DE102017119940A1 - Force application element - Google Patents

Force application element Download PDF

Info

Publication number
DE102017119940A1
DE102017119940A1 DE102017119940.3A DE102017119940A DE102017119940A1 DE 102017119940 A1 DE102017119940 A1 DE 102017119940A1 DE 102017119940 A DE102017119940 A DE 102017119940A DE 102017119940 A1 DE102017119940 A1 DE 102017119940A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cover layer
longitudinal axis
layer
insert
along
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102017119940.3A
Other languages
German (de)
Inventor
Berend Denkena
Carsten Schmidt
Lukas Gross
Peter Horst
Alexander Herwig
Dieter Meiners
Jonathan Serna Gonzalez
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leibniz Universitaet Hannover
Technische Universitaet Braunschweig
Technische Universitaet Clausthal
Original Assignee
Leibniz Universitaet Hannover
Technische Universitaet Braunschweig
Technische Universitaet Clausthal
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leibniz Universitaet Hannover, Technische Universitaet Braunschweig, Technische Universitaet Clausthal filed Critical Leibniz Universitaet Hannover
Priority to DE102017119940.3A priority Critical patent/DE102017119940A1/en
Publication of DE102017119940A1 publication Critical patent/DE102017119940A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B21/00Means for preventing relative axial movement of a pin, spigot, shaft or the like and a member surrounding it; Stud-and-socket releasable fastenings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/01Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening elements specially adapted for honeycomb panels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B11/00Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding
    • F16B11/006Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding by gluing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B43/00Washers or equivalent devices; Other devices for supporting bolt-heads or nuts
    • F16B2043/008Washers or equivalent devices; Other devices for supporting bolt-heads or nuts with a cavity for receiving the bolt head in order to make a flush surface

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Krafteinleitungselement (2, 4) für eine Sandwichstruktur (1) mit einer ersten Deckschicht (10), mit wenigstens einem Kern (13) und mit einer zweiten Deckschicht (14) entlang einer Längsachse (X), mit einem Einsatzelement (2), wobei das Einsatzelement (2) einen Anlagebereich (20) für die erste Deckschicht (10) aufweist, welcher ausgebildet ist, mit der ersten Deckschicht (10) einen flächigen Kontakt in Richtung der Längsachse (X) herzustellen, wobei das Einsatzelement (2) ausgebildet ist, sich von dem Anlagebereich (20) für die erste Deckschicht (10) entlang der Längsachse (X) durch die Sandwichstruktur (1) hindurch zu erstrecken. Das Krafteinleitungselement (2, 4) ist gekennzeichnet durch ein Halteelement (4), welches ausgebildet ist, mit der zweiten Deckschicht (14) einen flächigen Kontakt in Richtung der Längsachse (X) herzustellen, wobei das Einsatzelement (2) eine Anlagefläche (26) für das Halteelement (4) aufweist, welche ausgebildet ist, das Halteelement (4) entlang der Längsachse (X) in einem vorbestimmten Abstand zum Anlagebereich (20) für die erste Deckschicht (10) aufzunehmen.The present invention relates to a force introduction element (2, 4) for a sandwich structure (1) with a first cover layer (10), with at least one core (13) and with a second cover layer (14) along a longitudinal axis (X), with an insert element (2), wherein the insert element (2) has a contact region (20) for the first cover layer (10), which is formed with the first cover layer (10) to make a planar contact in the direction of the longitudinal axis (X), wherein the insert element (2) is adapted to extend from the abutment region (20) for the first cover layer (10) along the longitudinal axis (X) through the sandwich structure (1). The force introduction element (2, 4) is characterized by a holding element (4) which is designed to produce a planar contact with the second cover layer (14) in the direction of the longitudinal axis (X), wherein the insert element (2) has a contact surface (26). for the holding element (4), which is designed to receive the holding element (4) along the longitudinal axis (X) at a predetermined distance from the abutment region (20) for the first covering layer (10).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Krafteinleitungselement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Sandwichstruktur mit einem derartigen Krafteinleitungselement gemäß dem Patentanspruch 12.The present invention relates to a force introduction element according to the preamble of patent claim 1 and to a sandwich structure with such a force introduction element according to claim 12.

Auf verschiedenen technischen Gebieten werden heutzutage sog. Sandwichplatten mit einem Zwischenmaterial wie z.B. mit einem Wabenkern verwendet, welche auch als Sandwichstrukturen bezeichnet werden können. Alternativ zu einem Wabenkern können z.B. auch Schaum oder Holz verwendet werden. Unter einer Sandwichplatte wird eine üblicherweise dreischichtige Verbundkonstruktion in Sandwichbauweise verstanden, welche aus zwei tragenden Deckschichten und einem in der Mitte platzierten Stützkern oder auch nur Kern z.B. in Wabenform besteht. Der Stützkern in Wabenform wird im Englischen als „Honeycomb“ (deutsch: Honigwabe) bezeichnet. Der Stützkern wird üblicherweise je nach Anwendung aus Pappe, aus harzgetränktem Papier, aus Faserkunststoff oder aus dünnen Aluminiumfolien hergestellt. Die Deckschichten können aus Pappe, Kunststoff, Faserverbundwerkstoff oder Metallblech bestehen. Verschiedene Materialkombinationen aus Stützkern und Deckschichten sind möglich. Der Stützkern und die Deckschichten werden üblicherweise miteinander verklebt.In various technical fields so-called sandwich panels with an intermediate material such as e.g. used with a honeycomb core, which may also be referred to as sandwich structures. Alternatively to a honeycomb core, e.g. also foam or wood can be used. A sandwich panel is understood to mean a sandwich structure usually composed of three layers, which consists of two load-bearing cover layers and a central support core or even core, e.g. in honeycomb form. The support core in honeycomb form is referred to in English as "Honeycomb" (German: honeycomb). Depending on the application, the support core is usually made of cardboard, resin-impregnated paper, fiber-reinforced plastic or thin aluminum foils. The cover layers may consist of cardboard, plastic, fiber composite material or sheet metal. Various material combinations of support core and cover layers are possible. The support core and the cover layers are usually glued together.

Die Sandwichstruktur oder auch die Sandwichplatte übernimmt das Prinzip des Doppel-T-Trägers für das Flächentragwerk, indem die dünnen Deckschichten mit ihrem großen Abstand zur Mittelebene für ein großes Flächenträgheitsmoment und damit für eine hohe Biegesteifigkeit sorgen während der Stützkern gleichzeitig Schubsteifigkeit erzeugt und die Deckschichten kontinuierlich gegen Beulen und Knittern stützt. Sandwichplatten mit Wabenkern finden sich vor allem in den technischen Bereichen wieder, in denen Leichtbau eine große Rolle spielt. Beispielhaft kann hier der Fahrzeugbau wie z.B. Luft- und Raumfahrt, Automobilbau und Schiffsbau genannt werden.The sandwich structure or even the sandwich plate adopts the principle of the double-T-beam for the tensile structure, because the thin cover layers with their large distance to the center plane for a large moment of inertia and thus provide a high bending stiffness while the support core generates shear stiffness and the cover layers continuously supports against bumps and wrinkles. Honeycomb core sandwich panels are mainly found in the technical areas where lightweight construction plays an important role. By way of example, the vehicle construction such as Aerospace, automotive and shipbuilding.

Sandwichstrukturen besitzen durch ihre Bauweise eine sehr hohe Biege- und Beulsteifigkeit bei einem geringen Gewicht. Der Kern als solches ist in der Regel sehr spröde, porös oder besitzt eine löchrige Struktur. Daher können in den Kern keine großen Kräfte, insbesondere keine punktuellen Druckkräfte, eingeleitet werden. Somit ist es zielführend, Kräfte nur über die Deckschichten ein- bzw. auszuleiten. Sandwich structures have by their construction a very high bending and buckling stiffness with a low weight. The core as such is usually very brittle, porous or has a holey structure. Therefore, no large forces, in particular no punctual pressure forces, can be introduced into the core. Thus, it is expedient, forces only on the outer layers or divert.

Dabei ist es von Vorteil, wenn zum einen die auftretenden Kräfte in beide Deckschichten gleichermaßen eingeleitet werden. Werden mehrlagige Deckschichten verwendet, sollte die Kraftübertragung zum anderen in alle Lagen innerhalb des Laminats einer Deckschicht erfolgen.It is advantageous if, on the one hand, the occurring forces are equally introduced into both cover layers. If multi-layer cover layers are used, the transfer of force to the other should take place in all layers within the laminate of a cover layer.

Um Befestigungsmöglichkeiten zwischen einer Sandwichstruktur und einem weiteren Bauteil zu schaffen ist es üblich, in die Sandwichstruktur sog. Krafteinleitungselemente einzubringen, welche auch als Inserts oder Sandwichinserts bezeichnet werden. Die Krafteinleitungselemente können lediglich von einer Seite durch die Deckschicht hindurch bis in den Kern ragen, die Sandwichstruktur durchdringen oder in einer Durchgangsöffnung der Sandwichstruktur angeordnet werden. Die Verbindung zwischen Krafteinleitungselement und Sandwichstruktur kann vielfältig geschehen.In order to create fastening possibilities between a sandwich structure and a further component, it is customary to introduce into the sandwich structure so-called force introduction elements, which are also referred to as inserts or sandwich inserts. The force introduction elements can only protrude from one side through the cover layer into the core, penetrate the sandwich structure or be arranged in a passage opening of the sandwich structure. The connection between force application element and sandwich structure can be done in many ways.

Allgemein sind eingetropfte oder auch eingelegte (engl. potted) Sandwichinserts bekannt, welche anhand des Fertigungsprozesses in „hot bonded inserts“, die während der Fertigung mit Schaumkleber (englisch: foaming adhesive) integriert werden, und „cold bonded inserts“, die nachträglich in Harz eingegossen werden, unterteilt werden können. Beide Varianten nutzen die mit Schaumkleber bzw. Harz verklebten Grenzflächen der Sandwichinserts gegenüber dem Kern und den Deckschichten zur Krafteinleitung in die Sandwichstruktur. Durch die Integration in die Fertigung kann das „hot bonded insert“ während der Aushärtung mit den Deckschichten verklebt werden. Das „cold bonded insert“ hingegen besitzt auf der Oberseite keine Deckschicht und hat keinen Kontakt zu den darunter liegenden Schichten, besitzt allerdings den Vorteil, dass das Harz eine bessere Krafteinleitung bietet als der weiche Klebeschaum.In general, drip or sandwiched inserts are known, which are subsequently integrated into "hot bonded inserts", which are integrated during production with foaming adhesive, and "cold bonded inserts" Resin can be poured, can be divided. Both variants use the bonded with foam adhesive or resin interfaces of Sandwichinserts against the core and the outer layers for introducing force into the sandwich structure. Due to the integration into the production, the "hot bonded insert" can be glued to the surface layers during curing. The "cold bonded insert", on the other hand, has no top layer on the top and has no contact with the underlying layers, but has the advantage that the resin offers better force transmission than the soft adhesive foam.

Für die Auslegung der Krafteinleitungselemente werden üblicherweise die Lastformen Normalkraft auf Zug und bzw. oder auf Druck, Scherung, Biegung und Torsion berücksichtigt, wobei die am häufigsten betrachtete Last die Zug- und Druckkräfte in Normalen-Richtung ist.For the design of the force introduction elements usually the load forms normal force to train and / or pressure, shear, bending and torsion are taken into account, the most frequently considered load is the tensile and compressive forces in the normal direction.

Die hauptsächlichen Versagensformen bei den bekannten Inserts sind zum einen das Schubversagen des Kerns umliegend um das Insert herum bei kurzen Insert-Geometrien, die durch die begrenzte Schubsteifigkeit des Kerns hervorgerufen wird, und zum anderen das Zug-/Druckversagen des Kerns bei sehr langen Inserts, hervorgerufen durch die geringere Druckfestigkeit des Kerns.The major failures in the known inserts are, firstly, the shear failure of the core around the insert, with short insert geometries caused by the limited shear stiffness of the core, and second, the tensile / compressive failure of the core for very long inserts. caused by the lower compressive strength of the core.

Dabei stellt die Festigkeit des Schaums einen limitierenden Faktor in der übertagbaren Kraft dar. Ein bereits betrachteter Ansatz diese Limitierung zu umgehen ist die Vergrößerung des Insertdurchmessers und somit die Vergrößerung der Verklebefläche. Dies führt jedoch zu größeren und damit teureren Inserts hinsichtlich Herstellungs- und Montagekosten. Ferner können große Inserts nicht bei allen Anwendungen erwünscht sein. Außerdem sind große Inserts vergleichsweise schwer, was den wesentlichen Nachteil bei Sandwichstrukturen darstellt, die hauptsächlich im Leichtbau verwendet werden.The strength of the foam is a limiting factor in the transmissible force. An already considered approach to circumvent this limitation is the enlargement of the insert diameter and thus the enlargement of the bonding surface. However, this leads to larger and therefore more expensive inserts in terms of manufacturing and assembly costs. Furthermore, large inserts may not be desirable in all applications. Besides, they are large inserts relatively heavy, which is the main disadvantage of sandwich structures, which are mainly used in lightweight construction.

Die US 5,093,957 A beschreibt ein Insert für Durchgangslöcher von Sandwichstrukturen, welches aus zwei Bauteilen besteht. Beide Bauteile weisen einen flächigen Bereich auf, mit dem sie auf jeweils einer Seite der Sandwichstruktur auf der jeweiligen Deckschicht von außen aufliegen können. Einander zugewandt sind die beiden Bauteile ausgebildet, so dass ein Bauteil in das andere Bauteil entlang ihrer gemeinsamen Längsachse eingeführt werden kann. In dieser Position werden die beiden Bauteile von außen gegenüber den Deckschichten sowie dem Kern mittels eines Epoxidharzes vergossen. Eine Kraftübertragung zwischen den beiden Deckschichten kann entlang der Längsachse somit lediglich über das Epoxidharz aber nicht über die beiden Bauteile des Inserts stattfinden.The US 5,093,957 A describes an insert for through holes of sandwich structures, which consists of two components. Both components have a flat area, with which they can rest on one side of the sandwich structure on the respective outer layer from the outside. Facing one another, the two components are formed, so that a component can be introduced into the other component along its common longitudinal axis. In this position, the two components are encapsulated from the outside with respect to the outer layers and the core by means of an epoxy resin. A force transmission between the two cover layers can thus take place along the longitudinal axis only via the epoxy resin but not via the two components of the insert.

Aus der US 3,564,798 A ist ein Insert für Durchgangslöcher von Sandwichstrukturen bekannt, welches mittels eines flächigen Bereichs auf der einen Seite der Sandwichstruktur flächig von außen an einer ersten Deckschicht anliegt und mit seinem Körper durch ein Durchgangsloch der Sandwichstruktur hindurchragt. Das Insert tritt dabei mit einem Gewindebereich über die zweite Deckschicht hervor, so dass dort auf dem Insert ein Bauteil aufgesetzt und von außen mit einer Mutter gesichert werden kann. Das Insert ist mit Harz im Kern befestigt. Durch das Anziehen der Mutter können Druckkräfte von dem flächigen Bereich des Insert auf der einen Seite und durch die Mutter bzw. das Bauteil von der gegenüberliegenden Seite auf die Sandwichstruktur ausgeübt werden, welche die Sandwichstruktur eindrücken können.From the US 3,564,798 A an insert for through holes of sandwich structures is known, which lies flat against the outside of a first cover layer by means of a flat region on one side of the sandwich structure from the outside and protrudes with its body through a through hole of the sandwich structure. The insert occurs with a threaded area on the second cover layer, so that there placed on the insert a component and can be secured from the outside with a nut. The insert is attached with resin in the core. By tightening the nut, compressive forces can be exerted on the sandwich structure from the flat area of the insert on one side and through the nut or the component from the opposite side, which can impress the sandwich structure.

Die US 3,678,535 A beschreibt ein Insert für Durchgangslöcher von Sandwichstrukturen, welches aus zwei Bauteilen besteht. Beide Bauteile weisen einen flächigen Bereich auf, mit dem sie auf jeweils einer Seite der Sandwichstruktur auf der jeweiligen Deckschicht von außen aufliegen können. Einander zugewandt sind die beiden Bauteile ausgebildet, so dass ein Bauteil in das andere Bauteil entlang ihrer gemeinsamen Längsachse eingepresst werden kann. Hierdurch können die beiden flächigen Bereiche der Insertteile Druckkräfte auf die Sandwichstruktur ausüben, welche die Sandwichstruktur eindrücken können.The US 3,678,535 A describes an insert for through holes of sandwich structures, which consists of two components. Both components have a flat area, with which they can rest on one side of the sandwich structure on the respective outer layer from the outside. Facing one another, the two components are formed, so that a component can be pressed into the other component along its common longitudinal axis. As a result, the two areal areas of the insert parts can exert pressure forces on the sandwich structure, which can impress the sandwich structure.

Die US 4,981,735 A beschreibt ein Insert für Durchgangslöcher von Sandwichstrukturen, welches aus zwei Bauteilen besteht. Beide Bauteile weisen einen flächigen Bereich auf, mit dem sie auf jeweils einer Seite der Sandwichstruktur auf der jeweiligen Deckschicht von außen aufliegen können. Einander zugewandt sind die beiden Bauteile ausgebildet, so dass ein Bauteil in das andere Bauteil entlang ihrer gemeinsamen Längsachse eingeschraubt werden kann. Hierdurch können die beiden flächigen Bereiche der Insertteile Druckkräfte auf die Sandwichstruktur ausüben, welche die Sandwichstruktur eindrücken können. Die DE 10 2012 202 331 A1 beschreibt ein vergleichbares Insert.The US 4,981,735 A describes an insert for through holes of sandwich structures, which consists of two components. Both components have a flat area, with which they can rest on one side of the sandwich structure on the respective outer layer from the outside. Facing one another, the two components are formed, so that a component can be screwed into the other component along its common longitudinal axis. As a result, the two areal areas of the insert parts can exert pressure forces on the sandwich structure, which can impress the sandwich structure. The DE 10 2012 202 331 A1 describes a comparable insert.

Die US 4,170,919 A beschreibt ein Insert für Durchgangslöcher von Sandwichstrukturen, welches aus zwei Bauteilen besteht. Ein erstes Bauteil weist einen flächigen Bereich auf, mit dem es auf einer Seite der Sandwichstruktur auf einer ersten Deckschicht von außen aufliegen kann. Ferner ragt das erste Bauteil deutlich durch ein Durchgangsloch der Sandwichstruktur hindurch und über die zweite Deckschicht hinaus. Das erste Bauteil weist selbst ein Durchgangsloch auf und der zylindrische Wandbereich des ersten Bauteils weist in dem Bereich, mit dem er über die zweite Deckschicht hinausragt, Schlitze in Längsrichtung auf. Das zweite Bauteil ist ausgebildet, durch das Durchgangsloch des ersten Bauteils von der Seite der zweiten Deckschicht hindurchgeführt zu werden. Dabei weist das zweite Bauteil einen Kopfbereich auf, welcher in Längsrichtung auf der Kante des zylindrischen geschlitzten Randbereichs des ersten Bauteils aufsitzen kann. Gleichzeitig ragt das zweite Bauteil auf der Seite der ersten Deckschicht über das erste Bauteil aus diesem hinaus, so dass das zweite Bauteil von dort gezogen werden kann.The US 4,170,919 A describes an insert for through holes of sandwich structures, which consists of two components. A first component has a flat region, with which it can rest on one side of the sandwich structure on a first outer layer from the outside. Furthermore, the first component clearly protrudes through a through hole of the sandwich structure and beyond the second cover layer. The first component itself has a through-hole and the cylindrical wall region of the first component has slots in the longitudinal direction in the region with which it projects beyond the second cover layer. The second component is configured to be passed through the through hole of the first component from the side of the second cover layer. In this case, the second component has a head region, which can sit in the longitudinal direction on the edge of the cylindrical slotted edge region of the first component. At the same time, the second component protrudes beyond the first component on the side of the first cover layer, so that the second component can be pulled from there.

Nun kann ein weiteres Bauteil mit einer Durchgangsöffnung über das Insert auf der Seite der zweiten Deckschicht gesteckt werden, um auf der zweiten Deckschicht aufzuliegen. Dann kann das zweite Bauteil des Inserts gezogen werden, so dass sich der geschlitzte Randbereich des ersten Bauteils nach außen verbiegt, hierdurch das erste Bauteil verkürzt und das weitere Bauteil auf der zweiten Deckschicht festgeklemmt wird. Auf diese Art und Weise können die beiden Bauteile des Inserts Druckkräfte auf die Sandwichstruktur ausüben, welche die Sandwichstruktur eindrücken können. Das zweite Bauteil des Insert kann abschließend entnommen oder abgebrochen werden.Now, another component can be inserted with a through opening on the insert on the side of the second cover layer to rest on the second cover layer. Then, the second component of the insert can be pulled, so that the slotted edge region of the first component bends outwardly, thereby shortening the first component and the further component is clamped on the second cover layer. In this way, the two components of the insert can exert compressive forces on the sandwich structure, which can impress the sandwich structure. The second component of the insert can finally be removed or broken off.

Die US 2006 137 294 A1 beschreibt ein Insert für Durchgangslöcher von Sandwichstrukturen, welches aus einem Bauteil besteht. Das Insert weist auf der einen Seite einen flächigen Bereich auf, mit dem es auf einer Seite der Sandwichstruktur auf der Deckschicht von außen aufliegen kann. Zu der gegenüberliegenden Seite der Sandwichstruktur ragt das Insert mit einem dünnen Rand geringfügig über die Deckschicht hinaus. Der dünne Rand kann nach radial außen zu einem flächigen Bereich umgebogen werden, so dass der Rand des Durchgangslochs der Sandwichstruktur von dem umgebogenen Rand des Inserts eingedrückt wird.The US 2006 137 294 A1 describes an insert for through holes of sandwich structures, which consists of a component. The insert has on one side a flat area, with which it can rest on one side of the sandwich structure on the outer layer from the outside. To the opposite side of the sandwich structure, the insert projects slightly beyond the top layer with a thin edge. The thin edge can be bent radially outward to a flat area, so that the edge of the through hole of the sandwich structure is pressed by the bent edge of the insert.

Nachteilig ist bei den bekannten Krafteinleitungselementen, dass diese bei ihrer Befestigung durch eine Durchgangsöffnung einer Sandwichstruktur hindurch jeweils wenigstens eine Deckschicht oder sogar beide Deckschichten der Sandwichstruktur eindrücken und hierdurch deformieren können. Ferner müssen die Kräfte, welche aus der Montage des Krafteinleitungselements resultieren können, durch die Sandwichstruktur getragen werden. Nachteilig ist auch, dass häufig auch der Kern beansprucht wird, da Kräfte direkt in diesen eingeleitet werden oder der Kern punktuell Druckkräfte oder sogar Zugkräfte aufnehmen muss. Hierdurch kann die Deckschicht bzw. können die Deckschichten beschädigt werden. It is disadvantageous in the known force introduction elements that they can press through at least one cover layer or even both cover layers of the sandwich structure during their attachment through a passage opening of a sandwich structure and thereby deform. Furthermore, the forces which may result from the assembly of the force introduction element must be borne by the sandwich structure. Another disadvantage is that often the core is claimed because forces are introduced directly into this or the core must selectively absorb pressure forces or even tensile forces. As a result, the cover layer or the cover layers can be damaged.

Nachteilig ist ferner, dass bei den bekannten Krafteinleitungselementen durch den Einsatz von Harz oder Schaumkleber im Bereich des Kerns ein zusätzlicher Aufwand in der Herstellung entsteht. Dies kann auch die Masse der Sandwichstruktur erhöhen, was beim Leichtbau höchst unerwünscht ist. A further disadvantage is that in the known force introduction elements by the use of resin or foam adhesive in the region of the core, an additional effort in the production arises. This can also increase the mass of the sandwich structure, which is highly undesirable in lightweight construction.

Nachteilig ist auch, dass die bekannten Krafteinleitungselemente vergleichsweise steif ausgebildet sind, so dass die Deckschichten, insbesondere bei der Verwendung von Faserkunststofflagen, bei Momentenbelastungen ausscheren und hierdurch beschädigt und geschwächt werden können.Another disadvantage is that the known force introduction elements are designed to be relatively stiff, so that the cover layers, in particular in the use of fiber plastic layers, shear at moments loads and thus can be damaged and weakened.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Krafteinleitungselement der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, welches durch eine Sandwichstruktur hindurch angeordnet werden kann, ohne wenigstens eine Deckschicht, vorzugsweise ohne beide Deckschichten, einzudrücken. Alternativ oder zusätzlich soll eine möglichst gleichmäßige Kraftübertragung zwischen dem Krafteinleitungselement und den Deckschichten erfolgen. Insbesondere soll dies für mehrlagige Deckschichten ermöglicht werden. Dies soll vorzugsweise möglichst einfach umgesetzt werden. Wenigstens soll eine Alternative zu bekannten Krafteinleitungselementen bereitgestellt werden.An object of the present invention is to provide a force introduction element of the type described above, which can be arranged through a sandwich structure, without depressing at least one cover layer, preferably without both cover layers. Alternatively or additionally, as even as possible a force transmission between the force introduction element and the cover layers should take place. In particular, this should be made possible for multi-layer cover layers. This should preferably be implemented as simply as possible. At least one alternative to known force introduction elements should be provided.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Krafteinleitungselement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Sandwichstruktur mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved by a force introduction element having the features of patent claim 1 and by a sandwich structure with the features of claim 12. Advantageous developments are described in the subclaims.

Somit betrifft die vorliegende Erfindung ein Krafteinleitungselement für eine Sandwichstruktur mit einer ersten Deckschicht, mit wenigstens einem Kern und mit einer zweiten Deckschicht entlang einer Längsachse. Das Krafteinleitungselement weist ein Einsatzelement auf, wobei das Einsatzelement einen Anlagebereich für die erste Deckschicht aufweist, welcher ausgebildet ist, mit der ersten Deckschicht einen flächigen Kontakt in Richtung der Längsachse herzustellen. Das Einsatzelement ist ferner ausgebildet, sich von dem Anlagebereich für die erste Deckschicht entlang der Längsachse durch die Sandwichstruktur hindurch zu erstrecken.Thus, the present invention relates to a force introduction element for a sandwich structure with a first cover layer, with at least one core and with a second cover layer along a longitudinal axis. The force introduction element has an insert element, wherein the insert element has a contact region for the first cover layer, which is designed to produce a planar contact with the first cover layer in the direction of the longitudinal axis. The insert element is further configured to extend from the abutment region for the first cover layer along the longitudinal axis through the sandwich structure.

Das Krafteinleitungselement ist dadurch gekennzeichnet, dass es ferner ein Halteelement aufweist, welches ausgebildet ist, mit der zweiten Deckschicht einen flächigen Kontakt in Richtung der Längsachse herzustellen. Das Einsatzelement weist dabei eine Anlagefläche für das Halteelement auf, welche ausgebildet ist, das Halteelement entlang der Längsachse in einem vorbestimmten Abstand zum Anlagebereich für die erste Deckschicht aufzunehmen.The force introduction element is characterized in that it further comprises a holding element which is designed to produce a flat contact with the second cover layer in the direction of the longitudinal axis. In this case, the insert element has a contact surface for the retaining element, which is designed to receive the retaining element along the longitudinal axis at a predetermined distance from the abutment region for the first cover layer.

Somit ist das Krafteinleitungselement ausgebildet, mit seinem Einsatzelement über dessen Anlagebereich für die erste Deckschicht einen flächigen Kontakt mit der ersten Deckschicht und mit seinem Halteelement einen flächigen Kontakt mit der zweiten Deckschicht herzustellen. Hierdurch können Zug- und Druckkräfte in Richtung der Längsachse zwischen dem Krafteinleitungselement und den beiden Deckschichten der Sandwichstruktur ausgetauscht werden.Thus, the force introduction element is formed with its insert element over the contact area for the first cover layer making a planar contact with the first cover layer and with its holding element making a planar contact with the second cover layer. In this way, tensile and compressive forces can be exchanged in the direction of the longitudinal axis between the force introduction element and the two cover layers of the sandwich structure.

Hierbei kann jedoch ein Eindrücken der Deckschichten dadurch verhindert werden, dass sich das Halteelement und das Einsatzelement über dessen Anlagefläche aufeinander derart abstützen können, so dass der vorbestimmte Abstand, der hierdurch definiert wird, nicht unterschritten werden kann. Somit können zwar Zug- und Druckkräfte in Richtung der Längsachse zwischen dem Krafteinleitungselement und den beiden Decksichten der Sandwichstruktur ausgetauscht werden, die Deckschichten können jedoch hierbei nicht eingedrückt werden, weil der Kraftfluss stets über das Halteelement und das Einsatzelement erfolgt. Hierdurch können mechanische Belastungen in Richtung der Längsachse über das Krafteinleitungselement abgeleitet und von der Sandwichstruktur ferngehalten werden. Das Halteelement kann seinerseits als Anlagefläche für ein zu befestigendes Bauteil dienen.In this case, however, an impressions of the outer layers can be prevented by the fact that the holding element and the insert element can support one another on its contact surface such that the predetermined distance, which is thereby defined, can not be undershot. Thus, although tensile and compressive forces can be exchanged in the direction of the longitudinal axis between the force introduction element and the two cover layers of the sandwich structure, the cover layers can not be pressed in this case because the force flow always takes place via the retaining element and the insert element. As a result, mechanical loads can be derived in the direction of the longitudinal axis via the force introduction element and kept away from the sandwich structure. The holding element can in turn serve as a contact surface for a component to be fastened.

Die Sandwichstruktur weist dabei mit der ersten Deckschicht und mit der zweiten Deckschicht entlang einer Längsachse wenigstens zwei Schichten insgesamt auf, zwischen denen ein Kern angeordnet sein kann. Es kann jedoch auch wenigstens eine weitere Schicht zwischen den beiden Deckschichten zumindest abschnittsweise innerhalb des einen Kerns angeordnet sein. Insbesondere kann diese eine weitere Schicht derart zwischen den beiden Deckschichten angeordnet sein, so dass zwei Kerne ausgebildet werden. Vorzugsweise kann diese eine weitere Schicht in der 0°-Lage in der vertikalen Richtung mittig zwischen den beiden Deckschichten, d.h. in der neutralen Fase, angeordnet sein.The sandwich structure has, with the first cover layer and with the second cover layer along a longitudinal axis, at least two layers in total, between which a core can be arranged. However, at least one further layer between the two cover layers may also be arranged at least in sections within the one core. In particular, this another layer may be arranged between the two cover layers, so that two cores are formed. Preferably, this may be another layer in the 0 ° -layer in the vertical direction be arranged centrally between the two cover layers, ie in the neutral chamfer.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Anlagefläche für das Halteelement des Einsatzelements ausgebildet, entlang der Längsachse bündig mit der zweiten Deckschicht abzuschließen, so dass das Halteelement in Richtung der Längsachse in flächigem Kontakt sowohl mit der Anlagefläche für das Halteelement des Einsatzelements als auch mit der zweiten Deckschicht aufgenommen werden kann. Hierdurch kann ein direkter flächiger Kontakt zwischen dem Halteelement und der zweiten Deckschicht erreicht werden, so dass ein möglichst flacher Aufbau in der Richtung der Längsachse erreicht werden kann.According to one aspect of the present invention, the contact surface for the holding element of the insert element is formed to terminate flush with the second cover layer along the longitudinal axis, so that the holding element in the direction of the longitudinal axis in planar contact both with the contact surface for the holding element of the insert element as well as with second cover layer can be added. In this way, a direct surface contact between the holding element and the second cover layer can be achieved, so that a flat as possible construction in the direction of the longitudinal axis can be achieved.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Anlagefläche für das Halteelement des Einsatzelements ausgebildet, entlang der Längsachse bündig mit einer Klebeschicht der zweiten Deckschicht abzuschließen, so dass das Halteelement in Richtung der Längsachse in flächigem Kontakt sowohl mit der Anlagefläche für das Halteelement des Einsatzelements als auch mit der Klebeschicht der zweiten Deckschicht aufgenommen werden kann. Hierdurch kann ein indirekter flächiger Kontakt zwischen dem Halteelement und der zweiten Deckschicht über eine dazwischenliegende Klebeschicht erreicht werden, so dass ein stoffschlüssiger Halt des Halteelements auf der zweiten Deckschicht ermöglicht werden kann und dennoch die zuvor beschriebenen Eigenschaften und Vorteile erhalten bleiben können.According to a further aspect of the present invention, the contact surface for the holding element of the insert element is formed to terminate flush with an adhesive layer of the second cover layer along the longitudinal axis, so that the holding element in the direction of the longitudinal axis in planar contact with both the contact surface for the holding element of the insert element can also be absorbed with the adhesive layer of the second cover layer. In this way, an indirect surface contact between the holding element and the second cover layer can be achieved via an intermediate adhesive layer, so that a cohesive grip of the holding element on the second cover layer can be made possible and still retain the properties and advantages described above.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Einsatzelement einen Verbindungsbereich zur ersten Deckschicht auf, welcher ausgebildet ist, sich entlang der Längsachse genau so weit wie die erste Deckschicht zu erstrecken. Hierdurch kann ein Bereich des Einsatzelements geschaffen werden, welcher an den Kontakt zur ersten Deckschicht angepasst werden kann. Vorzugsweise ist der Verbindungsbereich zur ersten Deckschicht nicht-rotationssymmetrisch ausgebildet. Dies kann z.B. über die Geometrie bzw. über die Kontur des Verbindungsbereichs geschehen, wie weiter unter näher erläutert werden wird.According to a further aspect of the present invention, the insert element has a connection region to the first cover layer, which is designed to extend along the longitudinal axis as far as the first cover layer. In this way, a region of the insert element can be created, which can be adapted to the contact with the first cover layer. The connection region to the first cover layer is preferably non-rotationally symmetrical. This can e.g. via the geometry or via the contour of the connection area, as will be explained in more detail below.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Anlagebereich für die erste Deckschicht Bestandteil des Verbindungsbereichs zur ersten Deckschicht. Hierdurch kann der Anlagebereich entlang der Längsachse in die erste Deckschicht integriert werden, so dass ein Überstehen des Einsatzelements entlang der Längsachse über die erste Deckschicht hinaus vermieden werden kann. Ferner kann der Anlagebereich derart in die erste Deckschicht integriert werden, dass der Anlagebereich des Einsatzelements und die äußere Oberfläche der ersten Deckschicht bündig miteinander abschließen, so dass sowohl Erhebungen als auch Vertiefungen an dieser Stelle vermieden und eine möglichst vollkommen glatte äußere Oberfläche der Sandwichstruktur geschaffen werden können.According to a further aspect of the present invention, the contact region for the first cover layer is part of the connection region to the first cover layer. In this way, the abutment region along the longitudinal axis can be integrated into the first cover layer, so that a protrusion of the insert element along the longitudinal axis beyond the first cover layer can be avoided. Furthermore, the abutment region can be integrated into the first cover layer in such a way that the abutment region of the insert element and the outer surface of the first cover layer are flush with one another so that both elevations and depressions are avoided at this point and a completely smooth outer surface of the sandwich structure is created can.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Einsatzelement einen Abstandsbereich auf, welcher sich von dem Verbindungsbereich zur ersten Deckschicht entlang der Längsachse genau so weit wie der Kern der Sandwichstruktur erstreckt, wobei der Abstandsbereich zumindest abschnittsweise radial geringer als der Verbindungsbereich zur ersten Deckschicht ausgebildet ist, so dass der Verbindungsbereich zur ersten Deckschicht zumindest abschnittsweise mit einer Anlagefläche in den Abstandsbereich übergeht. Auf diese Art und Weise kann über die Anlagefläche, welche bündig mit der ersten Deckschicht abschließen kann, eine definierte Positionierung eines Abstandshalters erfolgen. Gleichzeitig kann sich der Abstandshalter sowohl auf der Anlagefläche als auch auf der inneren Oberfläche der ersten Deckschicht in flächigem Kontakt abstützen. Hierdurch kann die erste Deckschicht von dem Abstandshalter und dem Anlagebereich entlang der Längsachse beidseitig umfasst werden, so dass die Kante der ersten Deckschicht bzw. die Kanten einzelner Lagen der ersten Deckschicht gehalten und vor Umbiegen etc. geschützt werden können.According to a further aspect of the present invention, the insert element has a spacing region which extends from the connection region to the first cover layer along the longitudinal axis as far as the core of the sandwich structure, the spacer region being at least partially radially smaller than the connection region to the first cover layer , so that the connection region to the first cover layer merges at least in sections with a contact surface into the distance region. In this way, a defined positioning of a spacer can take place via the contact surface, which can be flush with the first cover layer. At the same time, the spacer can be supported both on the contact surface and on the inner surface of the first cover layer in planar contact. As a result, the first cover layer can be enclosed on both sides by the spacer and the abutment region along the longitudinal axis, so that the edge of the first cover layer or the edges of individual layers of the first cover layer can be held and protected against bending etc.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Einsatzelement einen Verbindungsbereich zur zweiten Deckschicht auf, welcher ausgebildet ist, sich entlang der Längsachse genau so weit wie die zweite Deckschicht zu erstrecken, wobei der Verbindungsbereich zur zweiten Deckschicht vorzugsweise nicht-rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Hierdurch können die Eigenschaften und Vorteile, welche diesbezüglich zuvor hinsichtlich des Verbindungsbereichs zur ersten Deckschicht beschrieben wurden, auch gegenüber der zweiten Deckschicht umgesetzt werden.According to a further aspect of the present invention, the insert element has a connection region to the second cover layer, which is designed to extend along the longitudinal axis as far as the second cover layer, wherein the connection region to the second cover layer is preferably non-rotationally symmetrical. As a result, the properties and advantages which have been described in this regard in terms of the connection area to the first cover layer can also be implemented with respect to the second cover layer.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung schließt der Verbindungsbereich zur zweiten Deckschicht entlang der Längsachse mit der Anlagefläche für das Halteelement ab. Dies ermöglicht einen direkten und bündigen Abschluss zwischen der zweiten Deckschicht und dem Halteelement, so dass sowohl ein Abstand zwischen der zweiten Deckschicht und dem Halteelement als auch ein Eindrücken der zweiten Deckschicht durch das Halteelement vermieden werden können.According to a further aspect of the present invention, the connection region to the second cover layer extends along the longitudinal axis with the contact surface for the retaining element. This allows a direct and flush termination between the second cover layer and the holding element, so that both a distance between the second cover layer and the holding element and a depression of the second cover layer can be avoided by the holding element.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Verbindungsbereich zur ersten Deckschicht ausgebildet, die erste Deckschicht, vorzugsweise wenigstens eine Lage der ersten Deckschicht, formschlüssig zu halten und bzw. oder der Verbindungsbereich zur zweiten Deckschicht ist ausgebildet, die zweite Deckschicht, vorzugsweise wenigstens eine Lage der zweiten Deckschicht, formschlüssig zu halten. Der Formschluss kann durch eine nicht-rotationssymmetrische Ausbildung des jeweiligen Verbindungsbereichs erreicht werden. Durch einen Formschluss in Umfangsrichtung um die Längsachse herum kann ein Verdrehen des Krafteinleitungselements gegenüber der Sandwichstruktur vermieden oder zumindest erschwert werden. Hierdurch können auch Kräfte in Umfangsrichtung, d.h. Torsionskräfte, übertragen werden. Beispielsweise kann die Kontur des Einsatzelements im Verbindungsbereich zur ersten Deckschicht oval, elliptisch oder eckig, insbesondere sechseckig oder achteckig, ausgeführt sein, um die zuvor genannten Vorteile zu erreichen.According to a further aspect of the present invention, the connection region to the first cover layer is designed to hold the first cover layer, preferably at least one layer of the first cover layer, in a form-fitting manner and / or the connection region to the second cover layer Cover layer is formed to hold the second cover layer, preferably at least one layer of the second cover layer, in a form-fitting manner. The positive connection can be achieved by a non-rotationally symmetrical design of the respective connection region. By a form fit in the circumferential direction about the longitudinal axis around a twisting of the force introduction element relative to the sandwich structure can be avoided or at least made more difficult. As a result, forces in the circumferential direction, ie torsional forces can be transmitted. For example, the contour of the insert element in the connection region to the first cover layer can be oval, elliptical or angular, in particular hexagonal or octagonal, in order to achieve the aforementioned advantages.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Einsatzelement wenigstens ein Sicherungselement auf, welches ausgebildet ist, in einem ersten Zustand das Anordnen des Halteelements auf der Anlagefläche zu ermöglichen und in einem zweiten Zustand das Halteelement auf der Anlagefläche zu halten. Hierdurch kann eine Möglichkeit, das Halteelement auf der Anlagefläche des Einsatzelements zu halten und zu fixieren, direkt durch das Einsatzelement selbst geschaffen werden. Dies kann zum einen das Halten des Halteelements im Betrieb ermöglichen, ohne dass weitere Bauteile verwendet und insbesondere bereitgestellt und montiert werden müssen. Zusätzlich oder alternativ kann die Sicherung des Halteelements mittels Sicherungselement der Montage dienen, so dass eine Fertigstellung der Sandwichstruktur z.B. in einem Autoklaven mit gesichertem Halteelement erfolgen kann. Auch kann das Halteelement auf diese Art und Weise z.B. für die Dauer des Aushärtens eines Klebers als Sicherung dienen.According to a further aspect of the present invention, the insert element has at least one securing element, which is designed to permit the holding element to be arranged on the contact surface in a first state and to hold the holding element on the contact surface in a second state. In this way, a possibility to hold the holding element on the contact surface of the insert element and to fix, be created directly by the insert element itself. On the one hand, this can make it possible to hold the holding element in operation without the need to use additional components and, in particular, to provide and assemble them. Additionally or alternatively, the securing of the retaining element by means of securing element can serve to assemble, so that a completion of the sandwich structure, e.g. can be done in an autoclave with secured holding element. Also, the holding member can be made in this manner e.g. serve as a backup for the duration of curing of an adhesive.

Hierzu das Sicherungselement vorzugsweise als Bördelkante, vorzugsweise mit einer Materialschwächung zur Definition einer Biegestelle, auszubilden kann vorteilhaft sein, weil eine Bördelung einfach, schnell und ohne zusätzliche Bauteile hergestellt werden kann und gleichzeitig sehr haltbar sein kann. Hierzu die Biegestelle der Bördelkante durch eine Materialschwächung zu definieren kann vorteilhaft sein, um eine definierte Haltekraft und Halteposition der Bördelkante vorzugeben, die sicher reproduzierbar und bzw. oder einfach vorzunehmen sein kann.For this purpose, preferably form the securing element as a flanged edge, preferably with a material weakening to define a bending point, may be advantageous because a flanging can be made easily, quickly and without additional components and at the same time can be very durable. For this purpose, to define the bending point of the flanged edge by weakening the material may be advantageous in order to predefine a defined holding force and holding position of the flanging edge, which can be reliably reproducible and / or simple.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Anlagebereich für die erste Deckschicht entlang der Längsachse eine Stärke auf, welche zumindest einer Lage der ersten Deckschicht, vorzugsweise genau einer Lage der ersten Deckschicht, besonders vorzugsweise genau der äußersten Lage der ersten Deckschicht, entspricht. Hierdurch kann der Anlagebereich für die erste Deckschicht in die erste Deckschicht integriert werden, ohne diese merklich zu verstärken und an dieser Stelle zu erhöhen. Wird vorzugsweise die Fläche der ersten Deckschicht bzw. einer Lage der ersten Deckschicht ausgespart, welche dem Anlagebereich für die erste Deckschicht entspricht, so kann der Anlagebereich für die erste Deckschicht in die erste Deckschicht integriert werden, ohne diese überhaupt zu erhöhen. Mit anderen Worten wird der Anlagebereich für die erste Deckschicht in die Lage der Deckschicht integriert, so dass eine Aufdickung der ersten Deckschicht vermieden werden kann, welche durch die Umlenkung der Fasern der Lagen zu einer Festigkeitsabnahme führen könnte. In jedem Fall kann eine möglichst gute Verbindung zwischen dem Anlagebereich für die erste Deckschicht und der ersten Deckschicht erreicht werden.According to a further aspect of the present invention, the abutment region for the first cover layer along the longitudinal axis has a thickness which corresponds to at least one layer of the first cover layer, preferably exactly one layer of the first cover layer, particularly preferably exactly the outermost layer of the first cover layer. As a result, the contact area for the first cover layer can be integrated into the first cover layer without noticeably reinforcing it and increasing it at this point. If the surface of the first cover layer or of a layer of the first cover layer that corresponds to the contact region for the first cover layer is preferably recessed, then the contact region for the first cover layer can be integrated into the first cover layer without actually increasing it. In other words, the contact area for the first cover layer is integrated into the layer of the cover layer, so that a thickening of the first cover layer can be avoided, which could lead to a decrease in strength due to the deflection of the fibers of the layers. In any case, the best possible connection between the contact area for the first cover layer and the first cover layer can be achieved.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Sandwichstruktur mit einer ersten Deckschicht, mit wenigstens einem Kern und mit einer zweiten Deckschicht, welche entlang einer Längsachse angeordnet sind, und mit wenigstens einem Krafteinleitungselement, vorzugsweise einer Mehrzahl von Krafteinleitungselementen, wie zuvor beschrieben. Hierdurch können die zuvor beschriebenen Eigenschaften und Vorteile des Krafteinleitungselements bei einer Sandwichstruktur genutzt werden.The present invention also relates to a sandwich structure with a first cover layer, with at least one core and with a second cover layer, which are arranged along a longitudinal axis, and with at least one force introduction element, preferably a plurality of force introduction elements, as described above. As a result, the properties and advantages of the force introduction element described above can be used in a sandwich structure.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Sandwichstruktur einen Abstandshalter auf, welcher zumindest abschnittsweise um einen Abstandsbereich des Einsatzelements herum angeordnet ist und sich entlang der Längsachse genau so weit wie der Kern der Sandwichstruktur erstreckt, wobei der Abstandshalter mit einer ersten Kontaktfläche sowohl mit einer Anlagefläche des Einsatzelements als auch mit der ersten Deckschicht in flächigem Kontakt steht und bzw. oder wobei der Abstandshalter mit einer zweiten Kontaktfläche mit der zweiten Deckschicht in flächigem Kontakt steht.According to one aspect of the present invention, the sandwich structure comprises a spacer, which is arranged at least in sections around a spacing region of the insert element and extends along the longitudinal axis as far as the core of the sandwich structure, the spacer having a first contact surface both with a contact surface the insert element as well as with the first cover layer is in surface contact and or or wherein the spacer is in surface contact with a second contact surface with the second cover layer.

Durch den jeweiligen flächigen Kontakt mit der ersten bzw. zweiten Deckschicht kann der Abstandshalter die jeweilige Deckschicht entlang der Längsachse halten und abstützen, so dass deren Kanten nicht umgebogen werden können. Auch können Fasern der Deckschichten nicht durch Momentenbelastungen ausscheren.Due to the respective areal contact with the first or second cover layer, the spacer can hold and support the respective cover layer along the longitudinal axis so that its edges can not be bent over. Also fibers of the outer layers can not shear out by moment loads.

Durch den flächigen Kontakt des Abstandshalters mit der Anlagefläche des Einsatzelements können Kräfte zwischen dem Abstandshalter und dem Einsatzelement ausgetauscht und hierdurch von der ersten Deckschicht ferngehalten werden. Dies kann ein Eindrücken der ersten Deckschicht verhindern.Due to the flat contact of the spacer with the contact surface of the insert element forces between the spacer and the insert element can be exchanged and thereby kept away from the first cover layer. This can prevent impressions of the first cover layer.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die erste Deckschicht und bzw. oder die zweite Deckschicht wenigstens eine Lage, vorzugsweise eine Faserkunststofflage, auf, welche zumindest abschnittsweise um das Einsatzelement herum einen Einleger aufweist, wobei der Einleger vorzugsweise nicht-rotationssymmetrisch ausgebildet ist.According to a further aspect of the present invention, the first cover layer and / or or the second cover layer has at least one layer, preferably a fiber-plastic layer, which has an insert around the insert element at least in sections, the insert preferably being non-rotationally symmetrical.

Hierdurch kann eine Verstärkung der jeweiligen Deckschicht um das Einsatzelement herum erfolgen. Auch kann eine bessere Verbindung zwischen der Deckschicht und dem Einsatzelement durch die vergrößerte Kontaktfläche gegenüber der Deckschicht erreicht werden, so dass durch den radialen Formschluss zwischen Einleger und Einsatzelement Kräfte ausgetauscht werden können. Sind mehrere Lagen einer Deckschicht vorhanden, kann der Einleger zwischen zwei Lagen einer Deckschicht angeordnet sein. Vorzugsweise wird die Fläche der Deckschicht bzw. einer Lage der Deckschicht ausgespart, welche dem Einleger entspricht, so kann der Einleger in die Deckschicht integriert werden kann, ohne diese zu erhöhen. Hierdurch kann eine Aufdickung, wie zuvor bereits beschrieben, vermieden werden. Weist eine Deckschicht mehrere Lagen auf, so können mehrere Einleger in verschiedenen Lagen verwendet werden, wobei vorzugsweise zwei Einleger durch wenigstens eine Lage der Deckschicht voneinander beabstandet sein können. Die Einleger können dabei identisch oder unterschiedlich ausgebildet bzw. ausgerichtet sein.As a result, a reinforcement of the respective cover layer around the insert element can take place. Also, a better connection between the cover layer and the insert element can be achieved by the enlarged contact surface with respect to the cover layer, so that forces can be exchanged by the radial positive connection between insert and insert element. If several layers of a cover layer are present, the insert can be arranged between two layers of a cover layer. Preferably, the surface of the cover layer or a layer of the cover layer is recessed, which corresponds to the insert, so the insert can be integrated into the cover layer without increasing it. As a result, a thickening, as already described above, be avoided. If a cover layer has several layers, then several inserts can be used in different layers, preferably two inserts can be spaced apart from one another by at least one layer of the cover layer. The depositors can be identical or differently formed or aligned.

Dabei den Einleger nicht-rotationssymmetrisch vorzusehen kann vorteilhaft sein, um einen Formschluss in Umfangsrichtung zu erreichen. Hierdurch können Kräfte in Umfangsrichtung um die Längsachse, d.h. Torsionskräfte, ausgetauscht werden, wie bereits zuvor beschrieben. Hierzu ist die Innenkontur einer Aussparung des Einlegers bzw. der Einleger an die Außenkontur des jeweiligen Verbindungsbereichs des Einsatzelements anzupassen.In this case, the insert non-rotationally symmetrical provided may be advantageous to achieve a positive connection in the circumferential direction. As a result, forces in the circumferential direction about the longitudinal axis, i. Torsionskräfte be replaced, as previously described. For this purpose, the inner contour of a recess of the insert or the insert is adapted to the outer contour of the respective connection region of the insert element.

Der Einleger kann verschiedene Materialien aufweisen oder aus verschiedenen Materialien bestehen. Vorzugsweise kann der Einleger aus einem Metall oder aus einem Kunststoff bestehen. Werden mehrere Einleger verwendet, können diese aus demselben Material oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen bzw. unterschiedliche Materialien aufweisen.The insert may have different materials or consist of different materials. Preferably, the insert may consist of a metal or a plastic. If multiple inserts are used, they may consist of the same material or of different materials or have different materials.

Der Einleger kann vorzugsweise aus Metall und besonders vorzugsweise aus Edelstahl oder aus einem anderen Metall mit einer Korrosionsschutzbeschichtung ausgebildet sein, um Korrosion zu vermeiden und damit einen langlebigen Einleger zu schaffen.The insert may preferably be formed of metal, and more preferably of stainless steel, or of another metal with an anticorrosive coating to prevent corrosion and thus provide a durable insert.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Anlagebereich für die erste Deckschicht entlang der Längsachse mit einer Klebeschicht auf der ersten Deckschicht gehalten und bzw. oder das Halteelement entlang der Längsachse mit einer Klebeschicht auf der zweiten Deckschicht gehalten. Hierdurch kann ein direkter Kontakt ohne Klebeschicht oder ein indirekter Kontakt über Klebeschicht ermöglicht werden. Die Positionierung der Anlagefläche für das Halteelement ist entlang der Längsachse entsprechend vorzunehmen, so dass die zuvor beschriebenen Vorteile in beiden Fällen erreicht werden können.According to a further aspect of the present invention, the contact area for the first cover layer along the longitudinal axis is held with an adhesive layer on the first cover layer and / or the holding element is held along the longitudinal axis with an adhesive layer on the second cover layer. As a result, a direct contact without adhesive layer or an indirect contact via adhesive layer can be made possible. The positioning of the contact surface for the holding element is to be carried out correspondingly along the longitudinal axis, so that the advantages described above can be achieved in both cases.

Zwei Ausführungsbeispiele und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den folgenden Figuren erläutert. Darin zeigt:

  • 1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Krafteinleitungselements gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels in einer Sandwichstruktur;
  • 2a einen ersten Querschnitt A-A der 1;
  • 2b einen zweiten Querschnitt B-B der 1;
  • 3 eine Explosionsdarstellung des Krafteinleitungselements der 1 ohne Sandwichstruktur mit Abstandshalter;
  • 4 eine Detaildarstellung der 1 in einem ersten Zustand (links) und in einem zweiten Zustand (rechts); und
  • 5 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Krafteinleitungselements gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels in einer Sandwichstruktur.
Two embodiments and further advantages of the invention are explained below in connection with the following figures. It shows:
  • 1 a schematic sectional view of a force introduction element according to the invention according to a first embodiment in a sandwich structure;
  • 2a a first cross-section AA of the 1 ;
  • 2 B a second cross section BB of the 1 ;
  • 3 an exploded view of the force introduction element of 1 without sandwich structure with spacer;
  • 4 a detailed view of the 1 in a first state (left) and in a second state (right); and
  • 5 a schematic sectional view of a force introduction element according to the invention according to a second embodiment in a sandwich structure.

Die o.g. Figuren werden in zylindrischen Koordinaten betrachtet. Es erstreckt sich eine Längsachse X in einer vertikalen Richtung Z, welche auch als Höhe Z bezeichnet werden kann. Senkrecht zur Längsachse X erstreckt sich eine radiale Richtung R von dieser weg.The above figures are considered in cylindrical coordinates. It extends a longitudinal axis X in a vertical direction Z , which also as height Z can be designated. Perpendicular to the longitudinal axis X extends a radial direction R away from this.

1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Krafteinleitungselements 2, 4 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels in einer Sandwichstruktur 1. 2a zeigt einen ersten Querschnitt A-A der 1. 2b zeigt einen zweiten Querschnitt B-B der 1. 3 zeigt eine Explosionsdarstellung des Krafteinleitungselements 2, 4 der 1 ohne Sandwichstruktur 1 mit Abstandshalter 3. 4 zeigt eine Detaildarstellung der 1 in einem ersten Zustand (links) und in einem zweiten Zustand (rechts). Das Krafteinleitungselement 2, 4 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels ist dabei vorgesehen, während der Herstellung der Sandwichstruktur 1 in diese integriert zu werden. 1 shows a schematic sectional view of a force introduction element according to the invention 2 . 4 according to a first embodiment in a sandwich structure 1 , 2a shows a first cross-section AA of the 1 , 2 B shows a second cross section BB of the 1 , 3 shows an exploded view of the force introduction element 2 . 4 of the 1 without sandwich structure 1 with spacers 3 , 4 shows a detailed representation of the 1 in a first state (left) and in a second state (right). The force introduction element 2 . 4 according to the first embodiment is provided during the manufacture of the sandwich structure 1 to be integrated into these.

Die Sandwichstruktur 1 besteht, entlang der Längsachse X von unten nach oben, vgl. z.B. 1, aus einer ersten Deckschicht 10, aus einem Kern 13 sowie aus einer zweiten Deckschicht 14. Die erste Deckschicht 10 ist mehrlagig ausgebildet und besteht aus mehreren Faserkunststofflagen 11, welche teilweise um das Krafteinleitungselement 2, 4 herum durch Einleger 12 ersetzt sind. Dies gilt ebenso für die zweite Deckschicht 14, welche mehrere Faserkunststofflagen 15 sowie Einleger 16 aufweist. Die Einlager 12, 16 sind dabei als Metalleinleger 12, 16 aus Edelstahl ausgebildet.The sandwich structure 1 exists along the longitudinal axis X from bottom to top, cf. eg 1 . from a first cover layer 10 , from a core 13 as well as from a second cover layer 14 , The first cover layer 10 is multi-layered and consists of several fiber plastic layers 11 which partially around the force introduction element 2 . 4 around by depositor 12 are replaced. This also applies to the second cover layer 14 which have multiple fiber-plastic layers 15 as well as depositors 16 having. The warehouses 12 . 16 are here as a metal insert 12 . 16 made of stainless steel.

Das Krafteinleitungselement 2, 4 besteht aus zwei Bauteilen, nämlich aus einem Einsatzelement 2, welches auch als Insert 2 oder als Zentralstück 2 bezeichnet werden kann, und aus einem Halteelement 4, welches auch als Abdeckscheibe 4 bezeichnet werden kann.The force introduction element 2 . 4 consists of two components, namely an insert element 2 , which also as an insert 2 or as the centerpiece 2 can be designated, and from a holding element 4 , which also as a cover 4 can be designated.

Das Einsatzelement 2 ist einstückig ausgebildet und beginnt, entlang der Längsachse X von unten nach oben, vgl. z.B. 1 und 3, mit einem Anlagebereich 20 für die erste Deckschicht 10 der Sandwichstruktur 1. Der Anlagebereich 20 für die erste Deckschicht 10 entspricht in seiner Stärke der Stärke einer Faserkunststofflage 11 der ersten Deckschicht 10, so dass der Anlagebereich 20 des Einsatzelements 2 eine Faserkunststofflage 11, hier die unterste bzw. äußerste Faserkunststofflage 11, der ersten Deckschicht 10 abschnittsweise ersetzen kann. Hierzu erstreckt sich der Anlagebereich 20 für die erste Deckschicht 10 radial weiter als das übrige Einsatzelement 2.The insert element 2 is integrally formed and begins, along the longitudinal axis X from bottom to top, cf. eg 1 and 3 , with an investment area 20 for the first cover layer 10 the sandwich structure 1 , The investment area 20 for the first cover layer 10 corresponds in strength to the strength of a fibrous plastic layer 11 the first cover layer 10 so that the investment area 20 of the insert element 2 a fibrous plastic layer 11 , here the lowest or the furthest fiber plastic layer 11 , the first cover layer 10 can replace sections. For this purpose, the investment area extends 20 for the first cover layer 10 radially further than the rest of the insert element 2 ,

Das Einsatzelement 2 weist ferner einen Verbindungsbereich 21 zur ersten Deckschicht 10 auf, welcher entlang der Längsachse X genau so weit ausgebildet ist wie die erste Deckschicht 10. Ferner ist der Anlagebereich 20 für die erste Deckschicht 10 Bestandteil des Verbindungsbereichs 21 zur ersten Deckschicht 10 und schließt mit diesem entlang der Längsachse X nach unten hin ab. Der Verbindungsbereich 21 zur ersten Deckschicht 10 ist zylindrisch und damit rotationssymmetrisch ausgebildet, siehe z.B. 2b.The insert element 2 also has a connection area 21 to the first cover layer 10 on, which along the longitudinal axis X is as well formed as the first cover layer 10 , Furthermore, the investment area 20 for the first cover layer 10 Part of the connection area 21 to the first cover layer 10 and closes with this along the longitudinal axis X downwards. The connection area 21 to the first cover layer 10 is cylindrical and thus rotationally symmetrical, see for example 2 B ,

Entlang der Längsachse X nach oben schließt sich ein zylindrischer Abstandsbereich 22 an den Verbindungsbereich 21 zur ersten Deckschicht 10 an. Der Abstandsbereich 22 erstreckt sich dabei genau über die Höhe des Kerns 13 der Sandwichstruktur 1. Dabei ist der Abstandsbereich 22 radial geringer als der Verbindungsbereich 21 zur ersten Deckschicht 10 ausgebildet, so dass der Verbindungsbereich 21 zur ersten Deckschicht 10 mittels einer Kante 23 bzw. Stufe 23 in den Abstandsbereich 22 übergeht, wodurch entlang der Längsachse X von oben eine Anlagefläche 23 für einen Abstandshalter 3 ausgebildet wird, wie weiter unten erläutert werden wird.Along the longitudinal axis X at the top closes a cylindrical distance range 22 to the connection area 21 to the first cover layer 10 at. The distance range 22 extends exactly over the height of the core 13 the sandwich structure 1 , Here is the distance range 22 radially lower than the connection area 21 to the first cover layer 10 designed so that the connection area 21 to the first cover layer 10 by means of an edge 23 or level 23 in the distance range 22 merges, creating along the longitudinal axis X from above a contact surface 23 for a spacer 3 is formed, as will be explained below.

An den Abstandsbereich 22 schließt sich entlang der Längsachse X nach oben ein Verbindungsbereich 24 zur zweiten Deckschicht 14 an, welcher sich über die Höhe der zweiten Deckschicht 14 erstreckt. Der Verbindungsbereich 24 zur zweiten Deckschicht 14 ist achteckig ausgebildet, siehe z.B. 2a. Der Verbindungsbereich 24 zur zweiten Deckschicht 14 schließt entlang der Längsachse X nach oben bündig mit der äußeren Oberfläche der zweiten Deckschicht 14 ab. Dabei bildet das Einsatzelement 2 an dieser Stelle eine Anlagefläche 26 für das Halteelement 4 aus.At the distance range 22 closes along the longitudinal axis X up a connection area 24 to the second cover layer 14 which is about the height of the second cover layer 14 extends. The connection area 24 to the second cover layer 14 is octagonal shaped, see eg 2a , The connection area 24 to the second cover layer 14 closes along the longitudinal axis X up flush with the outer surface of the second cover layer 14 from. In this case, forms the insert element 2 at this point a contact surface 26 for the holding element 4 out.

Gleichzeitig beginnt mit der Anlagefläche 26 für das Halteelement 4 ein Abschlussbereich 25 des Einsatzelements 2, welcher sich nach oben erstreckt und radial geringer ausgebildet ist als der Verbindungsbereich 24 zur zweiten Deckschicht 14. Der Abschlussbereich 25 weist ein Sicherungselement 27 in Form einer Bördelkante 27 auf, welche sich in einem ersten Zustand entlang der Längsachse X gerade nach oben erstreckt, siehe z.B. 4, links, und in einem zweiten Zustand nach radial außen umgebogen ist, siehe z.B. 4, rechts. Um dabei ein definiertes Umbiegen zu ermöglichen, weist die Bördelkante 27 eine Materialschwächung 27a als Biegestelle 27a auf, siehe z.B. 4, links.At the same time begins with the contact surface 26 for the holding element 4 a graduation area 25 of the insert element 2 , which extends upwardly and is formed radially smaller than the connecting region 24 to the second cover layer 14 , The graduation area 25 has a fuse element 27 in the form of a flanged edge 27 which is in a first state along the longitudinal axis X straight upwards, see eg 4 , left, and in a second state bent radially outward, see eg 4 , right. In order to allow a defined bending, the crimping edge points 27 a material weakening 27a as a bending point 27a on, see eg 4 , Left.

In seinem Inneren weist das Einsatzelement 2 eine Aussparung 28 auf, welche bei den beiden Ausführungsbeispielen als Sacklochbohrung 28 mit Innengewinde 29 ausgebildet ist, jedoch z.B. auch eine Durchgangsöffnung mit oder ohne Innengewinde 29 sein kann. Alternativ könnte auch ein Stehbolzen mit oder ohne Außengewinde vorgesehen sein, welcher sich radial innerhalb der Bördelkante 27 entlang der Längsachse X nach oben erstreckt. Auch andere konstruktive Elemente können verwendet werden, um je nach Einsatzzweck der Sandwichstruktur 1 eine Anbindung des Krafteinleitungselements 2, 4 an andere Bauteile zu ermöglichen.In its interior, the insert element 2 a recess 28 on, which in the two embodiments as a blind hole 28 with internal thread 29 is formed, but for example, a through hole with or without internal thread 29 can be. Alternatively, a stud with or without external thread could be provided which extends radially within the flanged edge 27 along the longitudinal axis X extends upwards. Other structural elements can also be used, depending on the purpose of the sandwich structure 1 a connection of the force introduction element 2 . 4 to allow for other components.

Das Halteelement 4 ist einstückig als kreisförmige Scheibe ausgebildet und kann daher auch als Abdeckscheibe 4 bezeichnet werden. Das Halteelement 4 weist entlang der Längsachse X eine Durchgangsöffnung 40 auf, mit der das Halteelement 4 über die entlang der Längsachse X gerade hoch stehende Bördelkante 27 auf das Einsatzelement 2 aufgesetzt werden kann. Der radial nach innen zeigende Bereich des Halteelements 4, welcher die Durchgangsöffnung 40 umschließt, bildet dabei einen Anlagebereich 41 in Form einer Kante 41 bzw. Stufe 41 aus, welcher entlang der Längsachse X flacher als das übrige Halteelement 4 ausgebildet ist. Der Anlagebereich 41 weist dabei entlang der Längsachse X nach unten eine erste Anlagefläche 42 auf, welche dem flächigen Kontakt mit der Anlagefläche 26 des Einsatzelements 2 dient. Der Anlagebereich 41 weist ferner entlang der Längsachse X nach oben eine zweite Anlagefläche 43 auf, welcher dem Kontakt mit der umgebogenen Bördelkante 27 des Einsatzelements 2 dient. Dabei ist das Halteelement 4 entlang der Längsachse X derart ausgebildet, dass die umgebogene Bördelkante 27 derart flach auf der zweiten Auflagefläche 43 des Anlagebereichs 41 aufliegen kann, so dass die umgebogene Bördelkante 27 entlang der Längsachse X nicht nach oben über das Halteelement 4 hinausragt.The holding element 4 is integrally formed as a circular disc and can therefore also as a cover 4 be designated. The holding element 4 points along the longitudinal axis X a passage opening 40 on, with the holding element 4 along the longitudinal axis X straight raised flange 27 on the insert element 2 can be put on. The radially inwardly pointing region of the holding element 4 which the passage opening 40 encloses, thereby forms an investment area 41 in the form of an edge 41 or level 41 out, which along the longitudinal axis X flatter than the rest of the holding element 4 is trained. The investment area 41 points along the longitudinal axis X down a first contact surface 42 on which the surface contact with the contact surface 26 of the insert element 2 serves. The investment area 41 also points along the longitudinal axis X to the top one second contact surface 43 on which the contact with the bent flange 27 of the insert element 2 serves. Here is the holding element 4 along the longitudinal axis X formed such that the bent flanging edge 27 so flat on the second support surface 43 of the investment area 41 can rest, so that the bent flange 27 along the longitudinal axis X not up over the retaining element 4 protrudes.

Als zusätzliches Element zeigen die 1 und 3 einen Abstandshalter 3, welcher auch als Distanzstück 3 bezeichnet werden kann. Der Abstandshalter 3 ist zylindrisch entlang der Längsachse X ausgebildet und weist eine Durchgangsöffnung 30 auf, mit welcher der Abstandshalter 3 über den Abstandsbereich 22 des Einsatzelements 2 angeordnet werden kann. Der Abstandshalter 3 weist hierzu entlang der Längsachse X nach unten eine erste Kontaktfläche 31 auf, mit der der Abstandshalter 3 sowohl auf der entsprechenden Anlagefläche 23 des Einsatzelements 2 als auch auf der inneren Oberfläche der ersten Deckschicht 10 aufsitzen kann. Entlang der Längsachse X nach oben weist der Abstandshalter 3 eine zweite Kontaktfläche 32 für einen flächigen Kontakt mit der inneren Oberfläche der zweiten Deckschicht 14 auf.As an additional element show the 1 and 3 a spacer 3 , which also as a spacer 3 can be designated. The spacer 3 is cylindrical along the longitudinal axis X formed and has a passage opening 30 on, with which of the spacers 3 over the distance range 22 of the insert element 2 can be arranged. The spacer 3 points to this along the longitudinal axis X down a first contact surface 31 on, with the spacer 3 both on the corresponding contact surface 23 of the insert element 2 as well as on the inner surface of the first cover layer 10 can sit up. Along the longitudinal axis X facing upwards is the spacer 3 a second contact surface 32 for a surface contact with the inner surface of the second cover layer 14 on.

Das Einsatzelement 2 sowie das Halteelement 4 des Krafteinleitungselements 2, 4 werden gemäß des ersten Ausführungsbeispiels der 1 bis 4 während der Herstellung der Sandwichstruktur 1 gemeinsam mit dem Abstandshalter 3 nun wie folgt verwendet:The insert element 2 and the retaining element 4 of the force introduction element 2 . 4 be according to the first embodiment of the 1 to 4 during the production of the sandwich structure 1 together with the spacer 3 now used as follows:

Zunächst wird das Einsatzelement 2 mit dem Anlagebereich 20 für die erste Deckschicht 10 auf einem Untergrund einer Form platziert. Dann wird eine erste Faserkunststofflage 11 der ersten Deckschicht 10 mit einer Aussparung, welche der Kontur des Anlagebereichs 20 für die erste Deckschicht 10 des Einsatzelements 2 entspricht, um das Einsatzelement 2 herum auf dem Untergrund der Form platziert. Hierdurch bilden der Anlagebereich 20 für die erste Deckschicht 10 des Einsatzelements 2 und die erste Faserkunststofflage 11 gemeinsam die erste, unterste, äußerste Lage der ersten Deckschicht 10.First, the insert element 2 with the investment area 20 for the first cover layer 10 placed on a surface of a mold. Then a first fibrous plastic layer 11 the first cover layer 10 with a recess, which is the contour of the contact area 20 for the first cover layer 10 of the insert element 2 corresponds to the insert element 2 placed around on the surface of the mold. This forms the investment area 20 for the first cover layer 10 of the insert element 2 and the first fibrous plastic layer 11 together the first, lowest, outermost layer of the first cover layer 10 ,

Nun wird ein erster Metalleinleger 12 entlang der Längsachse X von oben über das Einsatzelement 2 auf die erste Lage 11 der ersten Deckschicht 10 gelegt. Der erste Metalleinleger 12 weist hierzu eine Durchgangsöffnung auf, welche in ihrer kreisförmigen Innenkontur der zylindrischen Außenkontur des Verbindungsbereichs 21 zur ersten Deckschicht 10 des Einsatzelements 2 entspricht. Die Außenkontur des ersten Metalleinlegers 12 ist oval und damit nicht-rotationssymmetrisch ausgebildet. Radial ragt der erste Metalleinleger 12 über den Anlagebereich 20 für die erste Deckschicht 10 des Einsatzelements 2 hinaus.Now, a first metal insert 12 along the longitudinal axis X from above over the insert element 2 on the first location 11 the first cover layer 10 placed. The first metal insert 12 has for this purpose a passage opening, which in its circular inner contour of the cylindrical outer contour of the connecting region 21 to the first cover layer 10 of the insert element 2 equivalent. The outer contour of the first metal insert 12 is oval and thus non-rotationally symmetrical. Radially protrudes the first metal insert 12 over the investment area 20 for the first cover layer 10 of the insert element 2 out.

Anschließend wird eine zweite Faserkunststofflage 11 über die erste Lage 11 der ersten Deckschicht 10 gelegt. Die zweite Faserkunststofflage 11 weist dabei eine Aussparung auf, welche hinsichtlich ihrer Innenkontur sowie Orientierung der Außenkontur und Orientierung des ersten Metalleinlegers 12 entspricht. Die Stärke des ersten Metalleinlegers 12 entspricht der Stärke der zweiten Faserkunststofflage 11. Die zweite Faserkunststofflage 11 und der erste Metalleinleger 12 bilden gemeinsam die zweite Lage der ersten Deckschicht 10.Subsequently, a second fiber plastic layer 11 about the first location 11 the first cover layer 10 placed. The second fibrous plastic layer 11 in this case has a recess, which with respect to their inner contour and orientation of the outer contour and orientation of the first metal insert 12 equivalent. The strength of the first metal insert 12 corresponds to the strength of the second fibrous plastic layer 11 , The second fibrous plastic layer 11 and the first metal insert 12 together form the second layer of the first cover layer 10 ,

Nun wird eine dritte Faserkunststofflage 11 über die zweite Lage der ersten Deckschicht 10 gelegt. Hierzu weist die dritte Faserkunststofflage 11 eine Aussparung auf, welche hinsichtlich ihrer Innenkontur der zylindrischen Außenkontur des Verbindungsbereichs 21 zur ersten Deckschicht 10 des Einsatzelements 2 entspricht. Die dritte Faserkunststofflage 11 bildet die dritte Lage der ersten Deckschicht 10.Now, a third fiber plastic layer 11 over the second layer of the first cover layer 10 placed. For this purpose, the third fiber plastic layer 11 a recess, which with respect to its inner contour of the cylindrical outer contour of the connecting region 21 to the first cover layer 10 of the insert element 2 equivalent. The third fiber plastic layer 11 forms the third layer of the first cover layer 10 ,

Abschließend wird nun ein zweiter Metalleinleger 12, welcher dem ersten Metalleinleger 12 entspricht, sowie eine vierte Faserkunststofflage 11 als vierte Lage der ersten Deckschicht 10 auf der dritte Lage der ersten Deckschicht 10 wie zuvor beschrieben platziert. Dabei weist der zweite Metalleinleger 12 eine versetzte Orientierung um die Längsachse X herum gegenüber dem ersten Metalleinleger 12 auf, so dass die Orientierung des Metalleinlegers 12 der Fasenlage der vierten Faserkunststofflage 11 angepasst werden kann, siehe z.B. 1, beispielsweise bei einem Lagenaufbau von 0° des ersten Metalleinlegers 12 zu 90° des zweiten Metalleinlegers 12. Dabei schließt der zweite Metalleinleger 12 und damit auch die innere Oberfläche der ersten Deckschicht 10 entlang der Längsachse X nach oben hin mit dem Verbindungsbereich 21 für die erste Deckschicht 10 ab. Hierdurch entsteht ein bündiger Übergang zwischen der inneren Oberfläche der ersten Deckschicht 10 und der Anlagefläche 23 für den Abstandshalter 3 des Einsatzelements 2, siehe z.B. 1. Auf diese Art und Weise kann eine hybride Materialzone der ersten Deckschicht 10 mit erhöhter Festigkeit und verbesserter Anbindung an das Einsatzelement 2 geschaffen werden.Finally, now a second metal insert 12 which is the first metal insert 12 corresponds, as well as a fourth fiber plastic layer 11 as the fourth layer of the first cover layer 10 on the third layer of the first cover layer 10 placed as described above. In this case, the second metal insert 12 an offset orientation about the longitudinal axis X around the first metal insert 12 on, giving the orientation of the metal insert 12 the chamfer of the fourth fiber plastic layer 11 can be adjusted, see eg 1 For example, in a layer structure of 0 ° of the first metal insert 12 to 90 ° of the second metal insert 12 , The second metal insert closes 12 and thus also the inner surface of the first cover layer 10 along the longitudinal axis X upwards with the connection area 21 for the first cover layer 10 from. This creates a flush transition between the inner surface of the first cover layer 10 and the contact surface 23 for the spacer 3 of the insert element 2 , see eg 1 , In this way, a hybrid material zone of the first cover layer 10 with increased strength and improved connection to the insert element 2 be created.

Nun wird der Abstandshalter 3 entlang der Längsachse X von oben mit seiner Durchgangsöffnung 30 auf das Einsatzelement 2 aufgesteckt, so dass die erste Kontaktfläche 31 des Abstandshalters 3 sowohl die innere Oberfläche der ersten Deckschicht 10 als auch die Anlagefläche 23 für den Abstandshalter 3 des Einsatzelements 2 flächig kontaktiert. Hierdurch können zum einen die zweite bis vierte Lage der ersten Deckschicht 10 zwischen dem Anlagebereich 20 für die erste Deckschicht 10 des Einsatzelements 2 und der ersten Kontaktfläche 31 des Abstandshalters 3 gehalten werden, so dass die Lagen der ersten Deckschicht 10 bei Momentenbelastungen nicht entlang der Längsachse X ausscheren können. Zum anderen können Kräfte zwischen dem Abstandshalter 3 und dem Einsatzelement 2 über dessen Anlagefläche 23 für den Abstandshalter 3 ausgetauscht werden, ohne die erste Deckschicht 10 zu belasten.Now the spacer will be 3 along the longitudinal axis X from above with its passage opening 30 on the insert element 2 plugged, leaving the first contact surface 31 of the spacer 3 both the inner surface of the first cover layer 10 as well as the contact surface 23 for the spacer 3 of the insert element 2 contacted flatly. As a result, on the one hand, the second to fourth layer of the first cover layer 10 between the plant area 20 for the first cover layer 10 of the insert element 2 and the first contact surface 31 of the spacer 3 be held so that the layers of the first cover layer 10 at moment loads not along the longitudinal axis X can shear out. On the other hand, forces can occur between the spacer 3 and the insert element 2 over its contact surface 23 for the spacer 3 be replaced without the first cover layer 10 to charge.

Um den Abstandshalter 3 wird nun der Kern 13 auf der inneren Oberfläche der ersten Deckschicht 10 platziert, welcher eine Aussparung entsprechend der Außenkontur des Abstandshalters 3 aufweist. Der Kern 13 schließt dabei entlang der Längsachse X nach oben mit dem Abstandsbereich 22 des Einsatzelements 2 ab.To the spacer 3 is now the core 13 on the inner surface of the first cover layer 10 placed, which has a recess corresponding to the outer contour of the spacer 3 having. The core 13 closes along the longitudinal axis X upwards with the distance range 22 of the insert element 2 from.

Anschließend erfolgt der Aufbau der zweiten Deckschicht 14, welche vergleichbar der ersten Deckschicht 10 aus Faserkunststofflagen 15 besteht, welche abwechselnd vollflächig oder mit Metalleinlegern 16 versehen sind. Im Unterschied zum Verbindungsbereich 21 zur ersten Deckschicht 10 weist der Verbindungsbereich 24 zur zweiten Deckschicht 14 jedoch eine nicht-rotationssymmetrische Außenkontur in Form einer achteckigen Außenkontur auf, siehe z.B. 2a, so dass die Innenkonturen der Faserkunststofflagen 15 und der Metalleinleger 16 der zweiten Deckschicht 14 entsprechend gestaltet sind. Hierdurch kann in Umfangsrichtung um die Längsachse X herum ein Formschluss zwischen den Lagen der zweiten Deckschicht 14 und dem Verbindungsbereich 24 zur zweiten Deckschicht 14 des Einsatzelements 2 geschaffen werden, welcher auch Torsionskräfte in Umfangsrichtung um die Längsachse X herum aufnehmen kann.Subsequently, the construction of the second cover layer takes place 14 , which is comparable to the first cover layer 10 from fiber-reinforced plastic layers 15 exists, which alternately over the entire surface or with metal inserts 16 are provided. Unlike the connection area 21 to the first cover layer 10 indicates the connection area 24 to the second cover layer 14 However, a non-rotationally symmetrical outer contour in the form of an octagonal outer contour, see for example 2a , so that the inner contours of the fiber-plastic layers 15 and the metal insert 16 the second cover layer 14 are designed accordingly. As a result, in the circumferential direction about the longitudinal axis X around a positive connection between the layers of the second cover layer 14 and the connection area 24 to the second cover layer 14 of the insert element 2 which also provides torsional forces in the circumferential direction about the longitudinal axis X can record around.

Dabei schließt die zweite Deckschicht 14 entlang der Längsachse X nach oben hin mit dem Verbindungsbereich 24 zur zweiten Deckschicht 14 des Einsatzelements 2 ab. Hierdurch entsteht ein bündiger Übergang zwischen der äußeren Oberfläche der zweiten Deckschicht 14 und der Anlagefläche 26 für das Halteelement 4, siehe z.B. 1 und 4.The second cover layer closes 14 along the longitudinal axis X upwards with the connection area 24 to the second cover layer 14 of the insert element 2 from. This creates a flush transition between the outer surface of the second cover layer 14 and the contact surface 26 for the holding element 4 , see eg 1 and 4 ,

Abschließend wird nun das Halteelement 4 mit seiner ersten Anlagefläche 42 entlang der Längsachse X von oben über die Bördelkante 27 des Einsatzelements 2 auf dessen Anlagefläche 26 aufgesetzt. Hierdurch wird zum einen ein flächiger Kontakt der Unterseite des Halteelements 4 mit der äußeren Oberfläche der zweiten Deckschicht 14 bewirkt, so dass die Lagen der zweiten Deckschicht 14 entlang der Längsachse X zwischen dem Halteelement 4 und der zweiten Kontaktfläche 32 des Abstandshalters 3 gehalten werden. Auf diese Art und Weise kann auch für die zweite Deckschicht 14 vermieden werden, dass die Lagen der zweiten Deckschicht 14 bei Momentenbelastungen entlang der Längsachse X ausscheren können. Zum anderen wird gleichzeitig ein flächiger Kontakt zwischen dem Halteelement 4 und dem Einsatzelement 2 über dessen Anlagefläche 26 für das Halteelement 4 erreicht, über den Kräfte ausgetauscht werden können, ohne die Sandwichstruktur 1 zu belasten und einzudrücken.Finally, now the holding element 4 with its first contact surface 42 along the longitudinal axis X from above over the crimping edge 27 of the insert element 2 on its contact surface 26 placed. As a result, on the one hand, a planar contact of the underside of the holding element 4 with the outer surface of the second cover layer 14 causes, so that the layers of the second cover layer 14 along the longitudinal axis X between the holding element 4 and the second contact surface 32 of the spacer 3 being held. In this way can also for the second cover layer 14 avoid the layers of the second cover layer 14 at moment loads along the longitudinal axis X can shear out. On the other hand, at the same time a surface contact between the holding element 4 and the insert element 2 over its contact surface 26 for the holding element 4 achieved through the forces can be exchanged without the sandwich structure 1 to load and depress.

Um das Halteelement 4 in dieser Position zu halten, wird nun die Bördelkante 27 des Einsatzelements 2 nach radial außen umgebogen, vgl. z.B. 1 und 4, links und rechts. Hierdurch kann das Halteelement 4 einfach, schnell und sicher für die Montage fixiert werden, so dass das Krafteinleitungselement 2, 4 auch im nicht-ausgehärteten Zustand der Sandwichstruktur gehalten und die Sandwichstruktur 1 gehandhabt werden kann. Dabei können auch die hierzu erforderlichen Montagekräfte über die Anlagefläche 26 für das Halteelement 4 geleitet werden, ohne die Sandwichstruktur 1 zu belasten und einzudrücken.To the holding element 4 to hold in this position now becomes the flanging edge 27 of the insert element 2 bent radially outwards, cf. eg 1 and 4 , left and right. This allows the holding element 4 easy, fast and secure to be fixed for mounting, allowing the force application element 2 . 4 also held in the non-cured state of the sandwich structure and the sandwich structure 1 can be handled. In this case, also the required assembly forces on the contact surface 26 for the holding element 4 be routed without the sandwich structure 1 to load and depress.

Auf diese Art und Weise kann ein Krafteinleitungselement 2, 4 sowie eine Sandwichstruktur 1 geschaffen werden, welche den Austausch von Kräften zwischen dem Krafteinleitungselement 2, 4 und der Sandwichstruktur 1 ermöglichen kann, ohne dass die Sandwichstruktur 1 hierbei belastet, eingedrückt und damit beschädigt wird. Auch kann ein sicherer Halt des Einsatzelements 2 gegenüber den beiden Deckschichten 10, 14 erreicht werden.In this way, a force introduction element 2 . 4 as well as a sandwich structure 1 be created, which the exchange of forces between the force application element 2 . 4 and the sandwich structure 1 can allow without the sandwich structure 1 this burdened, pressed and thus damaged. Also, a secure hold of the insert element 2 opposite the two cover layers 10 . 14 be achieved.

5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Krafteinleitungselements 2, 4 gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels in einer Sandwichstruktur 1. Die Sandwichstruktur 1 weist in diesem Fall lediglich mehrere Faserkunststofflagen 11, 15 pro Deckschicht 10, 14 jedoch keine Metalleinleger auf. 5 shows a schematic sectional view of a force introduction element according to the invention 2 . 4 according to a second embodiment in a sandwich structure 1 , The sandwich structure 1 in this case only has several fiber-plastic layers 11 . 15 per cover layer 10 . 14 but no metal inserts on.

Das Krafteinleitungselement 2, 4 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels ist dabei vorgesehen, nachträglich in eine gebohrte Durchgangsöffnung einer ausgehärteten Sandwichstruktur 1 eingesetzt zu werden, welche in dem zweiten Ausführungsbeispiel zylindrisch ausgebildet ist, jedoch auch eckig, oval, elliptisch, sternförmig oder dergleichen sein könnte.The force introduction element 2 . 4 According to the second embodiment is provided, subsequently in a drilled through hole of a cured sandwich structure 1 to be used, which is cylindrical in the second embodiment, but could also be angular, oval, elliptical, star-shaped or the like.

Entsprechend ist der Anlagebereich 20 für die erste Deckschicht 10 ausgebildet, entlang der Längsachse X von unten gegen die äußeren Oberfläche der ersten Deckschicht 10 anzuliegen und über eine Klebeschicht 5 mit dieser stoffschlüssig verbunden zu werden. Im weiteren Verlauf entlang der Längsachse X nach oben folgt ein Verbindungsbereich 21 zur ersten Deckschicht 10, welcher im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel den Anlagebereich 20 für die erste Deckschicht 10 nicht umfasst, ansonsten jedoch wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Der Verbindungsbereich 21 zur ersten Deckschicht 10 geht stufenlos in einen zylindrischen Abstandsbereich 22 sowie in einen zylindrischen Verbindungsbereich 24 zur zweiten Deckschicht 14 über. Der Verbindungsbereich 24 zur zweiten Deckschicht 14 ragt dabei über die äußere Oberfläche der zweiten Deckschicht 14 in dem Maß der dortigen Klebeschicht 5 hinaus, so dass das Halteelement 4 gleichzeitig auf der entsprechenden Anlagefläche 26 des Einsatzelements 2 sowie auf der Klebeschicht 5 platziert werden kann.The investment area is corresponding 20 for the first cover layer 10 formed along the longitudinal axis X from below against the outer surface of the first cover layer 10 abut and over an adhesive layer 5 to be connected to this materially. In the further course along the longitudinal axis X upwards follows a connection area 21 to the first cover layer 10 which, unlike the first embodiment, the investment area 20 for the first cover layer 10 not included, but otherwise as in the first embodiment is formed. The connection area 21 to the first topcoat 10 goes steplessly into a cylindrical distance range 22 as well as in a cylindrical connection area 24 to the second cover layer 14 above. The connection area 24 to the second cover layer 14 protrudes over the outer surface of the second cover layer 14 in the measure of the local adhesive layer 5 in addition, leaving the holding element 4 at the same time on the corresponding contact surface 26 of the insert element 2 as well as on the adhesive layer 5 can be placed.

Auch in diesem Fall kann ein Krafteinleitungselement 2, 4 sowie eine Sandwichstruktur 1 geschaffen werden, welche den Austausch von Kräften zwischen dem Krafteinleitungselement 2, 4 und der Sandwichstruktur 1 ermöglichen kann, ohne dass die Sandwichstruktur 1 hierbei belastet, eingedrückt und damit beschädigt wird. Auch kann über die Klebeschichten 5 ein sicherer Halt des Einsatzelements 2 gegenüber den beiden Deckschichten 10, 14 erreicht werden. Ferner kann durch Variation der Distanz zwischen dem Anlagenbereich 20 für die erste Deckschicht 10 und der Anlagefläche 26 des Einsatzelements 2 die Dicke der Klebeschichten 5 bei umgeformter Bördelkante 27 definiert und reproduzierbar eingestellt werden.Also in this case, a force introduction element 2 . 4 as well as a sandwich structure 1 be created, which the exchange of forces between the force application element 2 . 4 and the sandwich structure 1 can allow without the sandwich structure 1 this burdened, pressed and thus damaged. Also can over the adhesive layers 5 a secure hold of the insert element 2 opposite the two cover layers 10 . 14 be achieved. Furthermore, by varying the distance between the plant area 20 for the first cover layer 10 and the contact surface 26 of the insert element 2 the thickness of the adhesive layers 5 with deformed flanged edge 27 be set defined and reproducible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

A-AA-A
erster Querschnittfirst cross-section
B-BB-B
zweiter Querschnittsecond cross section
RR
radiale Richtungradial direction
XX
Längsachselongitudinal axis
ZZ
vertikale Richtung; Höhe vertical direction; height
11
Sandwichstruktursandwich structure
1010
erste (mehrlagige) Deckschichtfirst (multilayer) topcoat
1111
Faserkunststofflagen der ersten Deckschicht 10Fiber-plastic layers of the first cover layer 10
1212
(Metall-)Einleger der ersten Deckschicht 10(Metal) insert of the first cover layer 10
1313
Kerncore
1414
zweite (mehrlagige) Deckschichtsecond (multilayer) topcoat
1515
Faserkunststofflagen der zweiten Deckschicht 14Fiber-plastic layers of the second cover layer 14
1616
(Metall-)Einleger der zweiten Deckschicht 14 (Metal) insert the second cover layer 14th
22
Einsatzelement; Insert; ZentralstückInsert element; insert; Zentralstück
2020
Anlagebereich für erste Deckschicht 10 der Sandwichstruktur 1; flächiger BundInvestment area for first cover layer 10 of the sandwich structure 1; flat bundle
2121
Verbindungsbereich zur ersten Deckschicht 10Connecting region to the first cover layer 10
2222
Abstandsbereichdistance range
2323
Anlagefläche für Abstandshalter 3; Kante bzw. Stufe des Abstandsbereichs 22Contact surface for spacers 3; Edge or step of the distance range 22
2424
Verbindungsbereich zur zweiten Deckschicht 14Connecting region to the second cover layer 14
2525
Abschlussbereichtermination region
2626
Anlagefläche für Halteelement 4; Kante bzw. Stufe des Abschlussbereichs 25Contact surface for retaining element 4; Edge or step of the termination area 25
2727
Sicherungselement; BördelkanteFuse element; flanging
27a27a
Materialschwächung des Sicherungselements 27; BiegestelleMaterial weakening of the securing element 27; bend
2828
Aussparung; Sacklochbohrungrecess; Blind hole
2929
Innengewinde inner thread
33
Abstandshalter; DistanzstückSpacer; spacer
3030
DurchgangsöffnungThrough opening
3131
erste Kontaktflächefirst contact surface
3232
zweite Kontaktflächesecond contact surface
44
Halteelement; AbdeckscheibeHolding member; cover plate
4040
DurchgangsöffnungThrough opening
4141
Anlagebereich, Kante bzw. Stufe des Halteelements 4Investment area, edge or step of the holding element. 4
4242
erste Auflagefläche für Anlagefläche 26 des Einsatzelements 2first contact surface for contact surface 26 of the insert element 2
4343
zweite Auflagefläche für Sicherungselement 27 des Einsatzelements 2 second bearing surface for securing element 27 of the insert element. 2
55
Klebeschichtenadhesive layers

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 5093957 A [0011]US 5093957A [0011]
  • US 3564798 A [0012]US 3564798A [0012]
  • US 3678535 A [0013]US 3678535 A [0013]
  • US 4981735 A [0014]US 4981735 A
  • DE 102012202331 A1 [0014]DE 102012202331 A1 [0014]
  • US 4170919 A [0015]US 4170919A [0015]
  • US 2006137294 A1 [0017]US 2006137294 A1 [0017]

Claims (15)

Krafteinleitungselement (2, 4) für eine Sandwichstruktur (1) mit einer ersten Deckschicht (10), mit wenigstens einem Kern (13) und mit einer zweiten Deckschicht (14) entlang einer Längsachse (X), mit einem Einsatzelement (2), wobei das Einsatzelement (2) einen Anlagebereich (20) für die erste Deckschicht (10) aufweist, welcher ausgebildet ist, mit der ersten Deckschicht (10) einen flächigen Kontakt in Richtung der Längsachse (X) herzustellen, wobei das Einsatzelement (2) ausgebildet ist, sich von dem Anlagebereich (20) für die erste Deckschicht (10) entlang der Längsachse (X) durch die Sandwichstruktur (1) hindurch zu erstrecken, gekennzeichnet durch ein Halteelement (4), welches ausgebildet ist, mit der zweiten Deckschicht (14) einen flächigen Kontakt in Richtung der Längsachse (X) herzustellen, wobei das Einsatzelement (2) eine Anlagefläche (26) für das Halteelement (4) aufweist, welche ausgebildet ist, das Halteelement (4) entlang der Längsachse (X) in einem vorbestimmten Abstand zum Anlagebereich (20) für die erste Deckschicht (10) aufzunehmen.A force introduction element (2, 4) for a sandwich structure (1) having a first cover layer (10), with at least one core (13) and with a second cover layer (14) along a longitudinal axis (X), with an insert element (2) the insert element (2) has a contact region (20) for the first cover layer (10), which is designed to produce a planar contact with the first cover layer (10) in the direction of the longitudinal axis (X), wherein the insert element (2) is formed in that it extends through the sandwich structure (1) from the contact area (20) for the first covering layer (10) along the longitudinal axis (X), characterized by a holding element (4) which is formed with the second covering layer (14). to produce a planar contact in the direction of the longitudinal axis (X), wherein the insert element (2) has a contact surface (26) for the holding element (4), which is formed, the holding element (4) along the longitudinal axis (X) in a predetermined n distance to the contact area (20) for the first cover layer (10) record. Krafteinleitungselement (2, 4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (26) für das Halteelement (4) des Einsatzelements (2) ausgebildet ist, entlang der Längsachse (X) bündig mit der zweiten Deckschicht (14) abzuschließen, so dass das Halteelement (4) in Richtung der Längsachse (X) in flächigem Kontakt sowohl mit der Anlagefläche (26) für das Halteelement (4) des Einsatzelements (2) als auch mit der zweiten Deckschicht (14) aufgenommen werden kann.Force introduction element (2, 4) according to Claim 1 , characterized in that the abutment surface (26) for the retaining element (4) of the insert element (2) is designed to be flush with the second cover layer (14) along the longitudinal axis (X) so that the retaining element (4) moves in the direction of Longitudinal axis (X) in planar contact with both the contact surface (26) for the holding element (4) of the insert element (2) and with the second cover layer (14) can be accommodated. Krafteinleitungselement (2, 4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (26) für das Halteelement (4) des Einsatzelements (2) ausgebildet ist, entlang der Längsachse (X) bündig mit einer Klebeschicht (5) der zweiten Deckschicht (14) abzuschließen, so dass das Halteelement (4) in Richtung der Längsachse (X) in flächigem Kontakt sowohl mit der Anlagefläche (26) für das Halteelement (4) des Einsatzelements (2) als auch mit der Klebeschicht (5) der zweiten Deckschicht (14) aufgenommen werden kann.Force introduction element (2, 4) according to Claim 1 , characterized in that the abutment surface (26) for the holding element (4) of the insert element (2) is designed to terminate flush with an adhesive layer (5) of the second covering layer (14) along the longitudinal axis (X), so that the holding element (14) 4) in the direction of the longitudinal axis (X) in planar contact with both the contact surface (26) for the holding element (4) of the insert element (2) and with the adhesive layer (5) of the second cover layer (14) can be accommodated. Krafteinleitungselement (2, 4) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzelement (2) einen Verbindungsbereich (21) zur ersten Deckschicht (10) aufweist, welcher ausgebildet ist, sich entlang der Längsachse (X) genau so weit wie die erste Deckschicht (10) zu erstrecken, wobei der Verbindungsbereich (21) zur ersten Deckschicht (10) vorzugsweise nicht-rotationssymmetrisch ausgebildet ist.Force introduction element (2, 4) according to one of the preceding claims, characterized in that the insert element (2) has a connection region (21) to the first cover layer (10), which is formed along the longitudinal axis (X) as far as the extend first cover layer (10), wherein the connecting region (21) to the first cover layer (10) is preferably formed non-rotationally symmetrical. Krafteinleitungselement (2, 4) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagebereich (20) für die erste Deckschicht (10) Bestandteil des Verbindungsbereichs (21) zur ersten Deckschicht (10) ist.Force introduction element (2, 4) according to Claim 4 , characterized in that the abutment region (20) for the first cover layer (10) is part of the connection region (21) to the first cover layer (10). Krafteinleitungselement (2, 4) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzelement (2) einen Abstandsbereich (22) aufweist, welche sich von dem Verbindungsbereich (21) zur ersten Deckschicht (10) entlang der Längsachse (X) genau so weit wie der Kern (13) der Sandwichstruktur (1) erstreckt, wobei der Abstandsbereich (22) zumindest abschnittsweise radial geringer als der Verbindungsbereich (21) zur ersten Deckschicht (10) ausgebildet ist, so dass der Verbindungsbereich (21) zur ersten Deckschicht (10) zumindest abschnittsweise mit einer Anlagefläche (23) in den Abstandsbereich (22) übergeht.Force introduction element (2, 4) according to Claim 4 or 5 , characterized in that the insert element (2) has a spacing region (22) which extends from the connection region (21) to the first cover layer (10) along the longitudinal axis (X) as far as the core (13) of the sandwich structure (1 ), wherein the distance region (22) is at least partially radially smaller than the connection region (21) to the first cover layer (10), so that the connection region (21) to the first cover layer (10) at least partially with a contact surface (23) in the distance range (22) passes. Krafteinleitungselement (2, 4) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzelement (2) einen Verbindungsbereich (24) zur zweiten Deckschicht (14) aufweist, welcher ausgebildet ist, sich entlang der Längsachse (X) genau so weit wie die zweite Deckschicht (14) zu erstrecken, wobei der Verbindungsbereich (24) zur zweiten Deckschicht (14) vorzugsweise nicht-rotationssymmetrisch ausgebildet ist.Force introduction element (2, 4) according to one of the preceding claims, characterized in that the insert element (2) has a connection region (24) to the second cover layer (14), which is formed along the longitudinal axis (X) as far as the Second cover layer (14) to extend, wherein the connecting portion (24) to the second cover layer (14) is preferably formed non-rotationally symmetrical. Krafteinleitungselement (2, 4) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (24) zur zweiten Deckschicht (14) entlang der Längsachse (X) mit der Anlagefläche (26) für das Halteelement (4) abschließt.Force introduction element (2, 4) according to Claim 7 , characterized in that the connecting region (24) to the second cover layer (14) along the longitudinal axis (X) with the contact surface (26) for the holding element (4) closes. Krafteinleitungselement (2, 4) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (21) zur ersten Deckschicht (10) ausgebildet ist, die erste Deckschicht (10), vorzugsweise wenigstens eine Lage (11) der ersten Deckschicht (10), formschlüssig zu halten, und/oder dass der Verbindungsbereich (24) zur zweiten Deckschicht (14) ausgebildet ist, die zweite Deckschicht (14), vorzugsweise wenigstens eine Lage (15) der zweiten Deckschicht (14), formschlüssig zu halten.Force introduction element (2, 4) according to one of Claims 4 to 8th , characterized in that the connection region (21) to the first cover layer (10) is designed to hold the first cover layer (10), preferably at least one layer (11) of the first cover layer (10) in a form-fitting manner, and / or that the connection region (24) is formed to the second cover layer (14), the second cover layer (14), preferably at least one layer (15) of the second cover layer (14) to hold a form fit. Krafteinleitungselement (2, 4) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzelement (2) wenigstens ein Sicherungselement (27) aufweist, welches ausgebildet ist, in einem ersten Zustand das Anordnen des Halteelements (4) auf der Anlagefläche (26) zu ermöglichen und in einem zweiten Zustand das Halteelement (4) auf der Anlagefläche (26) zu halten, wobei das Sicherungselement (27) vorzugsweise als Bördelkante (27), vorzugsweise mit einer Materialschwächung (27a) zur Definition einer Biegestelle, ausgebildet ist.Force introduction element (2, 4) according to one of the preceding claims, characterized in that the insert element (2) has at least one securing element (27) which is designed to arrange the holding element (4) on the contact surface (26) in a first state. to allow and in a second state holding the holding element (4) on the contact surface (26), wherein the securing element (27) is preferably designed as a flanged edge (27), preferably with a material weakening (27a) for defining a bending point. Krafteinleitungselement (2, 4) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagebereich (20) für die erste Deckschicht (10) entlang der Längsachse (X) eine Stärke aufweist, welche zumindest einer Lage (11) der ersten Deckschicht (10), vorzugsweise genau einer Lage (11) der ersten Deckschicht (10), besonders vorzugsweise genau der äußersten Lage (11) der ersten Deckschicht (10), entspricht.Force introduction element (2, 4) according to one of the preceding claims, characterized in that the abutment region (20) for the first cover layer (10) along the longitudinal axis (X) has a thickness which at least one layer (11) of the first cover layer (10 ), preferably exactly one layer (11) of the first cover layer (10), particularly preferably exactly the outermost layer (11) of the first cover layer (10) corresponds. Sandwichstruktur (1), mit einer ersten Deckschicht (10), wenigstens einem Kern (13), und einer zweiten Deckschicht (14), welche entlang einer Längsachse (X) angeordnet sind, und wenigstens einem Krafteinleitungselement (2, 4), vorzugsweise einer Mehrzahl von Krafteinleitungselementen (2, 4), nach einem der vorherigen Ansprüche.Sandwich structure (1), with a first cover layer (10), at least one core (13), and a second cover layer (14), which are arranged along a longitudinal axis (X), and at least one force introduction element (2, 4), preferably a plurality of force introduction elements (2, 4), according to one of the preceding claims. Sandwichstruktur (1) nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Abstandshalter (3), welcher zumindest abschnittsweise um einen Abstandsbereich (22) des Einsatzelements (2) herum angeordnet ist und sich entlang der Längsachse (X) genau so weit wie der Kern (13) der Sandwichstruktur (1) erstreckt, wobei der Abstandshalter (3) mit einer ersten Kontaktfläche (31) sowohl mit einer Anlagefläche (23) des Einsatzelements (2) als auch mit der ersten Deckschicht (10) in flächigem Kontakt steht, und/oder wobei der Abstandshalter (3) mit einer zweiten Kontaktfläche (32) mit der zweiten Deckschicht (14) in flächigem Kontakt steht.Sandwich structure (1) after Claim 12 characterized by a spacer (3) arranged at least in sections around a spacing region (22) of the insert element (2) and extending along the longitudinal axis (X) as far as the core (13) of the sandwich structure (1), wherein the spacer (3) with a first contact surface (31) with both a contact surface (23) of the insert element (2) and with the first cover layer (10) is in surface contact, and / or wherein the spacer (3) with a second contact surface (32) with the second cover layer (14) is in surface contact. Sandwichstruktur (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Deckschicht (10) und/oder die zweite Deckschicht (14) wenigstens eine Lage (11, 15), vorzugsweise eine Faserkunststofflage (11, 15), aufweist, welche zumindest abschnittsweise um das Einsatzelement (2) herum einen Einleger (12, 16) aufweist, wobei der Einleger (12, 16) vorzugsweise nicht-rotationssymmetrisch ausgebildet ist.Sandwich structure (1) after Claim 12 or 13 , characterized in that the first cover layer (10) and / or the second cover layer (14) at least one layer (11, 15), preferably a fiber plastic layer (11, 15), which at least partially around the insert element (2) around an insert (12, 16), wherein the insert (12, 16) is preferably non-rotationally symmetrical. Sandwichstruktur (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagebereich (20) für die erste Deckschicht (10) entlang der Längsachse (X) mit einer Klebeschicht (5) auf der ersten Deckschicht (10) gehalten wird, und/oder dass das Halteelement (4) entlang der Längsachse (X) mit einer Klebeschicht (5) auf der zweiten Deckschicht (14) gehalten wird.Sandwich structure (1) according to one of Claims 12 to 14 , characterized in that the abutment region (20) for the first cover layer (10) along the longitudinal axis (X) with an adhesive layer (5) on the first cover layer (10) is held, and / or that the holding element (4) along the Longitudinal axis (X) with an adhesive layer (5) on the second cover layer (14) is held.
DE102017119940.3A 2017-08-30 2017-08-30 Force application element Pending DE102017119940A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017119940.3A DE102017119940A1 (en) 2017-08-30 2017-08-30 Force application element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017119940.3A DE102017119940A1 (en) 2017-08-30 2017-08-30 Force application element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017119940A1 true DE102017119940A1 (en) 2019-02-28

Family

ID=65321167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017119940.3A Pending DE102017119940A1 (en) 2017-08-30 2017-08-30 Force application element

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017119940A1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3564798A (en) 1969-04-17 1971-02-23 Lockheed Aircraft Corp Fastener for cellular sandwich panel
US3678535A (en) 1970-11-27 1972-07-25 Shur Lok Corp Sectional sandwich panel insert with frictional telescopic coupling
US4170919A (en) 1975-11-17 1979-10-16 Olympic Fastening Systems, Inc. Blind spacer fastener
US4981735A (en) 1989-09-05 1991-01-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Two piece threaded mounting insert with adhesive for use with honeycomb composite
US5093957A (en) 1991-07-08 1992-03-10 Atr International, Inc. Compression fitting for use in a two-sided honeycomb panel
US20060137294A1 (en) 2004-01-13 2006-06-29 Waits Jr Bobby L Expanded fastener for a honeycomb structure and method of assembly
DE102012202331A1 (en) 2012-02-16 2013-08-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Socket for hole reinforcements in component e.g. composite component, of component arrangement, has socket elements positively connected with one another by connection sections for providing clamping region between head sections

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3564798A (en) 1969-04-17 1971-02-23 Lockheed Aircraft Corp Fastener for cellular sandwich panel
US3678535A (en) 1970-11-27 1972-07-25 Shur Lok Corp Sectional sandwich panel insert with frictional telescopic coupling
US4170919A (en) 1975-11-17 1979-10-16 Olympic Fastening Systems, Inc. Blind spacer fastener
US4981735A (en) 1989-09-05 1991-01-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Two piece threaded mounting insert with adhesive for use with honeycomb composite
US5093957A (en) 1991-07-08 1992-03-10 Atr International, Inc. Compression fitting for use in a two-sided honeycomb panel
US20060137294A1 (en) 2004-01-13 2006-06-29 Waits Jr Bobby L Expanded fastener for a honeycomb structure and method of assembly
DE102012202331A1 (en) 2012-02-16 2013-08-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Socket for hole reinforcements in component e.g. composite component, of component arrangement, has socket elements positively connected with one another by connection sections for providing clamping region between head sections

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008061463B4 (en) Load transfer device
DE102005028565A1 (en) Highly elastic layered spring
DE102015105603B4 (en) Sandwich panel for an aircraft
WO2008031682A1 (en) Structured composite sheet
DE102014104838A1 (en) strut tower
DE102012102286A1 (en) A method of bonding a composite sheet to a metallic substrate
DE102009015355A1 (en) Base structure for motor vehicle, is made of fiber composite material, and change in cross-section is formed, such that crash behavior of base structure is controlled
WO2008125076A1 (en) Leaf spring made of a fiber-plastic composite and force transmission element therefor
DE102008024585A1 (en) Spring element for e.g. spring shock absorber, of motor vehicle, has spring bands formed in wave like structure with respect to imaginary surface, which is fixed by spring centre lines
EP0651371A2 (en) Vibration absorber for damping of structural sound
EP2999616A1 (en) Axle support of a vehicle
DE102011052110A1 (en) Construction structure for e.g. rail vehicle, has connecting element that includes connecting portions which are firmly bonded to metal layer on one side of panel, and connected to metallic element, respectively
DE202006001878U1 (en) Force transmission unit for fiber support in aircraft, has slots provided on upper surface of unit, where unit is connected with fiber material of support and is made thermoplastic material e.g. polyphenylene sulfide
DE10228902B4 (en) Leaf spring with several layers of different high polymer materials
DE102017221470A1 (en) Connector assembly fitting with co-molded washers
DE102017119940A1 (en) Force application element
EP2121380A2 (en) Structural piece ion particular for a vehicle seat
DE102013224203A1 (en) Sandwich panels and method of making sandwich panels
DE3309002A1 (en) VIBRATIONS INSULATING BEARING
EP3631214A1 (en) Force transmission assembly and insert
DE102021102932B3 (en) Hydraulic control unit having an intermediate plate with a partially solidified coating
EP3135463B1 (en) Method of manufacturing a bearing element and bearing element
WO2015062617A1 (en) Composite panel
AT407238B (en) PLATE-SHAPED SAFETY COMPONENT
DE102011054543B4 (en) Attachment attachment for vehicle body

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication