DE102014009637A1

DE102014009637A1 - Fastening element for producing an adhesive bond with a mounting surface of a vehicle component and method for joining the fastening element with the mounting surface

Info

Publication number: DE102014009637A1
Application number: DE102014009637.8A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Christ
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2015-12-31

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement (1) zur Herstellung einer Klebeverbindung mit einer Montagefläche (10.1) eines Fahrzeugbauteils (10), wobei das Befestigungselement (1) einen Schaftabschnitt (2) und einen an den Schaftabschnitt (2) sich anschließenden Flanschabschnitt (3) aufweist und wobei die dem Schaftabschnitt (2) gegenüberliegende Seite (3.1) des Flanschabschnittes (3) konkav und mit einer einen Klebstoff (4) aufweisenden Klebefläche (3.11) ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist nach einer ersten Lösung vorgesehen, dass der Flanschabschnitt (3) wenigstens eine Entlüftungsöffnung (5) aufweist, welche die dem Schaftabschnitt (2) abgewandte Seite (3.1) des Flanschabschnittes (3) mit deren dem Schaftabschnitt (2) zugewandten Seite (3.2) verbindet und ausgebildet ist beim Anpressen des Flanschabschnittes (3) an die Montagefläche (10.1) verflüssigten Klebstoff (4) aufzunehmen. Ein zweite Lösung sieht vor, dass der Flanschabschnitt (3) eine Mulde aufweist (3.12), welche sich von der dem Schaftabschnitt (2) abgewandten Seite (3.1) des Flanschabschnittes (3) in den Schaftabschnitt (2) erstreckt, und wenigstens eine Entlüftungsöffnung (5) vorgesehen ist, welche die Mulde (3.12) mit der Umfangsfläche (2.1) des Schaftabschnittes (2) verbindet und ausgebildet ist beim Anpressen des Flanschabschnittes (3) an die Montagefläche (10.1) verflüssigten Klebstoff (4) aufzunehmen. Ferner wird ein Verfahren zum Fügen des erfindungsgemäßen Befestigungselementes (1) an einer Montagefläche (10.1) eines Fahrzeugbauteils (10) angegeben.The invention relates to a fastening element (1) for producing an adhesive bond with a mounting surface (10.1) of a vehicle component (10), wherein the fastening element (1) has a shaft section (2) and a flange section (3) adjoining the shaft section (2) and wherein the side (3.1) of the flange portion (3) opposite the shank portion (2) is concave and formed with an adhesive surface (3.11) having an adhesive (4). According to the invention, according to a first solution, provision is made for the flange section (3) to have at least one ventilation opening (5) facing the shaft section (2) (3.1) of the flange section (3) with its side (3.2 ) and is formed when pressing the flange portion (3) to the mounting surface (10.1) to receive liquefied adhesive (4). A second solution provides that the flange portion (3) has a depression (3.12) which extends from the side (3.1) of the flange portion (3) facing away from the shank portion (2) into the shank portion (2) and at least one ventilation opening (5) is provided, which connects the trough (3.12) with the peripheral surface (2.1) of the shank portion (2) and is formed when pressing the flange portion (3) to the mounting surface (10.1) to receive liquefied adhesive (4). Furthermore, a method for joining the fastening element (1) according to the invention to a mounting surface (10.1) of a vehicle component (10) is specified.

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement zur Herstellung einer Klebeverbindung mit einer Montagefläche eines Fahrzeugbauteils gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 2. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Fügen des erfindungsgemäßen Befestigungselementes mit der Montagefläche.The invention relates to a fastening element for producing an adhesive bond with a mounting surface of a vehicle component according to the preamble of patent claim 1 and of claim 2. Furthermore, the invention relates to a method for joining the fastening element according to the invention with the mounting surface.

Ein gattungsbildendes Befestigungselement ist aus der DE 10 2011 013 682 A1 bekannt, das einen Schaftabschnitt und einen an den Schaftabschnitt sich anschließenden Flanschabschnitt aufweist und die dem Schaftabschnitt gegenüberliegende Seite des Flanschabschnittes zur Anbringung an einer im Wesentlichen ebenen Platte konkav ausgebildet ist. Diese konkave Seite des Flanschabschnittes ist in der Art eines Saugnapfes elastisch ausgebildet, um bei Anliegen dieser konkaven Seite an der Platte einen Hohlraum zu bilden, so dass nach einem Andrücken des Befestigungselementes durch eine Federwirkung des Flanschabschnittes das Befestigungselement sich aufgrund des entstehenden Unterdruckes in dem Hohlraum an der Platte festsaugen kann. Um das Ausströmen der Luft aus dem Hohlraum während des Andrückens zu ermöglichen, ist zur Sperrung eines den Flanschabschnitt durchsetzenden Luftkanals ein Rückschlagventil vorgesehen, welches bei Druck auf den elastischen Flanschabschnitt die Luft aus dem Hohlraum durch den Luftkanal hindurch leitet und bei Entlastung des Befestigungselementes unter Aufrechterhaltung eines Unterdrucks in dem Hohlraum den Luftkanal schließt und so das Befestigungselement an der Platte festgehalten wird. Der Luftkanal kann ausgehend von dem Flanschabschnitt durch den Schaftabschnitt geführt werden, wobei das Rückschlagventil im Bereich des Schaftabschnittes angeordnet ist. Des Weiteren wird auch vorgeschlagen, den Luftkanal mit dem Rückschlagventil im Randbereich des Flanschabschnittes vorzusehen.A generic fastener is from the DE 10 2011 013 682 A1 which has a shank portion and a flange portion adjoining the shank portion, and the side of the flange portion opposite to the shank portion is concave-shaped for attachment to a substantially flat plate. This concave side of the flange portion is elastically formed in the manner of a suction cup to form a cavity upon contact of this concave side of the plate, so that after pressing the fastener by a spring action of the flange portion, the fastener due to the resulting negative pressure in the cavity can suck on the plate. In order to allow the outflow of air from the cavity during pressing, a check valve is provided for blocking an air duct passing through the flange portion which, when pressure is applied to the elastic flange portion, directs the air from the cavity through the air duct and while relieving the fastener a negative pressure in the cavity closes the air duct and so the fastener is held to the plate. The air duct can be guided from the flange section through the shaft section, wherein the check valve is arranged in the region of the shaft section. Furthermore, it is also proposed to provide the air duct with the check valve in the edge region of the flange section.

Bei diesem bekannten Befestigungselement gemäß der DE 10 2011 013 682 A1 kann die zum Schaftabschnitt gegenüberliegenden Seite des Flanschabschnittes mit einer Klebstoffschicht versehen werden. Diese Klebstoffschicht kann vor der Montage des Befestigungselementes auf der genannten Seite aufgebracht werden. Des Weiteren wird auch vorgeschlagen, im Randbereich des Flanschabschnittes einen Zuleitungskanal zum Einbringen des Klebstoffes in den Hohlraum vorzusehen. Um den Hohlraum abzudichten, ist für diesen Zuleitungskanal ein Verschlussstück vorgesehen, welches in diesen Zuleitungskanal eingedrückt wird. Falls beim Anbringen des Befestigungselementes zusätzlich Klebstoff benötigt wird, kann dieses Verschlussstück entnommen und durch den dann offenen Zuleitungskanal Klebstoff zugeführt werden.In this known fastener according to the DE 10 2011 013 682 A1 For example, the side of the flange section opposite the shaft section can be provided with an adhesive layer. This adhesive layer can be applied before mounting the fastener on said side. Furthermore, it is also proposed to provide a feed channel for introducing the adhesive into the cavity in the edge region of the flange section. In order to seal the cavity, a closure piece is provided for this feed channel, which is pressed into this feed channel. If additional adhesive is required when attaching the fastener, this closure piece can be removed and fed through the then open feed channel adhesive.

Als Nachteil bei diesem bekannten Befestigungselement gemäß der DE 10 2011 013 682 A1 kann angesehen werden, dass die zusätzlich verwendete Klebstoffschicht dazu führt, dass beim Anpressen des Flanschabschnittes an der Platte der Hohlraum von dem Klebstoff ausgefüllt wird und daher kein Unterdruck mit der oben beschriebenen Saugwirkung entstehen kann. Im Hinblick auf diese Eigenschaft weist das Befestigungselement mit dem Rückschlagventil eine aufwändige Konstruktion dar.As a disadvantage of this known fastener according to the DE 10 2011 013 682 A1 can be considered that the additional adhesive layer used results in that when pressing the flange portion of the plate, the cavity is filled by the adhesive and therefore no negative pressure can occur with the suction effect described above. With regard to this property, the fastening element with the check valve is a complex construction.

Des Weiteren beschreibt die DE 101 52 052 A1 ein Befestigungselement zur Anbringung an einer ebenen Platte, welches einen Grundkörper mit einer Einfüllöffnung zum Einbringen von Klebstoff und Steigöffnungen bzw. kleine Bohrungen zum Entweichen der Luft sowie zum Durchtreten und Verteilen des Klebstoffes aufweist. Zur Montage dieses Befestigungselementes an bspw. einer Wand wird dieses zunächst mit einem Hafthilfsmittel vorpositioniert und anschließend über die Einfüllöffnung der Klebstoff eingebracht. Dies stellt ein aufwändiges Verfahren dar.Furthermore, the describes DE 101 52 052 A1 a fastener for attachment to a flat plate, which has a base body with a filling opening for the introduction of adhesive and riser openings or small holes for the escape of air and for the passage and distribution of the adhesive. To assemble this fastening element on, for example, a wall, it is first pre-positioned with a bonding agent and then introduced via the filling opening of the adhesive. This represents a complex process.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung ein Befestigungselement der eingangs genannten Art zu schaffen, welches einen konstruktiv einfachen Aufbau aufweist und daher kostengünstig und damit wirtschaftlich herstellbar sein soll. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Klebeverbindung mit diesem Befestigungselement anzugeben, welches einfach, insbesondere automatisiert durchführbar ist und daher nur eine kurze Montagezeit erfordert.Based on this prior art, it is an object of the invention to provide a fastener of the type mentioned, which has a structurally simple structure and therefore should be inexpensive and thus economically produced. It is another object of the invention to provide a method for producing an adhesive bond with this fastener, which is simple, especially automated feasible and therefore requires only a short assembly time.

Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Befestigungselement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3.The first-mentioned object is achieved by a fastening element having the features of patent claim 1 and by the features of patent claim 3.

Eine solches Befestigungselement zur Herstellung einer Klebeverbindung mit einer Montagefläche eines Fahrzeugbauteils, wobei das Befestigungselement einen Schaftabschnitt und einen an den Schaftabschnitt sich anschließenden Flanschabschnitt aufweist und wobei die dem Schaftabschnitt gegenüberliegende Seite des Flanschabschnittes konkav und mit einer einen Klebstoff aufweisenden Klebefläche ausgebildet ist, zeichnet sich gemäß der erstgenannten Lösung erfindungsgemäß dadurch aus, dass der Flanschabschnitt wenigstens eine Entlüftungsöffnung aufweist, welche die dem Schaftabschnitt abgewandte Seite des Flanschabschnittes mit deren dem Schaftabschnitt zugewandten Seite verbindet und ausgebildet ist beim Anpressen des Flanschabschnittes an die Montagefläche verflüssigten Klebstoff aufzunehmen.Such a fastening element for producing an adhesive bond with a mounting surface of a vehicle component, wherein the fastening element has a shank portion and a flange portion adjoining the shank portion and wherein the side of the flange portion opposite the shank portion is concave and formed with an adhesive surface having an adhesive, is characterized according to FIG the first-mentioned solution according to the invention in that the flange portion has at least one vent opening which connects the side facing away from the shaft portion of the flange portion with the shaft portion facing side and is formed when pressing the flange portion to the mounting surface liquefied adhesive.

Die zweitgenannte Lösung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass der Flanschabschnitt eine Mulde aufweist, welche sich von der dem Schaftabschnitt abgewandten Seite des Flanschabschnittes in den Schaftabschnitt erstreckt, und wenigstens eine Entlüftungsöffnung vorgesehen ist, welche die Mulde mit der Umfangsfläche des Schaftabschnittes verbindet und ausgebildet ist beim Anpressen des Flanschabschnittes an die Montagefläche verflüssigten Klebstoff aufzunehmen.The second-mentioned solution is inventively characterized in that the Flange portion has a trough which extends from the shaft portion facing away from the side of the flange portion in the shaft portion, and at least one vent opening is provided, which connects the trough with the peripheral surface of the shaft portion and is formed upon pressing the flange portion to the mounting surface liquefied adhesive.

Mit einer solchen Entlüftungsöffnung wird erreicht, dass durch das Anpressen des Flanschabschnittes der verflüssigte Klebstoff in diese Entlüftungsöffnung eintreten kann und anschließend der abgekühlte und damit ausgehärtete Klebstoff diese Entlüftungsöffnung verschließt und zu einer Abdichtung des Klebebereichs gegenüber der Umgebung führt. Gleichzeitig wird durch die konkave Ausgestaltung der dem Schaftabschnitt gegenüberliegenden Seite des Flanschabschnittes beim Anpressen des Flanschabschnittes das Fließen des verflüssigten Klebstoffes nach außen behindert und so ein Austreten von überschüssigem Klebstoff an dem umlaufenden Rand des Flanschabschnittes verhindert. Ferner bewirkt die konkave Seite des Flanschabschnittes, dass nach der Aushärtung des Klebstoffes die Entlüftungsöffnung verschlossen ist und daher mit der Entlastung des Flanschabschnittes eine Saugwirkung entstehen kann, die zusätzlich zur Klebeverbindung die Verbindungsfestigkeit erhöht.With such a vent opening is achieved that by pressing the flange portion of the liquefied adhesive can enter into this vent and then the cooled and thus cured adhesive closes this vent and leads to a seal of the adhesive area against the environment. At the same time the concave configuration of the shaft portion opposite side of the flange portion when pressing the flange portion obstructs the flow of the liquefied adhesive to the outside and thus prevents leakage of excess adhesive to the peripheral edge of the flange portion. Furthermore, the concave side of the flange portion causes after the curing of the adhesive, the vent opening is closed and therefore with the discharge of the flange portion, a suction effect can occur, which increases the connection strength in addition to the adhesive bond.

Vorzugsweise ist der Flanschabschnitt elastisch ausgebildet, so dass bei einem zwischen der die Klebefläche aufweisen Seite und der Montagefläche ein Hohlraum entstehen kann, in dem bei Druckentlastung nach dem Anpressen des Befestigungselementes an die Montagefläche ein Unterdruck gegenüber dem Umgebungsdruck entsteht, wodurch die Bindungsfestigkeit des Befestigungselementes an der Montagefläche erhöht wird.Preferably, the flange portion is formed elastically, so that at a between the adhesive surface side and the mounting surface can form a cavity in which pressure relief after pressing the fastener to the mounting surface creates a negative pressure relative to the ambient pressure, whereby the bonding strength of the fastener to the mounting surface is increased.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gemäß der erstgenannten Lösung ist der Schaftabschnitt als Hülse ausgebildet und die Entlüftungsöffnung innerhalb der Hülse angeordnet. Aufgrund der zentralen Anordnung der Entlüftungsöffnung im Bereich des Schaftabschnittes lässt sich das Befestigungselement kleinbauend realisieren. Ferner kann die Hülse mit einem Innengewinde ausgeführt werden, so dass sich für das Befestigungselement die Funktion einer Schraube ergibt.According to an advantageous embodiment of the invention according to the former solution, the shaft portion is formed as a sleeve and the vent opening disposed within the sleeve. Due to the central arrangement of the vent opening in the region of the shank portion, the fastener can be made physically small. Furthermore, the sleeve can be designed with an internal thread, so that the function of a screw results for the fastening element.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird erzielt, wenn die Entlüftungsöffnung mit einem von der dem Schaftabschnitt abgewandten Seite des Flanschabschnittes ausgehenden ersten Abschnitt und einem sich daran anschließenden zweiten Abschnitt zur Aufnahme von verflüssigten Klebstoff mit einem gegenüber dem ersten Abschnitt vergrößerten Querschnitt ausgebildet ist. Durch diesen zweiten Abschnitt der Entlüftungsöffnung wird ein Aufnahmeraum geschaffen, der über den ersten Abschnitt der Entlüftungsöffnung aufgestiegenen Klebstoff vollständig aufnehmen kann, so dass auf der dem Schaftabschnitt zugewandten Seite des Flanschabschnittes keine Klebstoffreste entstehen. Außerdem wird aufgrund dieses Aufnahmeraumes verhindert, dass der Klebstoff nach dem Anpressen des Befestigungselementes auf der Montagefläche, also nach Druckentlastung nicht vollständig zurückfließt, um damit ein Abdichten und Fixieren des Befestigungselementes durch den äußeren Luftdruck zu erreichen.A particularly advantageous embodiment of the invention is achieved if the vent opening is formed with a first section extending from the side of the flange section facing away from the shaft section and an adjoining second section for receiving liquefied adhesive having a cross-section which is larger than the first section. By means of this second section of the vent opening, a receiving space is created which can completely absorb adhesive that has risen over the first section of the vent opening, so that no adhesive residues are formed on the side of the flange section facing the shaft section. In addition, it is prevented due to this receiving space that the adhesive after pressing the fastener on the mounting surface, ie after pressure relief does not completely flow back, so as to achieve sealing and fixing the fastener by the external air pressure.

Nach einer besonders vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Entlüftungsöffnung ist vorgesehen, dass der zweite Abschnitt als Sacklochbohrung ausgebildet ist, derart dass der erste Abschnitt der Entlüftungsöffnung in den Sacklochgrund der Sacklochbohrung mündet.According to a particularly advantageous embodiment of the vent opening according to the invention it is provided that the second section is formed as a blind hole, such that the first section of the vent opening opens into the blind hole bottom of the blind hole.

Gemäß einer alternativen erfindungsgemäßen Ausgestaltung erweitert sich der Querschnitt des zweiten Abschnittes ausgehend von dem ersten Abschnitt konusförmig bis zur dem Schaftabschnitt zugewandten Seite des Flanschabschnittes.According to an alternative embodiment according to the invention, the cross section of the second section expands conically starting from the first section to the side of the flange section facing the shaft section.

Mit einer solchen Ausgestaltung der Entlüftungsöffnung kann deren Länge im Bereich des ersten Abschnittes sehr klein gehalten werden, so dass aufgrund der sich dadurch ergebenden geringen Wanddicke des Flanschabschnittes der Durchmesser der Öffnung im Bereich des ersten Abschnittes sehr klein gehalten werden kann. Diese geringe Wanddicke im Bereich des ersten Abschnittes der Entlüftungsöffnung erlaubt eine kaltformtechnische Herstellung der Bohrung des ersten Abschnittes; auch kann eine solche Bohrung mit kleinstem Durchmesser durch Laserschneiden hergestellt werden.With such an embodiment of the vent opening whose length in the region of the first section can be kept very small, so that due to the resulting small wall thickness of the flange portion, the diameter of the opening in the region of the first section can be kept very small. This small wall thickness in the region of the first portion of the vent opening allows a Kaltformtechnische production of the bore of the first section; Also, such a hole with the smallest diameter can be produced by laser cutting.

Ein kleiner Lochdurchmesser führt dazu, dass der Klebstoff erst ab einer bestimmten Viskosität hindurchfließen kann. Ferner führt dies dazu, dass der Klebstoff bei Entlastung des Flanschabschnittes sowie durch die beim Aushärten erzeugte Schwindung nicht in den Bereich der Klebefläche zurückfließen kann, so dass dadurch ein Unterdruck in der Klebstoffzone entsteht. Diese Wirkung wird auch durch die konkave Ausgestaltung der dem Schaftabschnitt gegenüberliegenden Seite des Flanschabschnittes und dessen dadurch bewirkte Elastizität verstärkt.A small hole diameter means that the adhesive can only flow through at a certain viscosity. Furthermore, this leads to the fact that the adhesive can not flow back into the area of the adhesive surface when the flange section is relieved of load and due to the shrinkage generated during curing, so that a negative pressure in the adhesive zone is created as a result. This effect is also enhanced by the concave configuration of the side opposite the shaft portion of the flange and its elasticity caused thereby.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Entlüftungsöffnung mit größtmöglichem Abstand zum Rand des Flanschabschnittes, vorzugsweise benachbart zum Schaftabschnitt angeordnet. Damit wird durch eine zentrumsnahe Lage bezüglich des Flanschabschnittes gleich zu Beginn des Anpressens des Befestigungselementes an die Montagefläche ein Entweichen der eingeschlossenen Luft ermöglicht, wenn der Klebstoff in seinen fließfähigen Zustand gebracht wird.According to a further embodiment of the invention, the vent opening is arranged as far as possible to the edge of the flange portion, preferably adjacent to the shaft portion. This is due to a location near the center with respect to the flange immediately at the beginning of pressing the fastener to the Mounting surface allows escape of trapped air when the adhesive is brought into its flowable state.

Schließlich ist es besonders vorteilhaft, wenn weiterbildungsgemäß die Klebefläche kreisringförmig ausgebildet ist. Somit verbleibt nach dem Anpressen des Befestigungselementes an die Montagefläche der mittige Bereich der dem Schaftabschnitt gegenüberliegenden Seite des Flanschabschnittes frei von Klebstoff und bildet somit einen Hohlraum, in dem nach der Entlastung aufgrund der konkaven Ausbildung dieser Seite und der Elastizität des Flanschabschnittes ein Unterdruck entsteht, der die Verbindungsfestigkeit des Befestigungselementes an der Montagefläche erhöht.Finally, it is particularly advantageous if, according to further development, the adhesive surface is annular. Thus remains after pressing the fastener to the mounting surface of the central region of the shaft portion opposite side of the flange free of adhesive and thus forms a cavity in which after the discharge due to the concave formation of this side and the elasticity of the flange portion, a negative pressure, the increases the connection strength of the fastener to the mounting surface.

Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9.The second-mentioned object is achieved by a method having the features of patent claim 9.

Bei diesem Verfahren zum Fügen eines erfindungsgemäßen Befestigungselementes, bei welchem

– das Befestigungselement einen Schaftabschnitt und einen an den Schaftabschnitt sich anschließenden Flanschabschnitt aufweist und die dem Schaftabschnitt gegenüberliegende Seite des Flanschabschnittes konkav und mit einer einen Klebstoff aufweisenden Klebefläche ausgebildet ist, und
– der Flanschabschnitt wenigstens eine Entlüftungsöffnung aufweist, welche die dem Schaftabschnitt abgewandte Seite des Flanschabschnittes mit deren dem Schaftabschnitt zugewandten Seite verbindet und ausgebildet ist beim Anpressen des Flanschabschnittes an die Montagefläche verflüssigten Klebstoff aufzunehmen,

werden gemäß der erstgenannten Lösung folgende Verfahrensschritte durchgeführt:

a) Aufsetzen der Klebefläche auf die Montagefläche,
b) Erwärmen des Klebstoffes, um diesen zu schmelzen,
c) Anpressen des Befestigungselementes an die Montagefläche bis verflüssigter Klebstoff in der Entlüftungsöffnung aufsteigt,
d) Druckentlasten des Befestigungselementes, und
e) Aushärten des Klebstoffes.

In this method for joining a fastening element according to the invention, in which

The fastening element has a shank portion and a flange portion adjoining the shank portion, and the side of the flange portion opposite the shank portion is concave and formed with an adhesive surface having an adhesive, and
The flange section has at least one ventilation opening which connects the side of the flange section facing away from the shaft section with its side facing the shaft section and is designed to receive liquefied adhesive when the flange section is pressed against the mounting surface,

the following method steps are carried out in accordance with the first-mentioned solution:

a) placing the adhesive surface on the mounting surface,
b) heating the adhesive to melt it,
c) pressing the fastening element against the mounting surface until liquefied adhesive rises in the ventilation opening,
d) pressure relief of the fastener, and
e) curing of the adhesive.

Ferner wird die zweitgenannte Aufgabe auch mit den Merkmalen des Patentanspruches 10 gelöst.Furthermore, the second-mentioned object is also achieved with the features of claim 10.

– das Befestigungselement einen Schaftabschnitt und einen an den Schaftabschnitt sich anschließenden Flanschabschnitt aufweist und die dem Schaftabschnitt gegenüberliegende Seite des Flanschabschnittes konkav und mit einer einen Klebstoff aufweisenden Klebefläche ausgebildet ist,
– der Flanschabschnitt eine Mulde aufweist, welche sich von der dem Schaftabschnitt abgewandten Seite des Flanschabschnittes in den Schaftabschnitt erstreckt, und
– wenigstens eine Entlüftungsöffnung vorgesehen ist, welche die Mulde mit der Umfangsfläche des Schaftabschnittes verbindet und ausgebildet ist beim Anpressen des Flanschabschnittes an die Montagefläche verflüssigten Klebstoff aufzunehmen,

werden gemäß der zweitgenannten Lösung folgende Verfahrensschritte durchgeführt:

The fastening element has a shank portion and a flange portion adjoining the shank portion, and the side of the flange portion opposite the shank portion is concave and formed with an adhesive surface having an adhesive,
- The flange portion has a trough which extends from the shaft portion facing away from the side of the flange portion in the shaft portion, and
- At least one vent opening is provided, which connects the trough with the peripheral surface of the shaft portion and is formed when pressing the flange portion to the mounting surface liquefied adhesive,

the following method steps are carried out in accordance with the second-mentioned solution:

Das Erwärmen des Klebstoffes gemäß Verfahrensschritt b kann mittels Wärmequellen, bspw. durch Infrarotbestrahlung oder durch Reibung mittels eines reibungsaktivierbaren Klebstoffes durchgeführt werden.The heating of the adhesive according to method step b can be carried out by means of heat sources, for example by infrared radiation or by friction by means of a friction-activatable adhesive.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verfahren wird der Füllstand der Entlüftungsöffnung mit Klebstoff gemäß Verfahrensschritt c mittels eines Sensors erfasst. Damit ist es möglich, das Fügen des Befestigungselementes mit der Montagefläche, also den Klebeprozess automatisch durchzuführen. Damit kann die mit dem Sensor realisierte Zustandserkennung zur Abschaltung des Klebeprozesses und zur Setzkontrolle verwendet werden.According to an advantageous development of the method according to the invention, the fill level of the vent opening is detected with adhesive according to method step c by means of a sensor. This makes it possible to perform the joining of the fastener with the mounting surface, so the bonding process automatically. Thus, the state recognition realized with the sensor can be used for switching off the bonding process and for setting control.

Weiterhin ist es gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Entlüftungsöffnung mit einem von der dem Schaftabschnitt abgewandten Seite des Flanschabschnittes ausgehenden ersten Abschnitt und einem sich daran anschließenden zweiten Abschnitt zur Aufnahme von überflüssigem Klebstoff mit einem gegenüber dem ersten Abschnitt vergrößerten Querschnitt ausgebildet wird.Furthermore, it is provided according to a preferred embodiment of the invention that the vent opening is formed with a side facing away from the shaft portion of the flange portion first portion and an adjoining second portion for receiving excess adhesive with a relation to the first section enlarged cross-section.

Durch diesen zweiten Abschnitt der Entlüftungsöffnung wird ein Aufnahmeraum geschaffen, der über den ersten Abschnitt der Entlüftungsöffnung aufgestiegener Klebstoff vollständig aufnehmen kann, so dass auf der dem Schaftabschnitt zugewandten Seite des Flanschabschnittes keine Klebstoffreste entstehen. Außerdem wird aufgrund dieses Aufnahmeraumes verhindert, dass der Klebstoff nach dem Anpressen des Befestigungselementes auf der Montagefläche, also nach Druckentlastung nicht vollständig zurückfließt, um damit ein Abdichten und Fixieren des Befestigungselementes durch den äußeren Luftdruck zu erreichen.Through this second section of the vent opening a receiving space is created, the adhesive which has risen over the first section of the vent opening can be completely accommodated, so that no adhesive residues are formed on the side of the flange section facing the shaft section. In addition, it is prevented due to this receiving space that the adhesive after pressing the fastener on the mounting surface, ie after pressure relief does not flow back completely, so as to achieve sealing and fixing of the fastener by the external air pressure.

Schließlich wird nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verfahren die Entlüftungsöffnung, vorzugsweise im Bereich von deren ersten Abschnitt mit einem Durchmesser ausgebildet, bei dem der Klebstoff gemäß Verfahrensschritt c erst bei einer vorgegebenen Viskosität in der Entlüftungsöffnung aufsteigt. Damit ist gesichert, dass der Klebstoff während des Klebeprozesses ausreichend erwärmt ist.Finally, according to a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention, the vent opening, preferably in the region of the first portion thereof, is formed with a diameter at which the adhesive according to method step c only rises at a predetermined viscosity in the vent opening. This ensures that the adhesive is sufficiently heated during the bonding process.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:The invention will now be described in detail by means of an embodiment with reference to the accompanying figures. Show it:

1 eine Schnittdarstellung eines Befestigungselementes als Ausführungsbeispiel der Erfindung, 1 a sectional view of a fastener as an embodiment of the invention,

2 eine Schnittdarstellung eines auf einer Montagefläche einer CFK-Platte angeordneten Befestigungselementes gemäß 1 während eines Klebeprozesses, 2 a sectional view of a arranged on a mounting surface of a CFK plate fastener according to 1 during a bonding process,

3 eine Schnittdarstellung des Details A gemäß 2, 3 a sectional view of the detail A according to 2 .

4 eine Schnittdarstellung eines Befestigungselementes als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, 4 a sectional view of a fastener as a further embodiment of the invention,

5 eine Darstellung des Befestigungselementes nach 4 in einer Draufsicht, 5 a representation of the fastener after 4 in a plan view,

6 eine Schnittdarstellung eines Befestigungselementes als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, 6 a sectional view of a fastener as a further embodiment of the invention,

7 eine Schnittdarstellung eines Befestigungselementes als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, 7 a sectional view of a fastener as a further embodiment of the invention,

8 eine Schnittdarstellung des Befestigungselementes nach 7, welches mit einer CFK-Platte mittels einer Klebeverbindung gefügt ist, 8th a sectional view of the fastener according to 7 , which is joined to a CFRP plate by means of an adhesive bond,

9 eine Schnittdarstellung eines Befestigungselementes als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, 9 a sectional view of a fastener as a further embodiment of the invention,

10 eine Schnittdarstellung des Befestigungselementes nach 9, welches mit einer CFK-Platte mittels einer Klebeverbindung gefügt ist. 10 a sectional view of the fastener according to 9 , which is joined to a CFRP plate by means of an adhesive bond.

1 zeigt als erstes Ausführungsbeispiel einen als Klebebolzen ausgebildetes Befestigungsblechelement 1, welches einen zylinderförmigen Schaftabschnitt 2 mit einem sich daran anschließenden Flanschabschnitt 3 umfasst, wobei der Schaftabschnitt 2 zentrisch und senkrecht auf dem Flanschabschnitt 3 angeordnet ist und ein Außengewinde 2.2 aufweist. Der Flanschabschnitt 3 kann kreisförmig gewählt werden, jedoch ist auch eine andere geometrische Form, wie bspw. eine Rechteckform möglich. 1 shows as a first embodiment designed as an adhesive bolt mounting plate element 1 which has a cylindrical shaft section 2 with an adjoining flange section 3 comprising, wherein the shaft portion 2 centric and perpendicular to the flange section 3 is arranged and an external thread 2.2 having. The flange section 3 can be chosen circular, but also a different geometric shape, such as. A rectangular shape is possible.

Die zum Schaftabschnitt 2 abgewandte Seite 3.1 des Flanschabschnittes 1 ist konkav ausgebildet und wird von einem geringfügig überstehenden Steg 3.3 randseitig abgeschlossen. Der Flanschabschnitt 1 ist elastisch ausgebildet, so dass bei Anlage der Seite 3.1 auf einer ebenen Fläche und Ausübung eines Anpressdruckes diese Seite 3.1 in eine nahezu ebene Fläche übergeht und bei Druckentlastung ein Hohlraum mit Unterdruck entstehen kann. An den Steg 3.3 grenzt eine kreisringförmige Klebefläche 3.11 an, auf der ein Klebstoff 4 bzw. eine Klebstoffschicht 4 angeordnet ist. Die Breite der kreisringförmigen Klebefläche 3.11 entspricht im Wesentlichen der Breite des den Schaftabschnitt 2 umschließenden Kreisringes der Seite 3.2 des Flanschabschnittes 3. Der zentrale Bereich der Seite 3.1, der mit dem Schaftabschnitt 2 fluchtet, bleibt damit frei von Klebstoff.The shaft section 2 opposite side 3.1 the flange portion 1 is concave and is formed by a slightly protruding web 3.3 completed at the edge. The flange section 1 is elastic, so that when plant the side 3.1 on a flat surface and exerting a contact pressure this page 3.1 merges into a nearly flat surface and pressure relief can create a cavity with negative pressure. To the jetty 3.3 borders a circular adhesive surface 3.11 on, on which an adhesive 4 or an adhesive layer 4 is arranged. The width of the annular adhesive surface 3.11 corresponds substantially to the width of the shaft portion 2 surrounding circle of the page 3.2 the flange portion 3 , The central area of the page 3.1 , with the shaft section 2 Aligns, so it is free of adhesive.

Im Bereich der kreisringförmigen Klebefläche 3.11 weist der Flanschabschnitt in Bezug auf den Schaftabschnitt 2 diametral gegenüberliegend jeweils eine Entlüftungsöffnung 5 auf, die die Seite 3.1 des Flanschabschnittes 3 mit dessen gegenüberliegenden Seite 3.2 senkrecht zur Flanschebene des Flanschabschnittes 3 verlaufend verbindet. Bei einem kreisförmigen Flanschabschnitt 3 sind senkrecht zur Zeichenebene zwei weitere Entlüftungsöffnungen 5 vorgesehen, so dass in einer Draufsicht auf den Flanschabschnitt 3 diese vier Entlüftungsöffnungen gleichmäßig verteilt um den Schaftabschnitt 2 angeordnet sind.In the area of the annular adhesive surface 3.11 has the flange portion with respect to the shaft portion 2 diametrically opposite one vent each 5 on top of that page 3.1 the flange portion 3 with its opposite side 3.2 perpendicular to the flange plane of the flange section 3 running connects. For a circular flange section 3 are perpendicular to the plane of two more vents 5 provided so that in a plan view of the flange portion 3 these four vents evenly distributed around the shaft portion 2 are arranged.

Diese Entlüftungsöffnungen 5 weisen ausgehend von der Seite 3.1 des Flanschabschnittes 3 einen ersten Abschnitt 5.1 und einen auf der Seite 3.2 endenden zweiten Abschnitt 5.2 auf. Im Anschluss an den ersten Abschnitt weitet sich der zweite Abschnitt in Richtung der Seite 3.2 konusförmig auf und endet dort mit einem größeren Durchmesser als der Durchmesser der Bohrung des ersten Abschnittes 5.1.These vents 5 pointing away from the page 3.1 the flange portion 3 a first section 5.1 and one on the side 3.2 ending second section 5.2 on. Following the first section, the second section widens towards the side 3.2 cone-shaped and ends there with a larger diameter than the diameter of the bore of the first section 5.1 ,

Die 2 zeigt das Befestigungselement 1 gemäß 1 während eines Fügevorganges mit einem als CFK-Platte ausgebildeten Fahrzeugbauteils 10, wobei der Klebeprozess als Fügevorgang mittels einer Vorrichtung 20 durchgeführt wird.The 2 shows the fastener 1 according to 1 during a joining operation with a vehicle component designed as a CFRP plate 10 , wherein the bonding process as a joining process by means of a device 20 is carried out.

Zunächst wird mittels der Vorrichtung 20 das Befestigungselement 1 auf eine Montagefläche 10.1 der CFK-Platte 10 mittels eines Antriebswerkzeuges 22 mit Antriebsbit aufgesetzt. Anschließend wird der Klebstoff 4 bis zum Schmelzen erwärmt und mittels eines Andruckwerkzeuges 23 der Vorrichtung 20 zum Anpressen des Flanschabschnittes 3 an die Montagefläche 10.1 ein entsprechender Anpressdruck erzeugt, so dass die konkave Seite 3.1 elastisch in eine nahezu ebene Fläche übergeht, jedoch gleichzeitig in dem von dem Klebstoff 4 nicht bedeckten zentralen Bereich der Fläche 3.1 ein Hohlraum 6 entsteht. Zunächst entweicht die im Bereich der Klebefläche 3.11 eingeschlossene Luft durch die Entlüftungsöffnungen 5; anschließend steigt bei ausreichender Viskosität des Klebstoffes 4 dieser durch diese Entlüftungsöffnungen 5 in Richtung der Seite 3.2 des Flanschabschnittes 3 auf. Das Aufsteigen des Klebstoffes 4 zeigt an, dass dieser „flüssig”, also klebfähig ist.First, by means of the device 20 the fastener 1 on a mounting surface 10.1 the CFRP plate 10 by means of a drive tool 22 mounted with drive bit. Subsequently, the adhesive 4 heated to melting and by means of a pressure tool 23 the device 20 for pressing the flange portion 3 to the mounting surface 10.1 generates a corresponding contact pressure, so that the concave side 3.1 elastically merges into a nearly flat surface, but at the same time in that of the adhesive 4 not covered central area of the area 3.1 a cavity 6 arises. At first, it escapes in the area of the adhesive surface 3.11 trapped air through the vents 5 ; subsequently increases with sufficient viscosity of the adhesive 4 this through these vents 5 in the direction of the page 3.2 the flange portion 3 on. The rising of the glue 4 indicates that this is "liquid", ie sticky.

Das Aufsteigen des Klebstoffes 4 in den Entlüftungsöffnungen 5 wird mittels eines Sensors 21, der bspw. als optischer Sensor ausgebildet ist, erfasst, wobei der zweite Abschnitt 2.1 als Aufnahmeraum für den aufsteigenden Klebstoff 4 dient. Mit dem solchen Sensor 21 wird eine Füllstandserkennung realisiert, die als Setzkontrolle dient. Ferner wird aufgrund der Sensorsignale des Sensors 21 die Anpressphase beendet. Mit dem Ende der Anpressphase wird aufgrund der Tendenz des elastischen Flanschabschnittes 3 in die ursprüngliche konkave Form wieder zurückzukehren, in dem Hohlraum 6 ein Unterdruck erzeugt.The rising of the glue 4 in the vents 5 is by means of a sensor 21 , which is formed, for example, as an optical sensor detected, wherein the second section 2.1 as a receiving space for the rising adhesive 4 serves. With the such sensor 21 a level detection is realized, which serves as setting control. Further, due to the sensor signals of the sensor 21 the pressing phase ended. With the end of the Anpressphase is due to the tendency of the elastic flange section 3 to return to the original concave shape, in the cavity 6 generates a negative pressure.

Der aufgestiegene Klebstoff 4 im von dem zweiten Abschnitt 5.2 der Entlüftungsöffnung 5 gebildeten Aufnahmeraum kühlt ab und härtet aus, so dass bei einer Druckentlastung trotz des in dem Hohlraum 6 entstehenden Unterdruckes der Klebstoff 4 nicht vollständig zurückfließt und dadurch die Entlüftungsöffnungen 6 auf der Seite 3.2 des Flanschabschnittes 3 gegenüber dem äußeren Luftdruck abgedichtet werden. Im Detail zeigt dies 3, wonach der Klebstoff 4 im Bereich des zweiten Abschnittes 5.2 der Entlüftungsöffnung 5 einen konusförmigen Abdichtstopfen 5.21 bildet, wobei der im Bereich des ersten Abschnittes 5.1 der Entlüftungsöffnung 5 sich befindende Klebstoff 4 eine Schwindung unter Ausbildung eines Spaltes 5.3 zeigt.The ascended glue 4 in from the second section 5.2 the vent 5 formed receiving space cools and hardens, so that at a pressure relief despite the in the cavity 6 resulting negative pressure of the adhesive 4 does not completely flow back and thereby the vents 6 on the website 3.2 the flange portion 3 sealed against the external air pressure. In detail, this shows 3 after which the adhesive 4 in the area of the second section 5.2 the vent 5 a cone-shaped sealing plug 5.21 forms, wherein in the region of the first section 5.1 the vent 5 self-adhesive 4 a shrinkage to form a gap 5.3 shows.

Die Bohrung des ersten Abschnittes 5.1 der Entlüftungsöffnung 5 kann so klein gewählt werden, dass zum einen der Klebstoff 4 erst ab einer bestimmten Viskosität hindurchfließen kann und zum anderen bei einer Druckentlastung des Flanschabschnittes 3 aufgrund der Schwindung während der Aushärtphase des Klebstoffes 4 dieser nicht vollständig zurückfließen kann und dadurch ein Unterdruck, bspw. in dem Spalt 5.3 der Klebstoffzone entsteht. Dabei hat sich ein Bohrungsdurchmesser des ersten Abschnittes 5.1 der Entlüftungsöffnung 5 zwischen 0, 5 und 1,0 mm als vorteilhaft erwiesen.The hole of the first section 5.1 the vent 5 can be chosen so small that on the one hand the adhesive 4 can only flow from a certain viscosity and the other at a pressure relief of the flange 3 due to shrinkage during the curing phase of the adhesive 4 this can not completely flow back and thereby a negative pressure, for example. In the gap 5.3 the adhesive zone is formed. This has a bore diameter of the first section 5.1 the vent 5 between 0, 5 and 1.0 mm proved to be advantageous.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Befestigungselementes 1 zeigt 4, welches entsprechend des Befestigungselementes 1 nach 1 ebenso aus einem Schaftabschnitt 2 und einem sich daran anschließenden Flanschabschnitt 3 besteht. Ebenso ist auch die dem Schaftabschnitt 2 gegenüberliegende Seite 3.1 des Flanschabschnittes konkav ausgebildet und wird randseitig von einem Steg 3.3 umrandet. An diesen Steg 3.3 schließt sich eine kreisringförmige Klebefläche 3.11 an, die mit einem Klebstoff 4 bzw. eine Klebstoffschicht 4 versehen ist. Damit ergibt sich ebenso eine kreisringförmige Form dieser Klebeschicht 4. Innerhalb dieses Kreisringes der Klebefläche 3.11 weist der Flanschabschnitt 3 ebenso Entlüftungsöffnungen 5 auf, die die Seite 3.1 des Flanschabschnittes 3 mit dessen zum Schaftabschnitt 2 zugewandten Seite 3.2 verbindet, wobei diese Entlüftungsöffnungen 5 direkt an der Umfangsfläche 2.1 des Schaftabschnittes 2 enden.Another embodiment of a fastener according to the invention 1 shows 4 , which according to the fastener 1 to 1 also from a shaft section 2 and a subsequent flange portion 3 consists. Likewise, that is the shaft section 2 opposite side 3.1 the flange portion is concave and is the edge of a web 3.3 border. At this jetty 3.3 closes an annular adhesive surface 3.11 on, with an adhesive 4 or an adhesive layer 4 is provided. This also results in an annular shape of this adhesive layer 4 , Within this annulus of adhesive surface 3.11 has the flange portion 3 also vents 5 on top of that page 3.1 the flange portion 3 with its to the shaft portion 2 facing side 3.2 connects, with these vents 5 directly on the peripheral surface 2.1 of the shaft portion 2 end up.

In der Draufsicht auf das Befestigungselement 1 gemäß 5 ist der kreisförmige Flanschabschnitt 3 zu erkennen, wobei vier Entlüftungsöffnungen 5 vorgesehen sind, die gleichmäßig an der Umfangsfläche 2.1 des Schaftabschnittes 2 verteilt in dem Flanschabschnitt 3 angeordnet sind.In the plan view of the fastener 1 according to 5 is the circular flange section 3 to recognize, with four vents 5 are provided, which are uniform on the peripheral surface 2.1 of the shaft portion 2 distributed in the flange portion 3 are arranged.

Entsprechend den Entlüftungsöffnungen 5 des Befestigungselementes 1 nach 1 sind auch die Entlüftungsöffnungen 5 des Befestigungselementes 1 gemäß den 4 und 5 mit einem ersten Abschnitt 5.1 und einem sich daran anschließenden zweiten Abschnitt 5.2 ausgebildet. Im Unterschied zu denjenigen des Befestigungselementes 1 nach 1 sind die Entlüftungsöffnungen 5 des Befestigungselementes 1 nach 4 mit einer Sacklochbohrung als zweiten Abschnitt 5.2 ausgeformt. Die Bohrung des ersten Abschnittes 5.1 mündet direkt benachbart zur Umfangsfläche 2.1 des Schaftabschnittes 2 in den Sacklochgrund dieser Sacklochbohrung 5.2, die gemäß 5 eine Kontur entsprechend einem Langloch aufweist. Hinsichtlich dieser Langlochform endet die Bohrung des ersten Abschnittes 5.1 unsymmetrisch in dem Sacklochgrund dieser Sacklochbohrung 5.2.According to the vents 5 of the fastening element 1 to 1 are also the vents 5 of the fastening element 1 according to the 4 and 5 with a first section 5.1 and a subsequent second section 5.2 educated. Unlike those of the fastener 1 to 1 are the vents 5 of the fastening element 1 to 4 with a blind hole as the second section 5.2 formed. The hole of the first section 5.1 opens directly adjacent to the peripheral surface 2.1 of the shaft portion 2 in the blind hole bottom of this blind hole 5.2 according to 5 has a contour corresponding to a slot. With regard to this slot shape, the bore of the first section ends 5.1 unbalanced in the blind hole bottom of this blind hole 5.2 ,

Das Fügen eines Befestigungselementes 1 gemäß den 4 und 5 erfolgt in gleicher Weise wie das Fügen des Befestigungselementes 1 gemäß 1 mit der CFK-Platte 10 anhand der 2 und 3 erläutert wurde, wobei auch der als Aufnahmeraum für den aufsteigenden Klebstoff 4 dienende zweite Abschnitt 5.2 der Entlüftungsöffnung 5 nach der Druckentlastung und aufgrund des Aushärtens des Klebstoffes 4 zum Abdichten der Entlüftungsöffnungen 5 gegenüber dem äußeren Luftdruck führt.The joining of a fastener 1 according to the 4 and 5 takes place in the same way as the joining of the fastening element 1 according to 1 with the CFRP plate 10 based on 2 and 3 as well as the receiving space for the rising adhesive 4 serving second section 5.2 the vent 5 to the pressure relief and due to the curing of the adhesive 4 for sealing the vents 5 leads to the external air pressure.

Das weitere Ausführungsbeispiel nach 6 zeigt ein als Mutter ausgeführtes Befestigungselement 1. Dieses Befestigungselement 1 besteht in gleicher Weise wie die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele aus einem Schaftabschnitt 2 und einem sich daran anschließenden Flanschabschnitt 3. Der Schaftabschnitt 2 ist mit einer Sacklochbohrung 2.3 ausgebildet, die ein Innengewinde 2.4 aufweist.The further embodiment according to 6 shows a running as a mother fastener 1 , This fastener 1 consists of a shaft portion in the same way as the embodiments described above 2 and a subsequent flange portion 3 , The shaft section 2 is with a blind hole 2.3 formed, which is an internal thread 2.4 having.

Der Flanschabschnitt 3 weist nur einen geringfügig größeren Durchmesser auf als der Schaftabschnitt 2 und ist mit einer dem Schaftabschnitt 2 gegenüberliegenden konkaven Seite 3.1 ausgebildet. Abgesetzt vom Rand dieser Seite 3.1 ist eine kreisringförmige Klebefläche 3.11 vorgesehen, die mit einem an diese Kreisringform angepassten Klebstoff 4 bzw. Klebstoffschicht belegt ist.The flange section 3 has only a slightly larger diameter than the shaft portion 2 and is with a shaft portion 2 opposite concave side 3.1 educated. Set off from the edge of this page 3.1 is a circular adhesive surface 3.11 provided with an adapted to this circular shape adhesive 4 or adhesive layer is occupied.

Schließlich weist dieses Befestigungselement 1 gemäß 6 auch eine Entlüftungsöffnung 5 auf, die entsprechend der Symmetrielinie A des Befestigungselementes 1 verläuft, also ausgehend vom Zentrum der Seite 3.1 des Flanschabschnittes 3 zentral im Sacklochgrund 2.31 der Sacklochbohrung 2.3 endet. Hierbei ist diese Entlüftungsöffnung 5 entsprechend den Entlüftungsöffnungen 5 nach 4 ausgebildet, weist also einen ersten Abschnitt 5.1 mit einer Bohrung geringen Durchmessers sowie einen hieran sich anschließenden zweiten Abschnitt 5.2 auf, der als Sacklochbohrung hergestellt ist. Diese Sacklochbohrung 5.2 kann im Gegensatz zu denjenigen gemäß den 4 und 5 mit einer kreisförmigen Kontur ausgeführt werden.Finally, this fastener 1 according to 6 also a vent 5 on, according to the line of symmetry A of the fastener 1 runs, so starting from the center of the page 3.1 the flange portion 3 centrally in the Sacklochgrund 2.31 the blind hole 2.3 ends. Here is this vent 5 according to the vents 5 to 4 formed, so has a first section 5.1 with a bore of small diameter and a subsequent second section 5.2 on, which is made as a blind hole. This blind hole 5.2 unlike those according to the 4 and 5 be executed with a circular contour.

Das Fügen eines Befestigungselementes 1 gemäß 6 erfolgt in gleicher Weise wie das Fügen des Befestigungselementes 1 gemäß 1 mit der CFK-Platte 10 anhand der 2 und 3 erläutert wurde. Der als Aufnahmeraum für den aufsteigenden Klebstoff 4 dienende zweite Abschnitt 5.2 der Entlüftungsöffnung 5 führt in gleicher Weise wie oben beschrieben nach der Druckentlastung und aufgrund des Aushärtens des Klebstoffes 4 zum Abdichten der Entlüftungsöffnung 5 gegenüber dem äußeren Luftdruck.The joining of a fastener 1 according to 6 takes place in the same way as the joining of the fastening element 1 according to 1 with the CFRP plate 10 based on 2 and 3 was explained. The as receiving space for the rising adhesive 4 serving second section 5.2 the vent 5 leads in the same way as described above after the pressure relief and due to the curing of the adhesive 4 for sealing the vent opening 5 opposite to the external air pressure.

Das Ausführungsbeispiel eines Befestigungselementes 1 gemäß 7 entspricht in seinem Aufbau demjenigen nach 1, jedoch sind im Unterschied zu dort die Entlüftungsöffnungen 5 als durchgehende Bohrung mit konstantem Durchmesser ausgeführt. Ferner ist zusätzlich auf der zum Schaftabschnitt 2 abgewandten konkaven Seite 3.1 des Flanschabschnittes 3 eine Mulde 3.12 zentrisch auf dieser Seite 3.1 vorgesehen, die sich ausgehend von dieser Seite 3.1 in den Schaftabschnitt 2 erstreckt.The embodiment of a fastener 1 according to 7 in its structure corresponds to the one after 1 However, unlike there are the vents 5 designed as a continuous bore with a constant diameter. Furthermore, in addition to the shaft portion 2 facing away from the concave side 3.1 the flange portion 3 a hollow 3.12 centric on this page 3.1 provided, starting from this page 3.1 in the shaft section 2 extends.

Während des Fügevorganges dieses Befestigungselementes 1 gemäß 2 an einer Montagefläche 10.1 eines Fahrzeugbauteils 10 verteilt sich der kreisringförmig auf der Seite 3.1 angeordnete Klebstoff 4 kreisförmig, so dass dieser Klebstoff 4 nicht nur in den Entlüftungsöffnungen 5 in Richtung der Seite 3.2 des Flanschabschnittes 3 auftaucht, sondern auch teilweise in diese Mulde 3.12 eindringt, jedoch diese nicht vollständig von dem Klebstoff 4 ausgefüllt wird, so dass ein Hohlraum 6 entsteht, der aufgrund der elastischen Wirkung des Flanschabschnittes 3 und wegen der konkaven Ausbildung der Seite 3.1 einen Unterdruck gegenüber dem äußeren Luftdruck aufweist, der zu einer erhöhten Verbindungfestigkeit führt. Auch bei diesem Befestigungselement 1 dient die Entlüftungsöffnung 5 für den aufsteigenden Klebstoff 4 als Aufnahmeraum und führt nach der Druckentlastung und aufgrund des Aushärtens des Klebstoffes 4 zum Abdichten der Entlüftungsöffnung 5 gegenüber dem äußeren Luftdruck.During the joining process of this fastener 1 according to 2 on a mounting surface 10.1 a vehicle component 10 spreads the circular on the side 3.1 arranged adhesive 4 circular, leaving this adhesive 4 not only in the vents 5 in the direction of the page 3.2 the flange portion 3 appears, but also partially in this hollow 3.12 penetrates, but not completely from the adhesive 4 is filled, leaving a cavity 6 arises, due to the elastic effect of the flange 3 and because of the concave formation of the page 3.1 has a negative pressure to the external air pressure, which leads to an increased connection strength. Also with this fastener 1 serves the vent 5 for the rising adhesive 4 as a receiving space and leads to the pressure relief and due to the curing of the adhesive 4 for sealing the vent opening 5 opposite to the external air pressure.

Das letzte Ausführungsbeispiel eines Befestigungselementes 1 gemäß 9 unterscheidet sich von demjenigen nach 7 lediglich dadurch, dass die Entlüftungsöffnungen 5 nicht im Bereich des Flanschabschnittes 3, sondern im Bereich des Schaftabschnittes 2 verlaufen, derart dass die Entlüftungsöffnungen 5 die Mulde 3.12 mit der Umfangsfläche 2.1 des Schaftabschnittes 2 verbinden. Dabei verlaufen die Entlüftungsöffnungen 5 ausgehend von der Mulde 3.12 gegenüber der Flanschebene des Flanschabschnittes 3 leicht ansteigend in Richtung der Umfangsfläche 2.1 des Schaftabschnittes und sind durchgehend mit gleichem Durchmesser hergestellt.The last embodiment of a fastener 1 according to 9 differs from the one after 7 only by the fact that the vents 5 not in the area of the flange section 3 , but in the region of the shaft portion 2 run so that the vents 5 the hollow 3.12 with the peripheral surface 2.1 of the shaft portion 2 connect. The vents run 5 starting from the hollow 3.12 opposite the flange plane of the flange section 3 slightly rising in the direction of the peripheral surface 2.1 the shank portion and are made consistently with the same diameter.

Die 10 zeigt das Befestigungselement 1 gemäß 9 während eines Fügevorganges mit einer Montagefläche 10.1 eines als CFK-Platte ausgeführten Fahrzeugbauteils 10. Aus dieser 10 ist zu erkennen, dass während des Klebeprozesses der Klebstoff 4 über die Mulde 3.12 in die Entlüftungsöffnungen 5 aufsteigt, jedoch gleichzeitig ein Rest der Mulde 3.12 als Hohlraum 6 nicht von dem Klebstoff 4 ausgefüllt wird.The 10 shows the fastener 1 according to 9 during a joining process with a mounting surface 10.1 a vehicle component designed as a CFRP plate 10 , From this 10 It can be seen that during the bonding process, the adhesive 4 over the hollow 3.12 in the vents 5 rises, but at the same time a remainder of the trough 3.12 as a cavity 6 not from the glue 4 is completed.

Auch dieser Hohlraum 6 weist aufgrund der elastischen Wirkung des Flanschabschnittes 3 und wegen der konkaven Ausbildung der Seite 3.1 einen Unterdruck gegenüber dem äußeren Luftdruck auf, der zu einer erhöhten Verbindungfestigkeit führt. Auch bei diesem Befestigungselement 1 dienen die Entlüftungsöffnungen 5 für den aufsteigenden Klebstoff 4 als Aufnahmeraum, so dass nach der Druckentlastung und aufgrund des Aushärtens des Klebstoffes 4 die Entlüftungsöffnung 5 gegenüber dem äußeren Luftdruck abgedichtet wird.Also this cavity 6 points due to the elastic effect of the flange 3 and because of the concave formation of the page 3.1 a negative pressure to the external air pressure, which leads to an increased connection strength. Also with this fastener 1 serve the vents 5 for the rising adhesive 4 as a receiving space, so that after the pressure release and due to the curing of the adhesive 4 the vent 5 is sealed against the external air pressure.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Befestigungselementfastener
22: Schaftabschnitt des Befestigungselementes 1 Shank portion of the fastener 1
2.12.1: Umfangsfläche des Schaftabschnittes 2 Peripheral surface of the shaft portion 2
2.22.2: Außengewinde des SchaftabschnittesExternal thread of the shaft section
2.32.3: SacklochbohrungBlind hole
2.312.31: Sacklochgrund der Sacklochbohrung 2.3 Blind hole bottom of the blind hole 2.3
2.42.4: Innengewinde der Sacklochbohrung 2.3 Internal thread of the blind hole 2.3
33: Flanschabschnitt des Befestigungselementes 1 Flange portion of the fastener 1
3.13.1: Seite des Flanschabschnittes 3 Side of the flange section 3
3.113.11: Klebefläche der Seite 3.1 Adhesive surface of the page 3.1
3.123.12: Mulde der Seite 3.1 Mulde of the page 3.1
3.23.2: Seite des Flanschabschnittes 3 Side of the flange section 3
3.33.3: Stegweb
44: Klebstoff, KlebstoffschichtAdhesive, adhesive layer
55: Entlüftungsöffnungvent
5.15.1: erste Abschnitt der Entlüftungsöffnung 5 first section of the vent 5
5.25.2: zweite Abschnitt der Entlüftungsöffnung 5 second section of the vent 5
5.215.21: Abdichtstopfensealing plug
5.35.3: Spaltgap
66: Hohlraumcavity
1010: Fahrzeugbauteils, CFK-PlatteVehicle component, CFRP plate
10.110.1: Montagefläche des Fahrzeugbauteils 10 Mounting surface of the vehicle component 10
2020: Vorrichtungcontraption
2121: Sensor, Füllstandssensor der Vorrichtung 20 Sensor, level sensor of the device 20
2222: Antriebswerkzeug der Vorrichtung 20 Drive tool of the device 20
2323: Andruckwerkzeug der Vorrichtung 20 Pressure tool of the device 20

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011013682 A1 [0002, 0003, 0004]
DE 10152052 A1 [0005]

Claims

Fastening element ( 1 ) for producing an adhesive bond with a mounting surface ( 10.1 ) of a vehicle component ( 10 ), wherein the fastener ( 1 ) a shank portion ( 2 ) and one to the shaft portion ( 2 ) adjoining flange section ( 3 ) and wherein the shaft portion ( 2 ) opposite side ( 3.1 ) of the flange portion ( 3 ) concave and with an adhesive ( 4 ) having adhesive surface ( 3.11 ), characterized in that the flange portion ( 3 ) at least one vent ( 5 ), which the shaft portion ( 2 ) facing away ( 3.1 ) of the flange portion ( 3 ) with which the shank portion ( 2 ) facing side ( 3.2 ) is connected and formed when pressing the flange ( 3 ) to the mounting surface ( 10.1 ) liquefied adhesive ( 4 ).

Fastening element ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the shank portion ( 2 ) is formed as a sleeve and the vent ( 5 ) within the sleeve ( 2 ) is arranged.

Fastening element ( 1 ) for producing an adhesive bond with a mounting surface ( 10.1 ) of a vehicle component ( 10 ), wherein the fastener ( 1 ) a shank portion ( 2 ) and one to the shaft portion ( 2 ) adjoining flange section ( 3 ) and wherein the shaft portion ( 2 ) opposite side ( 3.1 ) of the flange portion ( 3 ) concave and with an adhesive ( 4 ) having adhesive surface ( 3.11 ), characterized in that - the flange portion ( 3 ) a trough ( 3.12 ) which extends from the shaft portion ( 2 ) facing away ( 3.1 ) of the flange portion ( 3 ) in the shank portion ( 2 ), and - at least one vent ( 5 ) is provided, which the trough ( 3.12 ) with the peripheral surface ( 2.1 ) of the shaft portion ( 2 ) is connected and formed when pressing the flange ( 3 ) to the mounting surface ( 10.1 ) liquefied adhesive ( 4 ).

Fastening element ( 1 ) according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the vent ( 5 ) with one of the shaft portion ( 2 ) facing away ( 3.1 ) of the flange portion ( 3 ) outgoing first section ( 5.1 ) and a subsequent second section ( 5.2 ) for receiving liquefied adhesive ( 4 ) with one opposite the first section ( 5.1 ) is formed enlarged cross-section.

Fastening element ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the second section ( 5.2 ) is formed as a blind hole, such that the first section ( 5.1 ) of the vent ( 5 ) in the blind hole bottom of the blind hole ( 5.2 ) opens.

Fastening element ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the second section ( 5.2 ) is formed starting from the first section ( 5.1 ) conically widening to the shank portion ( 2 ) facing side ( 3.2 ) of the flange portion ( 3 ).

Fastening element ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the vent ( 5 ) as far as possible from the edge of the flange section ( 3 ), preferably adjacent to the shank portion ( 2 ) is arranged.

Fastening element ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the adhesive surface ( 11 ) is annular.

Method for joining a fastening element ( 1 ), in particular a fastening element ( 1 ) according to one of claims 1 to 8 on a mounting surface ( 10.1 ) of a vehicle component ( 10 ), in which - the fastening element ( 1 ) a shank portion ( 2 ) and one to the shaft portion ( 2 ) adjoining flange section ( 3 ) and the shaft portion ( 2 ) opposite side ( 3.1 ) of the flange portion ( 3 ) concave and with an adhesive ( 4 ) having adhesive surface ( 3.11 ), - the flange portion ( 3 ) at least one vent ( 5 ), which the shaft portion ( 2 ) facing away ( 3.1 ) of the flange portion ( 3 ) with which the shank portion ( 2 ) facing side ( 3.2 ) is connected and formed when pressing the flange ( 3 ) to the mounting surface ( 10.1 liquefied adhesive ( 4 ) and the following method steps are carried out: a) placing the adhesive surface ( 3.11 ) on the mounting surface ( 10.1 b) heating the adhesive ( 4 ) to melt it, c) pressing the fastener ( 1 ) to the mounting surface ( 10.1 ) to liquefied adhesive ( 4 ) in the vent ( 5 ), d) depressurization of the fastening element ( 1 ), and e) curing the adhesive ( 4 ).

Method for joining a fastening element ( 1 ), in particular a fastening element ( 1 ) according to one of claims 1 to 8 on a mounting surface ( 10.1 ) of a vehicle component ( 10 ), in which - the fastening element ( 1 ) a shank portion ( 2 ) and one to the shaft portion ( 2 ) adjoining flange section ( 3 ) and the shaft portion ( 2 ) opposite side ( 3.1 ) of the flange portion ( 3 ) concave and with an adhesive ( 4 ) having adhesive surface ( 3.11 ), - the flange portion ( 3 ) a trough ( 3.12 ) which extends from the shaft portion ( 2 ) facing away ( 3.1 ) of the flange portion ( 3 ) in the shank portion ( 2 ), and - at least one vent ( 5 ) is provided, which the trough ( 3.12 ) with the peripheral surface ( 2.1 ) of the shaft portion ( 2 ) is connected and formed when pressing the flange ( 3 ) to the mounting surface ( 10.1 ) liquefied adhesive ( 4 ) and the following method steps are carried out: a) placing the adhesive surface ( 3.11 ) on the mounting surface ( 10.1 b) heating the adhesive ( 4 ) to melt it, c) pressing the fastener ( 1 ) to the mounting surface ( 10.1 ) to liquefied adhesive ( 4 ) in the vent ( 5 ), d) depressurization of the fastening element ( 1 ), and e) curing the adhesive ( 4 ).

A method according to claim 9 or 10, characterized in that the level of the vent ( 5 ) with adhesive ( 4 ) according to method step c by means of a sensor ( 21 ) is detected.

Method according to one of claims 9 to 11, characterized in that the vent opening ( 5 ) with one of the shaft portion ( 2 ) facing away ( 3.1 ) of the flange portion ( 3 ) outgoing first section ( 5.1 ) and a subsequent second section ( 5.2 ) for receiving excess adhesive ( 4 ) with one opposite the first section ( 5.1 ) enlarged cross-section is formed.

Method according to one of claims 9 to 12, characterized in that the vent opening ( 5 ), preferably in the region of its first section ( 5.1 ) is formed with a diameter at which the adhesive ( 4 ) according to method step c only at a predetermined viscosity in the vent opening ( 5 ) ascends.