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Die Erfindung betrifft ein Bauteil für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verstärkungselement für ein Bauteil eines Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren zur Montage eines Bauteils gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 8.
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Aus der
DE 10 2012 022 876 B4 sowie aus der
DE 10 2012 022 876 A1 ist ein Verstärkungselement für ein Hohlprofil bekannt. Dieses Verstärkungselement weist einen Bolzenabschnitt mit einem Kopfabschnitt auf, wobei an dem Bolzenabschnitt wenigstens ein Paar von axial versetzten und gegenüberliegenden abstehenden Armabschnitten angeordnet ist. Diese Armabschnitte weisen jeweils endseitig eine Anlagefläche auf, mittels welchen seitliche Wände des Hohlprofils abgestützt werden können. Zu seiner Befestigung wird das Verstärkungselement mit dem Hohlprofil verschweißt, beispielsweise an seinem Kopfabschnitt und den seitlichen Anlageflächen. Dabei ist es nicht vorgesehen, an dem Verstärkungselement weitere Bauteile befestigen zu können.
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Ein Bauteil für ein Kraftfahrzeug kann in einer sogenannten Sandwichbauweise ausgebildet sein, wobei es dann wenigstens eine erste Deckschicht, eine zweite Deckschicht und eine dazwischen angeordnete Kernschicht aufweist. Mindestens ein weiteres Bauteil kann an diesem Bauteil mittels einer Befestigungsvorrichtung befestigt werden, welche wenigstens teilweise in einer Durchgangsöffnung durch die Schichten des Bauteils angeordnet ist.
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Vorteilhaft an einem Bauteil in Sandwichbauweise ist sein geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher Steifigkeit. Damit eignen sich sogenannte Sandwichbauteile insbesondere als Strukturbauteile. Nachteilig ist jedoch, dass es schwierig ist, weitere Bauteile an einem Sandwichbauteil befestigen zu können. Kräfte müssen dabei besonders konstruktionsgerecht in die verschiedenen Schichten eines Sandwichbauteils eingeleitet werden. Andernfalls kann das Bauteil leicht überlastet werden. Befestigungsvorrichtungen, welche diesen Anforderungen gerecht werden, sind dabei häufig unlösbar mit dem Bauteil in Sandwichbauweise verbunden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bauteil für ein Kraftfahrzeug, ein Verstärkungselement für ein Bauteil und ein Verfahren zur Montage eines Bauteils zu schaffen, welches das Befestigen eines weiteren Bauteils mit einer besonders konstruktionsgerechten Krafteinleitung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Bauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Zudem wird diese Aufgabe durch ein Verstärkungselement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des Bauteils als vorteilhafte Ausgestaltungen des Verstärkungselements und des Verfahrens und umgekehrt anzusehen sind.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Bauteil für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer ersten Deckschicht, einer zweiten Deckschicht und einer dazwischen angeordneten Kernschicht, welches mindestens eine wenigstens teilweise in einer Durchgangsöffnung durch die Schichten des Bauteils angeordneten Befestigungsvorrichtung zum Befestigen mindestens eines weiteren Bauteils aufweist. Die Deckschichten können dabei beispielsweise als Blech, Metallband oder Kunststoffplatte ausgebildet sein. Die Kernschicht kann beispielsweise aus Blech, insbesondere Wellblech, Papierwaben, Pappe, Schaumstoffen, Mineralwollen, Balsaholz und/oder Verbundwerkstoffen bestehen. Das Bauteil wird im Weiteren auch als Sandwichbauteil bezeichnet. Die Schichten des Bauteils können auch gemeinsam als Sandwichplatte bezeichnet werden.
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Erfindungsgemäß ist es dabei vorgesehen, dass mindestens ein Verstärkungselement mit einer Durchgangsöffnung in wenigstens teilweiser Überdeckung mit der Durchgangsöffnung durch die Schichten des Bauteils in einer Ausnehmung in der Kernschicht zwischen den Deckschichten angeordnet ist, an welchen die zwei Deckschichten wenigstens in einem Teilbereich abgestützt sind, wobei die Befestigungsvorrichtung wenigstens teilweise in der Durchgangsöffnung des Verstärkungselements angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Befestigungsvorrichtung so ausgebildet, dass das weitere Bauteil lösbar befestigbar ist. Die Befestigungsvorrichtung kann durch ihre Entnahme aus der Durchgangsöffnung des Verstärkungselements einfach demontiert werden. Es kann sich also um eine lösbare Befestigungsvorrichtung handeln.
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Das Verstärkungselement ist beispielsweise als Hülse ausgebildet. Mittels des Verstärkungselements sind die Deckschichten in dem Teilbereich, in welchem mittels der Befestigungsvorrichtung Kräfte in das Bauteil eingeleitet werden, abgestützt. Dadurch können diese Kräfte besonders gut aufgenommen werden. Insbesondere werden diese Kräfte in die Deckschichten eingeleitet. Dadurch ist die Befestigungsvorrichtung besonders konstruktionsgerecht für ein Sandwichbauteil.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Bauteils ist es vorgesehen, dass die Befestigungsvorrichtung eine Spannvorrichtung umfasst, mittels welcher die zwei Deckschichten gegen das Verstärkungselement verspannbar sind. So können die beiden Deckschichten von beiden Seiten statisch bestimmt festgelegt werden. Kräfte können so besonders gut in beide Deckschichten eingeleitet werden. Durch Lösen der Spannvorrichtung ist die Befestigungsvorrichtung und/oder die Befestigung des weiteren Bauteils besonders einfach lösbar. Das Verspannen der Deckschichten mittels der Spannvorrichtung ist erst aufgrund des vorgesehenen Verstärkungselements möglich. Werden die zwei Deckschichten ohne ein dazwischen angeordnetes Verstärkungselement beispielsweise mittels einer Schraubverbindung, welche in der Durchgangsöffnung durch die Schichten wenigstens teilweise angeordnet ist, verspannt, so könnten anderenfalls die Deckschichten und/oder die Kernschicht leicht beschädigt werden. Eine solche Beschädigung könnte auch leicht aufgrund von durch die Befestigungsvorrichtung eingeleiteten Kräften auftreten. Dies wird besonders zuverlässig durch das Verstärkungselement verhindert. Es können also besonders große Kräfte in das Bauteil mittels der Befestigungsvorrichtung eingeleitet werden. Das heißt auch, das höher belastete und/oder schwerere Bauteile an dem Sandwichbauteil befestigt werden können.
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Ein Toleranzausgleich zwischen einer Höhe des Verstärkungselements und einer Höhe der Kernschicht kann dadurch erfolgen, dass die Deckschichten geringfügig plastisch und/oder elastisch verformt werden. Die Deckschichten können zum Toleranzausgleich beispielsweise entweder leicht von der Ausnehmung durch ein zu großes bzw. zu hohes Verstärkungselement weggewölbt werden oder mittels der Spannvorrichtung in Richtung der Ausnehmung nach innen gewölbt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Bauteils ist es vorgesehen, dass das Verstärkungselement in der Ausnehmung zwischen einer Stützstellung, in welcher sich die Durchgangsöffnung des Verstärkungselements und die Durchgangsöffnung durch die Schichten des Bauteils in wenigstens teilweiser Überdeckung befinden, und einer Entnahmestellung, in welcher das Verstärkungselement durch wenigstens eine Öffnung in wenigstens einer der zwei Deckschichten aus der Ausnehmung entnehmbar ist, bewegbar ist. Bei der Stützstellung handelt es sich um die Stellung, in welcher die Teilbereiche der zwei Deckschichten gegen das Verstärkungselement mittels der Spannvorrichtung verspannbar sind. Das Verstärkungselement ist aus der Ausnehmung und damit der Kernschicht entnehmbar, wodurch dieses gemeinsam mit der Befestigungsvorrichtung entfernt bzw. demontiert werden kann. Umgekehrt kann das Verstärkungselement so über die wenigstens eine Öffnung in einer der zwei Deckschichten erst montiert werden, wenn auch die Befestigungsvorrichtung montiert werden soll.
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Dazu können wenigstens zwei verschiedene Teilbereiche in der Ausnehmung vorgesehen sein. Ein erster Teilbereich kann zu der Öffnung in einer der zwei Deckschichten korrespondieren, sodass hier das Verstärkungselement eingelegt werden kann. Ein zweiter Teilbereich der Ausnehmung korrespondiert dann zu der Stützstellung. Das Verstärkungselement kann in diesem zweiten Teilbereich der Ausnehmung so angeordnet werden, dass sich seine Durchgangsöffnung in wenigstens teilweiser Überdeckung mit der Durchgangsöffnung durch die Schichten befindet. Der zweite Teilbereich kann also beispielsweise ein Freiraum in der Kernschicht um die Durchgangsöffnung sein, in welcher das beispielsweise als Hülse ausgebildete Verstärkungselement angeordnet sein kann. Dabei kann der zweite Teilbereich der Ausnehmung wenigstens teilweise so durch die Deckschichten bedeckt sein, dass das Verstärkungselement in Stützstellung nicht entnehmbar ist und/oder aus der Ausnehmung ohne Weiteres fallen kann.
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Die Ausnehmung kann beispielsweise als Langloch in der Kernschicht ausgebildet sein. In dieses Langloch kann das Verstärkungselement durch die Öffnung in eine der zwei Deckschichten eingelegt werden. Durch Verschieben des Verstärkungselements entlang dieses Langlochs kann dann das Verstärkungselement in die Stützstellung bewegt werden. Das heißt, das Verstärkungselement wird innerhalb der Ausnehmung der Kernschicht so verschoben, dass seine Durchgangsöffnung beispielsweise mit der Durchgangsöffnung durch die Schichten fluchtet. Das Verstärkungselement kann dabei beispielsweise durch die Deckschichten gehalten werden, sodass es nicht in der Stützstellung aus der Ausnehmung herausfallen kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Bauteils ist es vorgesehen, dass das Bewegen des Verstärkungselements von der Stützstellung in die Entnahmestellung durch die wenigstens teilweise in den Durchgangsöffnungen angeordnete Befestigungsvorrichtung blockiert ist. Das Verstärkungselement kann durch die Befestigungsvorrichtung und/oder durch die Spannvorrichtung gegen ein ungewolltes Bewegen aus der Stützstellung gesichert werden. Beispielsweise kann dazu eine Schraubverbindung der Befestigungsvorrichtung durch die Durchgangsöffnung der Schichten und des Verstärkungselements gesteckt werden. So ist sichergestellt, dass das Verstärkungselement jederzeit die Deckschichten abstützen kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Bauteils ist es vorgesehen, dass ein Querschnitt der Öffnung in der wenigstens einen Deckschicht zu einem Querschnitt des Verstärkungselements korrespondiert und das Verstärkungselement durch eine Rotation gegen eine Herausnahme aus der Ausnehmung sicherbar ist. Gleichzeitig kann das Verstärkungselement durch die Rotation aus der Entnahmestellung in die Stützstellung bewegt werden. Die Rotation kann beispielsweise um eine Längsachse durch die Durchgangsöffnung erfolgen. Beispielsweise weist das Verstärkungselement einen ovalen oder rechteckigen Querschnitt auf. Durch die Rotation wird wenigstens ein Teilbereich des Verstärkungselements bzw. dessen Querschnitts unter die Deckschichten gedreht. Dieser Teilbereich kann dann die Deckschichten abstützen und sichert gleichzeitig das Verstärkungselement gegen eine ungewollte Entnahme und/oder ein Herausfallen aus der Ausnehmung.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verstärkungselement für ein Bauteil eines Kraftfahrzeugs. Erfindungsgemäß ist das Verstärkungselement in einer Ausnehmung in einer Kernschicht zwischen zwei Deckschichten des Bauteils anordenbar. An dem Verstärkungselement sind die zwei Deckschichten wenigstens in einem Teilbereich abstützbar. Das Verstärkungselement weist mindestens eine Durchgangsöffnung auf, welche bei Anordnung des Verstärkungselements in der Ausnehmung in wenigstens teilweiser Überdeckung mit einer Durchgangsöffnung durch die Schichten des Bauteils anordenbar ist, wobei teilweise eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen mindestens eines weiteren Bauteils in der Durchgangsöffnung des Verstärkungselements anordenbar ist. Mittels des Verstärkungselements können Kräfte der Befestigungsvorrichtung besonders gut in die zwei Deckschichten des Bauteils eingeleitet werden. Dabei ist die Befestigung des weiteren Bauteil vorzugsweise lösbar ausgeführt.
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Bei dem Bauteil, welches mit dem Verstärkungselement gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt verstärkbar ist, kann es sich insbesondere um ein Bauteil gemäß dem ersten Erfindungsaspekt handeln. Die sich aus der Verwendung des Bauteils gemäß dem ersten Erfindungsaspekt ergebenden Merkmale und Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Erfindungsaspekts zu entnehmen, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Erfindungsaspekts und umgekehrt anzusehen sind.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verstärkungselements ist es vorgesehen, dass an dem Verstärkungselement ein Werkzeugeingriff für eine Bewegung des Verstärkungselements in der Ausnehmung des Bauteils vorgesehen ist. Als Werkzeugeingriff kann beispielsweise die Durchgangsöffnung des Verstärkungselements dienen. Beispielsweise kann die die Durchgangsöffnung begrenzenden Wandungen des Verstärkungselements als Innensechskant ausgebildet sein. Dieser Werkzeugeingriff für einen Sechskantschlüssel ermöglicht besonders einfach eine Rotation des Verstärkungselements in der Ausnehmung. Mittels eines Werkzeugeingriffs kann das Verstärkungselement besonders einfach bewegt werden, insbesondere kann das Verstärkungselement mittels des Werkzeugeingriffs auch maschinell in dem Bauteil in der Ausnehmung montiert werden. Gleichzeitig kann mittels des Werkzeugeingriffs auch eine Ausrichtung bzw. Orientierung des Verstärkungselements in der Stützposition von außerhalb des Bauteils überprüft werden.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines Bauteils für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer ersten Deckschicht, einer zweiten Deckschicht und einer dazwischen angeordneten Kernschicht, und mindestens einer Durchgangsöffnung durch die Schichten. Dabei wird ein Verstärkungselement in einer Ausnehmung der Kernschichten angeordnet, Wobei sich die zwei Deckschichten wenigstens in einem Teilbereich an dem Verstärkungselement abstützen und wobei sich eine Durchgangsöffnung des Verstärkungselements und die Durchgangsöffnung durch die Schichten des Bauteils in wenigstens teilweiser Überdeckung befinden. Eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen mindestens eines weiteren Bauteils wird wenigstens teilweise in der Durchgangsöffnung des Verstärkungselements angeordnet. Falls die Befestigungsvorrichtung eine Spannvorrichtung umfasst, werden die zwei Deckschichten gegen das Verstärkungselement mittels dieser Spannvorrichtung verspannt. Aufgrund des Verstärkungselements können besonders hohe Kräfte von der Befestigungsvorrichtung in das Bauteil eingeleitet werden. Das weitere Bauteil kann an dem Sandwichbauteil mittels der Befestigungsvorrichtung gleichzeitig bei dessen Anordnen in der Durchgangsöffnung oder nachträglich vorzugsweise lösbar befestigt werden.
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Die sich aus der Verwendung des Bauteils gemäß dem ersten Erfindungsaspekt und/oder aus der Verwendung des Verstärkungselements gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt ergebenden Merkmale und Vorteile sind den Beschreibungen des ersten und/oder des zweiten Erfindungsaspekts zu entnehmen, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten und/oder des zweiten Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Erfindungsaspekts anzusehen sind.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Verstärkungselement in einer Entnahmestellung in die Ausnehmung eingelegt wird und danach in eine Stützstellung, in welcher die zwei Deckschichten gegen das Verstärkungselement mittels der Spannvorrichtung verspannbar sind, bewegt wird. So kann das Verstärkungselement besonders einfach montiert werden. Zudem können so besonders hohe Kräfte durch die Befestigungsvorrichtung in das Bauteil eingeleitet werden, da das Verstärkungselement die zwei Deckschichten in der Stützstellung besonders gut abstützen kann. Außerdem kann so das Verstärkungselement gemeinsam mit der Befestigungsvorrichtung und/oder dem weiteren Bauteil montiert und demontiert werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, dass wenigstens ein Teilbereich der Ausnehmung in der Kernschicht erst durch das Bewegen des Verstärkungselements aus der Entnahmestellung in die Stützstellung gebildet wird. Ein Teilbereich der Ausnehmung, in welche das Verstärkungselement in der Entnahmestellung eingelegt wird, ist beispielsweise bereits vorher in die Kernschicht gefräst. Der Teilbereich der Ausnehmung, in welcher sich das Verstärkungselement in Stützstellung befindet, wird dagegen beispielsweise erst durch das Bewegen des Verstärkungselements in die Stützstellung gebildet. Dabei wird beispielsweise die Kernschicht in diesem Bereich durch Verdrängung von Schaum oder beispielsweise das Zertrennen von Wandungen einer als Honeycomb ausgebildeten oder aus Wellblech gebildeten Kernschicht zerstört. Beispielsweise kann das Verstärkungselement in der Ausnehmung in Entnahmestellung platziert werden, wobei dann ein Querschnitt der Ausnehmung noch zu einem Querschnitt des Verstärkungselements korrespondiert, und dann in die Stützstellung zum Bilden des Teilbereichs der Ausnehmung rotiert werden. Der Teilbereich der Ausnehmung muss also nicht vorher gefertigt werden. Dadurch ist die Fertigung des Bauteils besonders kostengünstig und/oder es werden besonders wenige Fertigungsschritte benötigt. Außerdem kann so der Teilbereich der Ausnehmung besonders gut zu einer Form des Verstärkungselements korrespondieren.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigt:
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1 in einer schematischen Schnittansicht ein Bauteil für ein Kraftfahrzeug mit einer Befestigungsvorrichtung zum Befestigen mindestens eines weiteren Bauteils und mit einem Verstärkungselement;
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2 in einer schematischen Perspektivansicht das Verstärkungselement gemäß 1;
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3 in einer schematischen Perspektivansicht eine Stützstellung des Verstärkungselements in dem Bauteil gemäß 1;
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4 veranschaulicht in einer schematischen Perspektivansicht ein Verfahren zur Montage des Bauteils gemäß 1, wobei das Verstärkungselement eine andere Ausgestaltungsform als in 1 hat; und
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5 zeigt in einer schematischen Draufsicht des Bauteils gemäß 1 eine Gestaltung einer Ausnehmung für das Verstärkungselement.
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1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht ein Bauteil 10 für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer ersten Deckschicht 12, einer zweiten Deckschicht 14 und einer dazwischen angeordneten Kernschicht 16, welche mindestens eine wenigstens teilweise in einer Durchgangsöffnung 18 durch die Schichten 12, 14, 16 des Bauteils 10 angeordnete Befestigungsvorrichtung 20 zum Befestigen mindestens eines weiteren Bauteils aufweist. Die zwei Deckschichten 12, 14 sind beispielsweise als Metallbleche ausgebildet. Die dazwischen angeordnete Kernschicht 16 ist beispielsweise als Wellpappe, Wellblech und/oder Honeycomb ausgebildet. Das Bauteil 10 ist also in Sandwichbauweise ausgebildet und wird deswegen auch als Sandwichbauteil bezeichnet. Mittels der Befestigungsvorrichtung 20 kann beispielsweise ein weiteres Sandwichbauteil mit dem Bauteil 10 lösbar verbunden werden. Dazu umfasst die Befestigungsvorrichtung 20 beispielsweise eine Spannvorrichtung 28 in Form einer Mutter-Schrauben-Verbindung. Die auf die Befestigungsvorrichtung 20 einwirkenden Kräfte sollen dabei vorzugsweise in die zwei Deckschichten 12, 14 eingeleitet werden. Dann werden diese Kräfte besonders konstruktionsgerecht für eine Sandwichbauweise übertragen. Dies ist mit einer simplen Schrauben-Mutter-Verbindung aber alleine nicht ohne Weiteres möglich.
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Aus diesem Grund weist das Bauteil 10 mindestens ein Verstärkungselement 22 mit einer Durchgangsöffnung 24 in wenigstens teilweiser Überdeckung mit der Durchgangsöffnung 18 durch die Schichten 12, 14, 16 des Bauteils 10 auf. Das Verstärkungselement 22 ist in einer Ausnehmung 26 in der Kernschicht 16 zwischen den Deckschichten 12, 14 angeordnet. Die zwei Deckschichten 12, 14 sind mittels des Verstärkungselements 22 wenigstens in einem Teilbereich abgestützt. Dadurch sind von der Befestigungsvorrichtung 20 auf das Bauteil 10 einwirkende Kräfte besonders gut in die Deckschichten 12, 14 einleitbar. Die Befestigungsvorrichtung 20 ist dazu wenigstens teilweise in der Durchgangsöffnung 24 des Verstärkungselements 22 angeordnet. Das Verstärkungselement 22 ist dabei vorzugsweise stabiler als die Kernschicht 16. So kann das Verstärkungselement 22 in dem Bereich der Krafteinleitung größere Kräfte abstützen, welche durch die Befestigungsvorrichtung 20 auf die Deckschichten 12, 14 einwirken, als die Kernschicht 16 alleine.
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Insbesondere können die zwei Deckschichten 12, 14 mittels einer Spannvorrichtung 28 der Befestigungsvorrichtung 20 gegen das Verstärkungselement 22 verspannt werden. Dadurch werden die beiden Deckschichten 12, 14 statisch von beiden Seiten bestimmt festgelegt. Als Spannvorrichtung 28 dient beispielsweise die Schrauben-Mutter-Verindung der Befestigungsvorrichtung 20.
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Eine Höhe des Verstärkungselements 22 entspricht dazu vorzugsweise der Höhe der Kernschicht 16. Ein Toleranzausgleich kann dadurch erfolgen, dass die zwei Deckschichten 12, 14 im Bereich ihrer Abstützung durch das Verstärkungselement 22 leicht plastisch und/oder elastisch auseinandergebogen werden oder durch Spannvorrichtung 28 leicht plastisch und/oder elastisch auf das Verstärkungselement 22 zu gebogen werden.
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2 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine beispielhafte Ausgestaltungsform des Verstärkungselements 22. Das Verstärkungselement 22 ist hier als ein Teil mit ovalem Querschnitt mit der Durchgangsöffnung 24 ausgebildet. Alternativ kann das Verstärkungselement 22 beispielsweise auch als runde Hülse ausgebildet sein. Diese Ausgestaltungsform des Verstärkungselements 22 ist in 4 gezeigt.
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Das Verstärkungselement 22 ist in der Ausnehmung 26 zwischen einer Stützstellung, in welcher sich die Durchgangsöffnung 24 des Verstärkungselements 22 und die Durchgangsöffnung 18 durch die Schichten 12, 14, 16 des Bauteils 10 in wenigstens teilweiser Überdeckung befinden, und einer Entnahmestellung, in welcher das Verstärkungselement 22 durch wenigstens eine Öffnung 30 in wenigstens einer der zwei Deckschichten 12, 14 aus der Ausnehmung 26 entnehmbar ist, bewegbar.
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3 zeigt dabei in einer schematischen Perspektivansicht das Verstärkungselement 22 in seiner Stützstellung. Dabei ist besonders gut zu erkennen, dass ein Querschnitt der Öffnung 30 der Deckschicht 12 zu einem Querschnitt des ovalen Verstärkungselements 22 gemäß 2 korrespondiert. Das Verstärkungselement 22 kann also in die Ausnehmung 26 in einer bestimmten Winkelausrichtung durch die Öffnung 30 eingesetzt werden.
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Dann befindet sich das Verstärkungselement 22 in der Entnahmestellung. Durch eine Rotation des Verstärkungselements 22 um eine Längsachse durch die Durchgangsöffnung 24 kann das Verstärkungselement 22 in die Stützstellung bewegt werden. Dann befindet sich ein Teilbereich des Verstärkungselements 22 zwischen den zwei Deckschichten 12, 14. Dieser Teilbereich des Verstärkungselements 22 stützt dort einen Teilbereich der zwei Deckschichten 12, 14 ab. Eine solche Montage ist besonders schnell und einfach möglich.
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Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Teilbereich der Ausnehmung 26 in der Kernschicht 16, in welchem das Verstärkungselement 22 einen Teilbereich die Deckschichten 12, 14 abstützt, erst durch das Bewegen des Verstärkungselements 22 aus der Entnahmestellung in die Stützstellung gebildet wird. Mit anderen Worten wird die Kernschicht 16 in dem Teilbereich, in welchem das Verstärkungselement 22 die zwei Deckschichten 12, 14 abstützt, erst durch das Bewegen des Verstärkungselements 22 in die Stützstellung zum dortigen Bilden der Ausnehmung 26 entfernt. Im in 3 gezeigten Beispiel rotiert also das Verstärkungselement 22 in die Kernschicht 16 und zertrennt dabei beispielsweise die Pappe der Kernschicht 16. Beispielsweise kann das Verstärkungselement 22 dort auch einen Schaum der Kernschicht 16 verdrängen. Dadurch sind die Fertigung des Bauteils 10 und die Montage des Verstärkungselements 22 besonders kostengünstig.
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Um des Verstärkungselements 22 besonders einfach Bewegen zu können, weist dieses einen Werkzeugeingriff 32 auf. In 2 und 3 ist gezeigt, dass der Werkzeugeingriff 32 als Innensechskant durch die Wandungen der Durchgangsöffnung 24 des Verstärkungselements 22 ausgebildet ist. Dadurch ist insbesondere eine besonders einfache Rotation des Verstärkungselements 22 möglich. Insbesondere können so hohe Kräfte auf das Verstärkungselement 22 bei der Rotation übertragen werden, sodass die Kernschicht 16 zur Ausbildung des Teilbereichs der Ausnehmung 26 für die Stützstellung verdrängt und/oder zerstört werden kann. Außerdem ist so eine maschinelle und automatische Montage des Verstärkungselements 22 möglich.
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Alternativ kann die Ausnehmung 26 in die Kernschicht 16 auch vor einer Montage des Verstärkungselements 22 eingebracht werden. Dazu wird beispielsweise die Öffnung 30 in die Deckschicht 12 gebohrt und anschließend ein Langloch wenigstens teilweise unterhalb der Deckschicht 12 in die Kernschicht 16 gefräst. Alternativ kann die Ausnehmung 26 in die Kernschicht 16 auch vor einem Anbringen einer der zwei Deckschichten 12, 14 eingebracht werden. Bei beiden Methoden ist besonders vorteilhaft, dass durch das Fertigen der Ausnehmung 26 jeweilige Verbindungen zwischen der Kernschicht 16 und den Deckschichten 12, 14 besonders wenig gefährdet sind sich zu lösen. Es besteht also kein oder nur ein besonders geringes Risiko der Delamination zwischen der Kernschicht 16 und den jeweiligen Deckschichten 12, 14.
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Die Öffnung 30 in der Deckschicht 12 kann dabei ebenfalls als Langloch ausgebildet sein. Dadurch wird insbesondere das Bewegen des Verstärkungselements 22 aus der Entnahmestellung in die Stützstellung besonders einfach ermöglicht. In diesem Fall umfasst die Öffnung 30 auch die Durchgangsöffnung 18 in der Deckschicht 12. Beispielhafte Ausgestaltungsformen der Ausnehmung 26 und der Öffnung 30 sind in den schematischen Perspektivansichten von 3 und 4 und in der schematischen Draufsicht in 5 gezeigt.
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4 veranschaulicht die Montage des Bauteils 10. Das Verstärkungselement 22 wird durch die Öffnung 30 in die Ausnehmung 26 eingelegt. Dies ist durch Pfeil 34 veranschaulicht. Anschließend wird das Verstärkungselement 22 innerhalb der als Langloch ausgebildeten Ausnehmung 26 so bewegt, dass sich seine Durchgangsöffnung 24 in Überdeckung mit der Durchgangsöffnung 18 der Schichten 12, 14, 16 des Bauteils 10 befindet. Das Verstärkungselement 22 wird also aus der Entnahmestellung in die Stützstellung bewegt, was durch Pfeil 36 veranschaulicht ist. Anschließend wird die Befestigungsvorrichtung 20 montiert. Zu diesem Zweck wird eine Schraube 38 durch die Durchgangsöffnung 24 des Verstärkungselements 22 und damit auch durch die Durchgangsöffnung 18 der Schichten 12, 14, 16 des Bauteils 10 gesteckt. Dies ist durch Pfeil 40 veranschaulicht. Dadurch ist das Verstärkungselement 22 in seiner Stützposition festgelegt und gesichert. Anschließend wird die Schraube 38 durch die Mutter 42 an dem Bauteil 10 festgelegt. Durch Anziehen dieser Schrauben-Mutter-Verbindung werden die zwei Deckschichten 12, 14 gegen das Verstärkungselement 22 in Stützposition verspannt, sodass Kräfte besonders gut von der Befestigungsvorrichtung 20 in die zwei Deckschichten 12, 14 und damit das Bauteil 10 eingeleitet werden können. Das weitere Bauteil, welches an dem Bauteil 10 mittels der Befestigungsvorrichtung 20 befestigt werden soll, kann dabei gleichzeitig mit der Schrauben-Mutter-Verbindung montiert werden. Alternativ kann das weitere Bauteil auch erst anschließend beispielsweise mittels einer weiteren Schraubverbindung an der Befestigungsvorrichtung 20 befestigt werden.
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5 veranschaulicht nochmals in einer Draufsicht mit dem Pfeil 36 das Bewegen des Verstärkungselements 22 in der Ausnehmung 26. Dabei ist in 5 gezeigt, dass die Öffnung 30 in der Deckschicht 12 in der Entnahmestellung des Verstärkungselements 22 zu einem Querschnitt des Verstärkungselements 22 korrespondiert. In der Stützstellung des Verstärkungselements 22 ist die Öffnung 30 über dem Verstärkungselement 22 dagegen nur so groß, dass die Schraube 38 durch diese gesteckt werden kann, aber nicht das Verstärkungselement 22 aus der Ausnehmung 26 herausgenommen oder herausfallen kann.
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Mittels der Erfindung ist es also möglich, ein weiteres Bauteil mit einem Bauteil 10 in Sandwichbauweise besonders einfach und mit einer für ein Sandwichbauteil besonders konstruktionsgerechten Kraftübertragung zu verbinden. Das weitere Bauteil kann mit einer einfachen Verschraubung mit Mutter 42 und Schraube 38 befestigt werden, wobei aufgrund des Verstärkungselements 22 beide Deckschichten 12, 14 von beiden Seiten fixiert sind. Dadurch ist eine besonders gute Krafteinleitung möglich. Es handelt sich um eine lösbare Verbindung mit einer besonders einfachen Verbindungstechnik. Die Befestigungsvorrichtung 20 und auch das Verstärkungselement 22 können dabei problemlos vom Bauteil 10 entfernt werden, wenn diese nicht mehr benötigt werden. Ebenso kann die Befestigungsvorrichtung 20 und auch das Verstärkungselement 22 problemlos an einem Sandwichbauteil nachgerüstet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012022876 B4 [0002]
- DE 102012022876 A1 [0002]
