozahnung wird eine Haftung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil wesentlich erhöht, so dass auch vergleichsweise große Kräfte über die klemmende Verbindung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil übertragen werden können.
- Auf diese Weise können zudem auch Relaxationsvorgänge in Kauf genommen werden, die nach einem Zusammenpressen des Verbindungselements zwischen den Bauteilen zu einer geringfügigen Verformung der aneinandergepressten Bereiche führen. Da sich in Folge derartiger Verformungen die Mikroverzahnung der mit einer Mikrozahnung versehenen Bereiche verstärkt, kann dadurch oftmals ein durch die Relaxationsvorgänge bewirkter Vorspannkraftverlust zumindest teilweise kompensiert werden.
- Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass es sich bei dem thermoplastischen Material um einen thermoplastischen Kunststoff handelt. Verbindungselemente aus thermoplastischem Kunststoff lassen sich besonders einfach und kostengünstig herstellen.
- Um eine Härte des Verbindungselements zu erhöhen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das thermoplastische Material Füllpartikel aus einem Hartstoff aufweist. Bei dem Hartstoff kann es sich beispielsweise um mineralische Füllstoffe, Metalle oder Nanopartikel handeln.
- Um die Härte des thermoplastischen Materials weiter zu erhöhen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das thermoplastische Material eine Faserfüllung aufweist. Bei der Faserfüllung kann es sich erfindungsgemäß um Kohlenstofffasern oder Glasfasern handeln. Die Faserfüllung kann alternativ zu den Füllpartikeln oder ergänzend zu den Füllpartikeln in dem thermoplastischen Material vorgesehen sein.
- Die Hartstoffpartikel können erfindungsgemäß so ausgestaltet sein, dass eine Geometrie der Mikrozahnung durch die Hartstoffpartikel vorgegeben ist.
- Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verbindungselements ist vorgesehen, dass die Mikrozahnung pyramidenförmige Zahnelemente aufweist.
- Eine Kontur der Zahnelemente kann vorteilhafterweise durch die Hartstoffpartikel oder durch die eingebetteten Fasern vorgegeben sein.
- Um eine Beschädigung des ersten Bauteils aus dem Faserverbundwerkstoff und/oder des zweiten Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff zu vermeiden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Zahnhöhe der Mikrozahnung in einem mittleren Bereich des Verbindungselements größer ist als in einem äußeren Bereich des Verbindungselements. Auf diese Weise nehmen die von dem Verbindungselement auf das erste Bauteil bzw. das zweite Bauteil aus einem Faserverbundwerkstoff von dem mittleren Bereich hin zu dem äußeren Bereich des Verbindungselements ab, so dass verhältnismäßig große Gradienten in dem Kraftübertragungsverlauf vermieden werden. Auf diese Weise kann eine durch eine sprunghafte Veränderung in dem Kraftübertragungsverlauf hervorgerufene Beschädigung des ersten Bauteils oder des zweiten Bauteils aus dem Faserverbundwerkstoff wirkungsvoll vermieden werden.
- Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Zahnhöhe von dem mittleren Bereich zu dem äußeren Bereich kontinuierlich abnimmt. Auf diese werden sprunghafte Veränderungen des Kraftübertragungsverlaufs zwischen dem mittleren Bereich und dem äußeren Bereich vollständig vermieden.
- Erfindungsgemäß ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Zahnhöhe von dem mittleren Bereich zu einem äußeren Rand des Verbindungselements kontinuierlich bis auf null abnimmt. Auf diese Weise können sprunghafte Veränderungen in dem Kraftübertragungsverlauf auch an dem äußeren Rand des Verbindungselements vollständig vermieden werden.
- Die Zahnhöhen der Mikroverzahnungen auf der Unterseite und der Oberseite eines Verbindungselements können auch ungleich hoch ausgeführt sein. Auf diese Weise kann die jeweilige Zahnhöhe auf eine Härte der jeweils zu verbindenden Bauteile abgestimmt werden.
- Um die über das Verbindungselement übertragenen Kräfte gezielt vorgeben zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass Zahnelemente der Mikrozahnung gleichmäßig auf der Oberseite und/oder der Unterseite verteilt sind.
- Erfindungsgemäß ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Verbindungselement eine Dicke zwischen 0,25 mm und 10 mmm, vorzugsweise eine Dicke zwischen 0,5 mm und 5 mm und besonders vorzugsweise eine Dicke zwischen 1 mm und 3 mm aufweist. Auf diese Weise kann eine Spalthöhe eines Spalts zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil durch das Verbindungselement vorgegeben werden, wobei in dem Spalt vorteilhafterweise eine Klebeschicht angeordnet ist.
- Zur Herstellung einer klemmenden Verbindung mit Hilfe einer Schraube ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verbindungselement eine Bohrung zur Aufnahme einer Schraube oder dergleichen aufweist.
- Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verbindungselements ist vorgesehen, dass das Verbindungselement ringförmig oder quadratisch ausgestaltet ist. Auf diese Weise kann das Verbindungselement an einen Verspannungskegel der miteinander zu verbindenden Bauteile angepasst werden. Erfindungsgemäß ist es auch möglich, das Verbindungselement polygonal auszugestalten.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verbindungselements werden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
- Es zeigt:
-
1 eine schematisch dargestellte Ansicht eines ersten Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff und eines zweiten Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoffs die durch eine Schraubverbindung klemmend miteinander verbunden sind, -
2a eine schematisch dargestellte Draufsicht auf ein zweites Bauteil mit einem ringförmigen Verbindungselement, -
2b eine schematisch dargestellte Draufsicht auf ein zweites Bauteil mit einem quadratischen Verbindungselement, wobei das Verbindungselement eine Bohrung aufweist, und -
2c eine schematisch dargestellte Draufsicht auf ein zweites Bauteil mit einem quadratisch ausgestalteten Verbindungselement, wobei das quadratisch ausgestaltete Verbindungselement vier Bohrungen aufweist. -
1 zeigt eine schematisch dargestellte Ansicht eines ersten Bauteils1 und eines zweiten Bauteils2 , die durch eine Schraubverbindung3 klemmend miteinander verbunden sind. Das erste Bauteil1 und das zweite Bauteil2 sind jeweils aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt. - Zwischen dem ersten Bauteil
1 und dem zweiten Bauteil2 ist ein Verbindungselement4 angeordnet. Das Verbindungselement4 ist scheibenförmig ausgestaltet und aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt. - Durch die Schraubverbindung
3 wird lediglich eine ausreichend hohe Klemmkraft erzeugt, um die beiden Bauteile1 und2 aneinander zu pressen und die kraftschlüssige Verbindung zu gewährleisten. Die Schraubverbindung3 muss die beiden Bauteile1 und2 nicht formschlüssig aneinander festlegen, so dass eine übermäßige Beanspruchung von Randbereichen der die Schraubverbindung3 aufnehmenden und in1 nicht sichtbaren Bohrungen in den beiden Bauteilen1 und2 vermieden werden kann. - In
1 ist auch eine schematisch dargestellte ausschnittsweise vergrößerte Ansicht einer Oberseite5 des Verbindungselements4 dargestellt. An der Oberseite5 ist eine Mikrozahnung6 ausgebildet. Zahnelemente7 der Mikrozahnung6 sind pyramidenförmig ausgestaltet. - Bei dem thermoplastischen Material handelt es sich um thermoplastischen Kunststoff, der zur Erhöhung der Härte Füllpartikel aus einem Hartstoff aufweist.
- Pfeile
8 kennzeichnen die Richtung der Kräfte, die üblicherweise auf das erste Bauteil1 und das zweite Bauteil2 wirken und über das Verbindungselement4 übertragen werden müssen. -
2a zeigt eine schematisch dargestellte Draufsicht auf ein zweites Bauteil2 und ein auf dem zweiten Bauteil2 angeordnetes ringförmiges Verbindungselement4 . Das ringförmige Verbindungselement4 weist eine Bohrung9 zur Aufnahme einer nicht dargestellten Schraube oder dergleichen auf. Auf einer Oberseite5 des Verbindungselements4 ist eine Mikrozahnung6 ausgebildet, wobei eine Zahnhöhe der Mikrozahnung6 in einem mittleren Bereich10 des Verbindungselements4 größer ist als eine Zahnhöhe in einem äußeren Bereich11 des Verbindungselements4 . - In
2b und2c ist jeweils schematisch eine Draufsicht auf ein zweites Bauteil2 dargestellt, wobei auf dem zweiten Bauteil2 jeweils ein quadratisch ausgestaltetes Verbindungselement4 angeordnet ist. Das in2b dargestellte quadratische Verbindungselement4 weist eine Bohrung9 und das in2c dargestellte Verbindungselement4 weist vier Bohrungen9 zur Aufnahme von vier Schrauben oder dergleichen auf.
Claims (12)
- Verbindungselement (
4 ) zur Verstärkung einer klemmenden Verbindung eines ersten Bauteils (1 ) aus einem Faserverbundwerkstoff und eines zweiten Bauteils (2 ), wobei das Verbindungselement (4 ) scheibenförmig ausgestaltet ist, wobei das Verbindungselement (4 ) aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist und wobei an einer Oberseite (5 ) des Verbindungselements (4 ) eine Mikrozahnung (6 ) ausgebildet ist. - Verbindungselement (
4 ) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Unterseite des Verbindungselements eine Mikrozahnung (6 ) ausgebildet ist. - Verbindungselement (
4 ) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem thermoplastischen Material um einen thermoplastischen Kunststoff handelt. - Verbindungselement (
4 ) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Material Füllpartikel aus einem Hartstoff aufweist. - Verbindungselement (
4 ) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Material eine Faserfüllung aufweist. - Verbindungselement (
4 ) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Zahnelemente (7 ) der Mikrozahnung (6 ) pyramidenförmig ausgestaltet sind. - Verbindungselement (
4 ) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zahnhöhe der Mikrozahnung (6 ) in einem mittleren Bereich (10 ) des Verbindungselements (4 ) größer ist als in einem äußeren Bereich (11 ) des Verbindungselements (4 ). - Verbindungselement (
4 ) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnhöhe von dem mittleren Bereich (10 ) zu dem äußeren Bereich (11 ) kontinuierlich abnimmt. - Verbindungselement (
4 ) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnelemente (7 ) der Mikrozahnung (6 ) gleichmäßig auf der Oberseite (5 ) und/oder der Unterseite verteilt sind, - Verbindungselement (
4 ) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (4 ) eine Dicke zwischen 0,25 mm und 10 mm, vorzugsweise eine Dicke zwischen 0,5 mm und 5 mm und besonders vorzugsweise eine Dicke zwischen 1 mm und 3 mm aufweist. - Verbindungselement (
4 ) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (4 ) eine Bohrung (9 ) zur Aufnahme einer Schraube oder dergleichen aufweist. - Verbindungselement (
4 ) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (4 ) ringförmig oder quadratisch ausgestaltet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013110076.7A DE102013110076A1 (de) | 2013-09-12 | 2013-09-12 | Verbindungselement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013110076.7A DE102013110076A1 (de) | 2013-09-12 | 2013-09-12 | Verbindungselement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013110076A1 true DE102013110076A1 (de) | 2015-03-12 |
Family
ID=52478391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102013110076.7A Withdrawn DE102013110076A1 (de) | 2013-09-12 | 2013-09-12 | Verbindungselement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102013110076A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113211291A (zh) * | 2021-05-06 | 2021-08-06 | 东南大学 | 一种增材制造高温合金内流道的抛光装置及方法 |
-
2013
- 2013-09-12 DE DE102013110076.7A patent/DE102013110076A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113211291A (zh) * | 2021-05-06 | 2021-08-06 | 东南大学 | 一种增材制造高温合金内流道的抛光装置及方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3100848B1 (de) | Faserkunststoffverbund-bauteil mit verdichteten fasern und verfahren zu dessen herstellung | |
DE102014110124A1 (de) | Nut- und Federeckverbindung von zwei Bauelementen unter Eingliederung einer zusätzlichen Nut- und Federsteckverbindung | |
DE102014111256A1 (de) | Systeme für elastisch gemittelte ausrichtung und verfahren dafür | |
DE102011009892A1 (de) | Kraftfahrzeugbauteil und Verfahren zur Herstellung des Kraftfahrzeugbauteils | |
DE102014114086A1 (de) | Systeme und Verfahren zur elastisch gemittelten Ausrichtung | |
EP1922455A1 (de) | Paneel zum mechanischen verbinden mit einem weiteren paneel durch verschwenken | |
EP1978264A2 (de) | Kraftschlüssige Spannverbindung und Verfahren zu deren Herstellung | |
EP2860407B1 (de) | Strukturbauteil | |
AT506031A1 (de) | Sägekette | |
EP2927940B1 (de) | Vorrichtung zur schweisstechnischen verbindung von anschlusselementen mit dem substrat eines leistungshalbleitermoduls und zugehöriges verfahren | |
DE102013110076A1 (de) | Verbindungselement | |
DE102012104982B4 (de) | Verfahren zum mechanischen Fügen von mindestens einem unteren und einem oberen Formteil | |
DE102016214508A1 (de) | Fahrzeugsitz | |
EP3498460A1 (de) | Faserverbund-bauteilanordnung, faserverbund-bauteilsystem und verfahren zum herstellen eines faserverbund-bauteilsystems | |
EP4055297B1 (de) | Biegefederelement aus einem faserkunststoffverbundmaterial | |
EP2409793B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks mit definierter Oberfläche | |
DE102012202331A1 (de) | Buchse zur Lochverstärkung in einem Bauteil | |
DE19907309B4 (de) | Plattenförmiges Halbzeug mit Unterkonstruktion | |
DE102004023058B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Karosserieteils für ein Fahrzeug und ein nach diesem Verfahren hergestelltes Karosserieteil | |
DE102014214902A1 (de) | Verbindungsanordnung zur Befestigung eines Bauteils an einer zweischaligen Struktur und Verfahren zur Herstellung einer solchen Verbindungsanordnung | |
DE102004062800B4 (de) | Formschlussverbindung | |
AT525687B1 (de) | Verfahren zur Bildung eines Mauerwerks | |
EP3116773A1 (de) | Verbundbauteil mit klemmsitz, insbesondere lenkerbügel oder sattelstütze | |
DE102008007088A1 (de) | Reibbelaganordnung | |
DE102019001117A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Metallverbundwerkstoffs |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |