DE102020105883A1 - Component arrangement - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bauteilanordnung mit einem ersten Metallbauteil (10, 10A), einem zweiten Metallbauteil (20, 20A) und mindestens einer Schraubenverbindung (30, 30A), die eine Anpresskraft erzeugt mittels der das erste Bauteil (10, 10A) und das zweite Bauteil (20, 20A) klemmend aufeinander gepresst werden. In einem Anpressbereich (40, 40A), in dem eine Kontaktfläche (12, 12A) des ersten Bauteils (10, 10A) und eine Kontaktfläche (22, 22A) des zweiten Bauteils (20, 20A) durch die Anpresskraft aufeinander gepresst werden, weist die Kontaktfläche (12, 12A) des ersten Bauteils (10, 10A) eine Beschichtung (14) auf und die Kontaktfläche (22, 22A) des zweiten Bauteils (20, 20A) weist eine Oberflächenaufrauhung (24) auf.The invention relates to a component arrangement with a first metal component (10, 10A), a second metal component (20, 20A) and at least one screw connection (30, 30A) which generates a pressing force by means of the first component (10, 10A) and the second Component (20, 20A) are pressed onto one another in a clamping manner. In a pressing area (40, 40A) in which a contact surface (12, 12A) of the first component (10, 10A) and a contact surface (22, 22A) of the second component (20, 20A) are pressed against one another by the pressing force the contact surface (12, 12A) of the first component (10, 10A) has a coating (14) and the contact surface (22, 22A) of the second component (20, 20A) has a roughened surface (24).

Description

Die Erfindung betrifft eine Bauteilanordnung mit einer Schraubenverbindung.The invention relates to a component arrangement with a screw connection.

In Fahrzeugkarosserien werden einzelne Bauteile durch das Einbringen und Befestigen von Verstärkungsbauteilen versteift. So werden z.B. in Karosserieträger, wie z.B. die Motorträger, Verstärkungsbauteile in Form sogenannter Crash-Boxen eingeschoben und mit den Trägern zu einer Bauteilanordnung verbunden. Üblich ist es hier, dass die beiden Bauteile mittels Schraubenverbindung aneinander fixiert werden.In vehicle bodies, individual components are stiffened by inserting and fastening reinforcing components. For example, reinforcement components in the form of so-called crash boxes are inserted into body supports such as the engine supports and connected to the supports to form a component arrangement. It is common here for the two components to be fixed to one another by means of screw connections.

Im Rahmen der Elektrifizierung von Kraftfahrzeugen steigen auch die Fahrzeuggewichte an. Hierdurch wiederum steigen die Anforderungen an die Tragfähigkeit der Schraubenverbindungen, insbesondere in der Ebene senkrecht zur Schraubenachse.In the context of the electrification of motor vehicles, vehicle weights are also increasing. This in turn increases the demands on the load-bearing capacity of the screw connections, in particular in the plane perpendicular to the screw axis.

Herkömmliche Methoden zur Steigerung der Tragfähigkeit sind z.B. die Verwendung von größeren Schrauben oder einer höheren Anzahl an Schraubenverbindungen. Dies führt jedoch zu höheren Kosten und einem höheren Gewicht der Bauteilanordnung. Bei der Verwendung größerer Schrauben beruht die Verbesserung der Tragfähigkeit auf einer Erhöhung der Schraubenvorspannung. Diese ist jedoch - gerade bei Leichtbauteilen, die z.B. aus Aluminium gefertigt sind - nicht beliebig steigerbar.Conventional methods of increasing the load-bearing capacity are, for example, the use of larger screws or a higher number of screw connections. However, this leads to higher costs and a higher weight of the component arrangement. When using larger screws, the improvement in the load-bearing capacity is based on an increase in the screw preload. However, this cannot be increased at will - especially in the case of lightweight components made of aluminum, for example.

Zur Verschraubung eines Faserkunststoffbauteils an einem Metallbauteil ist es aus der DE 10 2015 202 037 A1 weiterhin bekannt, Scheiben zwischen den Kontaktflächen der Bauteile zu verbauen, die mit einem reibwerterhöhenden Mittel, wie z.B. Diamantsplittern besetzt sind. Derartige Scheiben sind jedoch mit zusätzlichen Kosten verbunden. Werden derartige Scheiben mit Aluminiumbauteilen verbaut, so sind zusätzliche Maßnahmen zum Korrosionsschutz notwendig.For screwing a fiber plastic component to a metal component, it is from the DE 10 2015 202 037 A1 It is also known to build disks between the contact surfaces of the components which are coated with an agent that increases the coefficient of friction, such as diamond splinters. Such disks are, however, associated with additional costs. If such panes are built with aluminum components, additional measures for corrosion protection are necessary.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung eine Möglichkeit anzugeben, wie eine Bauteilanordnung verbessert werden kann, wobei die Bauteilanordnung die voranstehend beschriebenen Nachteile nicht oder zumindest in vermindertem Maße aufweisen soll. Insbesondere soll eine Bauteilanordnung mit verringerten Kosten und verbesserter Tragfähigkeit angegeben werdenAgainst this background, the object of the invention is to provide a possibility of how a component arrangement can be improved, the component arrangement not having the disadvantages described above or at least to a reduced extent. In particular, a component arrangement with reduced costs and improved load-bearing capacity is to be specified

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Bauteilanordnung nach Patentanspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.The object is achieved by a component arrangement according to patent claim 1. Further advantageous configurations emerge from the subclaims and the following description.

Es wird eine Bauteilanordnung angegeben mit einem ersten Metallbauteil, einem zweiten Metallbauteil und mindestens einer Schraubenverbindung, die eine Anpresskraft erzeugt mittels der das erste und zweite Bauteil klemmend (kraftschlüssig) aufeinander gepresst werden.A component arrangement is specified with a first metal component, a second metal component and at least one screw connection which generates a pressing force by means of which the first and second component are pressed onto one another in a clamping (force-fit) manner.

In einem Anpressbereich, in dem eine Kontaktfläche des ersten Bauteils und eine Kontaktfläche des zweiten Bauteils durch die Anpresskraft aufeinander gepresst werden, weist die Kontaktfläche des ersten Bauteils eine Beschichtung auf und die Kontaktfläche des zweiten Bauteils weist eine Oberflächenaufrauhung auf.In a pressing area in which a contact surface of the first component and a contact surface of the second component are pressed against one another by the pressing force, the contact surface of the first component has a coating and the contact surface of the second component has a roughened surface.

Die Oberflächenaufrauhung des zweiten Bauteils wird durch das Verspannen der beiden Bauteile in die Beschichtung des ersten Bauteils gepresst, wobei sich die aufgeraute Oberflächenstruktur in das Beschichtungsmaterial eindrückt. Dies hat eine reibwerterhöhende Wirkung, wodurch auch die Tragfähigkeit der Schraubenverbindung steigt.The roughened surface of the second component is pressed into the coating of the first component by the tensioning of the two components, the roughened surface structure being pressed into the coating material. This has the effect of increasing the coefficient of friction, which also increases the load-bearing capacity of the screw connection.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Oberflächenaufrauhung und die Beschichtung derart aufeinander abgestimmt, dass die aufgeraute Oberfläche in die Beschichtung eindringt ohne diese zu durchdringen, wenn die Bauteile mittels Schraubenverbindung aufeinander gepresst sind. Die aufgeraute Oberfläche gräbt sich in die Beschichtung ein ohne bis zum Grundwerkstoff des zweiten Bauteils vorzudringen. Hierdurch wird einerseits eine Kontaktfläche zwischen Beschichtung und aufgerauter Oberfläche maximal vergrößert und dadurch die Haftung erhöht. Anderseits bleibt die Oberflächenhaftung der Beschichtung auf dem zweiten Bauteil maximal erhalten. Eine Ablösung der Beschichtung - auch im Falle einer Scherbeanspruchung - kann so optimal verhindert werden und es steht die maximale Oberflächenhaftung aller beteiligten Kontaktflächen zur Verfügung.In a preferred embodiment, the roughened surface and the coating are matched to one another in such a way that the roughened surface penetrates the coating without penetrating it when the components are pressed against one another by means of a screw connection. The roughened surface digs into the coating without penetrating the base material of the second component. In this way, on the one hand, a contact area between the coating and the roughened surface is maximally enlarged and the adhesion is thereby increased. On the other hand, the surface adhesion of the coating on the second component is maximally retained. A detachment of the coating - even in the case of shear stress - can be optimally prevented and the maximum surface adhesion of all contact surfaces involved is available.

Im Anpressbereich ist die Kontaktfläche des zweiten Bauteils mit einer Oberflächenaufrauhung versehen, d.h. zumindest im Anpressbereich weist die Kontaktfläche eine künstlich erhöhte Rauigkeit auf, die größer ist als die Rauigkeit des zweiten Bauteils in Bereichen, in denen keine Aufrauhung stattgefunden hat. Die Oberflächenaufrauhung wird durch eine Aufrauhung des Grundmaterials selbst und nicht etwa durch eine rauhigkeitserhöhende Beschichtung erzeugt. Die Oberflächenaufrauhung im Bereich der Kontaktfläche wird vorzugsweise durch Strahlen der Oberfläche des zweiten Bauteils ausgebildet, z.B. durch Sand-, Stahlkies- oder Korundstrahlen.In the pressing area, the contact surface of the second component is provided with a roughened surface, i.e. at least in the pressing area the contact surface has an artificially increased roughness that is greater than the roughness of the second component in areas where no roughening has taken place. The surface roughening is generated by roughening the base material itself and not by a coating that increases the roughness. The surface roughening in the area of the contact surface is preferably formed by blasting the surface of the second component, e.g. by sand, steel grit or corundum blasting.

Die Kontaktfläche des zweiten Bauteils wird vorzugsweise derart aufgeraut, dass sie einen Mittenrauwert RA>12 aufweist und eine gemittelte Rautiefe RZ>90 aufweist. Mit einer derart aufgerauten Kontaktfläche hat sich in Kombination mit der Beschichtung die höchste Tragfähigkeit der Schraubenverbindung gezeigt.The contact surface of the second component is preferably roughened in such a way that it has a mean roughness value RA> 12 and an average roughness depth RZ> 90. With such a roughened contact surface, in combination with the Coating shown the highest load-bearing capacity of the screw connection.

Die Beschichtung des ersten Bauteils hat vorzugsweise eine Härte, die geringer ist als die Härte des unbeschichteten Bauteils. Hierdurch wird auf dem ersten Bauteil eine relativ „weiche“ Schicht geschaffen, in die sich das zweite Bauteil eindrücken kann.The coating of the first component preferably has a hardness which is less than the hardness of the uncoated component. This creates a relatively “soft” layer on the first component, into which the second component can press.

Die Beschichtung ist vorzugsweise eine hartpartikelfreie Beschichtung. Unter Hartpartikeln sollen dabei solche Partikel verstanden werden, die typischer Weise verwendet werden um eine Erhöhung des Haftreibungskoeffizienten zu bewirken. Hartpartikel können z.B. Siliziumkarbid-, Quarz-, Korund (Al2O3), Schmirgel-, Bims-, Granat-, oder Diamantpartikel sein. Entgegen anders gearteten Ansätzen geht es bei der Erfindung gerade nicht darum eine Beschichtung aufzubringen, die selbst eine Erhöhung der Haftreibung bewirkt. Vielmehr nutzt die Erfindung die Erkenntnis, dass gerade im Zusammenspiel eines aufgerauten Bauteilsubstrats mit einer „Standard“-Beschichtung eine zielführende Erhöhung der Tragfähigkeit der Schraubenverbindung erreicht werden kann.The coating is preferably a hard particle-free coating. Hard particles are to be understood as meaning those particles which are typically used to bring about an increase in the coefficient of static friction. Hard particles can be e.g. silicon carbide, quartz, corundum (Al2O3), emery, pumice, garnet or diamond particles. Contrary to different approaches, the aim of the invention is not to apply a coating which itself causes an increase in static friction. Rather, the invention uses the knowledge that it is precisely in the interaction of a roughened component substrate with a “standard” coating that a targeted increase in the load-bearing capacity of the screw connection can be achieved.

Als Beschichtung kommt vorzugsweise eine Lackierung zum Einsatz, wie sie standardmäßig zur Lackierung von Fahrzeugkarosserien eingesetzt wird. Bei der Beschichtung kann es sich z.B. um eine Antikorrosionsbeschichtung handeln, wie z.B. einen Kathodentauch(KTL)-Lack und/oder um einen Fahrzeuglack (Farb- und/ oder Klarlack). Überraschender Weise hat sich gezeigt, dass die Oberflächenhaftung derartige Lacke in Kombination mit der aufgerauten Oberfläche des zweiten Bauteils der Übertragung sehr hoher Scherkräfte standhält. Der Einsatz eines derartigen Lackes für die Bauteilanordnung hat den Vorteil, dass das erste Bauteil nicht separat beschichtet werden muss. The coating used is preferably a type of paint that is used as standard for painting vehicle bodies. The coating can be, for example, an anti-corrosion coating, such as a cathode dip (KTL) paint and / or a vehicle paint (color and / or clear paint). Surprisingly, it has been shown that the surface adhesion of such lacquers in combination with the roughened surface of the second component withstands the transmission of very high shear forces. The use of such a lacquer for the component arrangement has the advantage that the first component does not have to be coated separately.

Vielmehr kann die Beschichtung im Anpressbereich direkt bei der Lackierung des restlichen Bauteils mit ausgebildet werden.Rather, the coating in the contact area can be formed directly when the rest of the component is being painted.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das erste Bauteil ein Hohlprofil und das zweite Bauteil ist in das erste Bauteil eingeschoben. Die mindestens eine Schraubenverbindung reicht in dieser Ausgestaltung durch beide Bauteile hindurch, wodurch das zweite Bauteil zwischen zwei gegenüberliegenden Kontaktflächen des ersten Bauteils verspannt wird. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Montage des zweiten Bauteils bei gleichzeitig zentrierter Ausrichtung der Bauteile zueinander und gleichmäßigem Druckkörper der Schraubenverbindung.In a preferred embodiment, the first component is a hollow profile and the second component is pushed into the first component. In this embodiment, the at least one screw connection extends through both components, as a result of which the second component is braced between two opposing contact surfaces of the first component. This configuration enables simple assembly of the second component while at the same time the components are centered in relation to one another and the pressure body of the screw connection is uniform.

Hierbei ist es besonders bevorzugt, wenn das zweite Bauteil mit Spiel im ersten Bauteil aufgenommen wird und die Bauteile erst durch die mindestens eine Verschraubung kraftschlüssig aufeinander gepresst werden. Mit anderen Worten gesagt, wird das erste Bauteil durch die Verschraubung in Richtung auf das zweite Bauteil verformt, wodurch die reibschlüssige Verbindung ausgebildet wird. Die geringfügige Verformung des ersten Bauteils erzeugt einen zwischen den Anlagepunkten der Schraubenverbindung kegelförmig nach außen aufstrebenden Druckkörper in der Bauteilanordnung, wodurch die Reibfläche im Anpressbereich vergrößert wird und die übertragbaren Kräfte zusätzlich erhöht werden. Durch die Vergrößerung der Reibfläche wird zudem die Scherspannung reduziert, welche in einem Scherlastfall auf die Beschichtung einwirkt, wodurch einer Ablösung der Beschichtung entgegengewirkt werden kann.It is particularly preferred here if the second component is received in the first component with play and the components are only pressed onto one another in a force-locking manner by the at least one screw connection. In other words, the first component is deformed by the screw connection in the direction of the second component, whereby the frictional connection is formed. The slight deformation of the first component creates a pressure body in the component arrangement that stretches outwards in a conical shape between the contact points of the screw connection, which increases the friction surface in the contact area and additionally increases the transferable forces. The increase in the friction surface also reduces the shear stress that acts on the coating in a shear load case, which can counteract any detachment of the coating.

Mittels der Schraubenverbindung werden das erste und das zweite Bauteil kraftschlüssig aufeinander gepresst. Bei der Schraubenverbindung kann es sich vorzugsweise um eine Schrauben-Mutter-Verbindung handeln, die durch Durchgangslöcher im ersten und zweiten Bauteil hindurchgreift. In diesem Fall wird eine Schraube durch die Durchgangslöcher gesteckt und rückseitig mit einer Mutter verschraubt. Zusätzlich können Unterlegscheiben vorgesehen sein um die Anpressfläche des Schraubenkopfes/der Mutter zu vergrößern. Die Durchgangslöcher sind üblicherweise größer ausgebildet als der Schaftdurchmesser der Schraube um die Montage zu erleichtern.By means of the screw connection, the first and the second component are pressed against one another in a non-positive manner. The screw connection can preferably be a screw-nut connection which reaches through through holes in the first and second component. In this case, a screw is inserted through the through holes and screwed to the rear with a nut. In addition, washers can be provided to enlarge the contact surface of the screw head / nut. The through holes are usually made larger than the shaft diameter of the screw in order to facilitate assembly.

Das erste Bauteil ist vorzugsweise ein Strukturbauteil einer Fahrzeugkarosserie und kann z.B. ein Träger einer Karosserie, wie z.B. ein Motorträger o.ä. sein. Das erste Bauteil kann ein Stahlbauteil oder auch ein Leichtmetallbauteil, wie z.B. ein Aluminiumbauteil sein. Das zweite Bauteil ist vorzugsweise ein Verstärkungsbauteil, welches - am ersten Bauteil befestigt - eine strukturelle Verstärkung desselben bewirkt. Das zweite Bauteil ist vorzugsweise ein Leichtmetallbauteil, z.B. ein Aluminiumbauteil, es können jedoch auch andere Materialien verwendet werden. Mit Verstärkungsbauteilen aus Leichtmetall kann eine hohe Verstärkungswirkung bei nur geringem Mehrgewicht realisiert werden.The first component is preferably a structural component of a vehicle body and can, for example, be a support of a body, such as an engine support or the like. The first component can be a steel component or a light metal component, such as an aluminum component. The second component is preferably a reinforcement component which - attached to the first component - effects a structural reinforcement of the same. The second component is preferably a light metal component, e.g. an aluminum component, but other materials can also be used. With reinforcement components made of light metal, a high reinforcement effect can be achieved with only a small additional weight.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Sofern in dieser Anmeldung der Begriff „kann“ verwendet wird, handelt es sich sowohl um die technische Möglichkeit als auch um die tatsächliche technische Umsetzung.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description, in which exemplary embodiments of the invention are described in detail with reference to the drawings. The features mentioned in the claims and in the description can each be essential to the invention individually or in any combination. If the term “can” is used in this application, it concerns both the technical possibility and the actual technical implementation.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:

  • 1 eine Schnittansicht zweier Metallbauteile, die zu einer beispielhaften Bauteilanordnung verbunden werden sollen,
  • 2 eine schematische Schnittansicht einer ersten beispielhaften Bauteilanordnung und
  • 3 eine schematische Schnittansicht einer weiteren beispielhaften Bauteilanordnung.
In the following, exemplary embodiments are explained on the basis of the accompanying drawings. Show in it:
  • 1 a sectional view of two metal components that are to be connected to an exemplary component arrangement,
  • 2 a schematic sectional view of a first exemplary component arrangement and
  • 3 a schematic sectional view of a further exemplary component arrangement.

1 zeigte eine erste beispielhafte Bauteilanordnung 1. Ein erstes Metallbauteil 10 ist mit einem zweiten Metallbauteil 20 mittels einer Schraubenverbindung 30 verbunden. Die Schraubenverbindung 30 ist hier beispielhaft als Schrauben-Mutter-Verbindung ausgebildet. Andere Schraubenverbindungen, wie z.B. das Einschrauben einer Schraube in ein im zweiten Bauteil ausgebildetes Innengewinde sind ebenso denkbar. 1 showed a first exemplary component arrangement 1 . A first metal component 10 is with a second metal component 20th by means of a screw connection 30th tied together. The screw connection 30th is designed here as an example of a screw-nut connection. Other screw connections, such as screwing a screw into an internal thread formed in the second component, are also conceivable.

Die Schraube 32 der Schraubenverbindung 30 ist durch Durchgangslöcher im ersten und zweiten Bauteil 10, 20 hindurchgeführt und mit einer Mutter 34 verschraubt. Hierdurch werden eine Kontaktfläche 12 des ersten Bauteils 10 und eine Kontaktfläche 22 des zweiten Bauteils durch die Anpresskraft in einem Anpressbereich 40 aufeinander gepresst und kraftschlüssig verbunden.The screw 32 the screw connection 30th is through through holes in the first and second component 10 , 20th passed through and with a mother 34 screwed. This creates a contact area 12th of the first component 10 and a contact surface 22nd of the second component by the contact force in a contact area 40 pressed together and positively connected.

Zur Erhöhung der Tragfähigkeit der Schraubenverbindung 30 ist die Kontaktfläche 12 des ersten Bauteils 10 mit einer Beschichtung 14 in Form einer Lackierung versehen. Vorzugsweise handelt es sich bei der Lackierung um eine KTL-Lackierung und/oder eine Farb- und/oder Klarlackierung. Weiterhin ist das Grundmaterial das zweiten Bauteils an der Kontaktfläche 22 des zweiten Bauteils 20 mit einer Oberflächenaufrauhung 24 versehen, vorzugsweise hat die aufgeraute Oberfläche einen Mittenrauwert RA>12 und eine gemittelte Rautiefe RZ>90. Die Aufrauhung kann z.B. durch ein Strahlverfahren hergestellt werden.To increase the load-bearing capacity of the screw connection 30th is the contact area 12th of the first component 10 with a coating 14th provided in the form of a paint job. The coating is preferably a KTL coating and / or a color and / or clear coating. Furthermore, the base material is the second component on the contact surface 22nd of the second component 20th with a surface roughening 24 provided, the roughened surface preferably has a mean roughness value RA> 12 and an average roughness depth RZ> 90. The roughening can be produced, for example, by a blasting process.

Bei der Beschichtung 14 handelt es sich um eine sehr dünne Schicht auf dem ersten Bauteil 10. Aus Gründen der Anschaulichkeit ist diese, ebenso wie die Oberflächenaufrauhung 22, in 1 und 3 nicht zeichnerisch dargestellt, sondern lediglich in 2 gezeigt.When coating 14th it is a very thin layer on the first component 10 . For the sake of clarity, this is, as is the surface roughening 22nd , in 1 and 3 not shown in the drawing, but only in 2 shown.

2 zeigt eine schematische Detailansicht der beiden Bauteile 10 und 20 vor dem Zusammenbau mit einer unverhältnismäßig dicken Beschichtung 14 und unverhältnismäßig dargestellten Aufrauhung 22 zur Veranschaulichung des Aufbaus der Bauteile 10, 20 und des Wirkmechanismus. Beim Aneinanderpressen der Bauteile 10, 20 durch die Schraubenverbindung 30 (schematisch dargestellt durch die Pfeile in 2) gräbt sich nun die aufgeraute Oberfläche 22 des zweiten Bauteils 20 in die Beschichtung 14 des ersten Bauteils 10 ein ohne diese zu durchdringen. Die flächige Haftung der Beschichtung 14 bleibt vollständig erhalten und die Tragfähigkeit der Bauteilanordnung 1 ist erhöht im Vergleich zu einer Bauteilanordnung ohne diese Maßnahmen an den Kontaktflächen 12, 22. 2 shows a schematic detailed view of the two components 10 and 20th before assembly with a disproportionately thick coating 14th and disproportionately presented roughening 22nd to illustrate the structure of the components 10 , 20th and the mechanism of action. When pressing the components together 10 , 20th through the screw connection 30th (shown schematically by the arrows in 2 ) the roughened surface is now digging 22nd of the second component 20th into the coating 14th of the first component 10 one without penetrating this. The surface adhesion of the coating 14th is completely preserved and the load-bearing capacity of the component arrangement 1 is increased compared to a component arrangement without these measures on the contact surfaces 12th , 22nd .

3 zeigt eine weitere beispielhafte Bauteilanordnung 1A in einer Querschnittansicht. Ein erstes Bauteil 10A in Form eines Motorträgers soll mit einem zweiten Bauteil 20A durch mehrere Schraubenverbindungen kraftschlüssig verbunden werden. Das erste Bauteil 10A ist z.B. als Stahl- oder Aluminiumhohlträger ausgeführt. Bei dem zweiten Bauteil 20A handelt es sich um ein Verstärkungsbauteil, z.B. eine sogenannte Crash-Box aus Aluminium. 3 zeigt eine Zustand vor dem Anziehen der Schraubverbindung. In 3 ist lediglich ein Teil dieser Bauteilanordnung in einer Schnittansicht gezeigt, der eine Schraubenverbindung 30A beinhaltet. Gleichwohl kann die Bauteilanordnung 1A mehrere solche Schraubenverbindungen in diesem Querschnitt oder auch an anderen Stellen aufweisen. 3 shows a further exemplary component arrangement 1A in a cross-sectional view. A first component 10A in the form of an engine mount is intended to be combined with a second component 20A be positively connected by several screw connections. The first component 10A is designed, for example, as a steel or aluminum hollow beam. With the second component 20A it is a reinforcement component, for example a so-called crash box made of aluminum. 3 shows a state before the screw connection is tightened. In 3 only a part of this component arrangement is shown in a sectional view, the screw connection 30A contains. Nevertheless, the component arrangement 1A have several such screw connections in this cross section or at other locations.

Das zweite Bauteil 20A ist z.B. in das erste Bauteil 10A eingeschoben und wird mit diesem verschraubt. Die Schraubenverbindungen 30A (beispielhaft gezeigt bei der in 3 dargestellten Schraubenverbindung) sind als Schrauben-Mutter-Verbindung ausgeführt. Die Schrauben 32A reichen durch Durchgangslöcher im ersten und zweiten Bauteil 10A, 20A hindurch und sind auf der dem Schraubenkopf abgewandten Seite des ersten Bauteils jeweils mit einer Mutter 34A verschraubt. Zusätzlich können sie mit einer Unterlegscheibe 36 unterlegt sein und/oder es können weitere Bauteile 60 mittels der Schraubenverbindung 30A an der Bauteilanordnung befestigt sein.The second component 20A is, for example, in the first component 10A inserted and screwed to it. The screw connections 30A (shown as an example for the in 3 screw connection shown) are designed as screw-nut connections. The screws 32A reach through through holes in the first and second component 10A , 20A through and are each with a nut on the side of the first component facing away from the screw head 34A screwed. You can also use a washer 36 be underlaid and / or there can be other components 60 by means of the screw connection 30A be attached to the component assembly.

Das erste und zweite Bauteil 10A, 20A werden zunächst mit Spiel ineinander gesteckt, in 3 überdeutlich dargestellt. Durch Anziehen der Schraubenverbindung(en) 30A wird das erste Bauteil 10A zusammengedrückt und verformt und beidseitig in einem Anpressbereich 40A gegen das zweite Bauteil 20A gedrückt. Hierdurch wird das zweite Bauteil 20A zwischen zwei gegenüberliegenden Kontaktflächen 12 A des ersten Bauteils 10A eingeklemmt. Das zweite Bauteil 20A ist durch ein separates Versteifungsbauteil 50 oder aber alternativ durch nicht dargestellte Querstreben im zweiten Bauteil 20A entsprechend versteift um diesem Anpressdruck standzuhalten.The first and second component 10A , 20A are initially plugged into each other with play, in 3 shown too clearly. By tightening the screw connection (s) 30A becomes the first component 10A compressed and deformed and on both sides in a pressing area 40A against the second component 20A pressed. This creates the second component 20A between two opposite contact surfaces 12 A of the first component 10A trapped. The second component 20A is through a separate stiffening component 50 or alternatively by means of transverse struts, not shown, in the second component 20A appropriately stiffened to withstand this contact pressure.

In den Anpressbereichen 40A wird jeweils eine Kontaktfläche 12A des ersten Bauteils 10A an eine Kontaktfläche 22A des zweiten Bauteils 20A gepresst. Zur Erhöhung der Tragfähigkeit der Schraubenverbindung 30A sind das erste Bauteil 10A und das zweite Bauteil 20A im Bereich ihrer Kontaktflächen 12A und 22A mit einer (nicht dargestellten) Beschichtung 14 bzw. mit einer Aufrauhung 22 versehen, wie sie mit Bezug auf 2 für die Bauteile 10 und 20 beschrieben wurde.In the contact areas 40A becomes a contact area each time 12A of the first component 10A to a contact surface 22A of the second component 20A pressed. To increase the load-bearing capacity of the screw connection 30A are the first component 10A and the second component 20A in the area of their contact surfaces 12A and 22A with a coating (not shown) 14th or with a roughening 22nd provided as they are referring to 2 for the components 10 and 20th has been described.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1, 1A1, 1A
BauteilanordnungComponent arrangement
10, 10A10, 10A
erstes Metallbauteilfirst metal component
12, 12A12, 12A
KontaktflächeContact area
1414th
BeschichtungCoating
20, 20A20, 20A
zweites Metallbauteilsecond metal component
22, 22A22, 22A
KontaktflächeContact area
2424
OberflächenaufrauhungSurface roughening
30, 30A30, 30A
SchraubenverbindungScrew connection
32, 32A32, 32A
Schraubescrew
34, 34A34, 34A
Muttermother
3636
UnterlegscheibeWasher
40, 40A40, 40A
AnpressbereichContact area
5050
VersteifungsbauteilStiffening component
6060
weitere Bauteilefurther components

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102015202037 A1 [0005]DE 102015202037 A1 [0005]

Claims (10)

Bauteilanordnung mit: einem ersten Metallbauteil (10, 10A), einem zweiten Metallbauteil (20, 20A) und mindestens einer Schraubenverbindung (30, 30A), die eine Anpresskraft erzeugt mittels der das erste Bauteil (10, 10A) und das zweite Bauteil (20, 20A) klemmend aufeinander gepresst werden, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Anpressbereich (40, 40A), in dem eine Kontaktfläche (12, 12A) des ersten Bauteils (10, 10A) und eine Kontaktfläche (22, 22A) des zweiten Bauteils (20, 20A) durch die Anpresskraft aufeinander gepresst werden, die Kontaktfläche (12, 12A) des ersten Bauteils (10, 10A) eine Beschichtung (14) aufweist und die Kontaktfläche (22, 22A) des zweiten Bauteils (20, 20A) eine Oberflächenaufrauhung (24) aufweist.Component arrangement comprising: a first metal component (10, 10A), a second metal component (20, 20A) and at least one screw connection (30, 30A) which generates a contact pressure by means of the first component (10, 10A) and the second component (20 , 20A) are pressed together by clamping, characterized in that in a pressing area (40, 40A) in which a contact surface (12, 12A) of the first component (10, 10A) and a contact surface (22, 22A) of the second component ( 20, 20A) are pressed against each other by the pressing force, the contact surface (12, 12A) of the first component (10, 10A) has a coating (14) and the contact surface (22, 22A) of the second component (20, 20A) has a roughened surface (24). Bauteilanordnung nach Patentanspruch 1, bei der die Oberflächenaufrauhung (24) und die Beschichtung (14) derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Oberflächenaufrauhung (24) in die Beschichtung (14) eindringt ohne diese zu durchdringen, wenn die Bauteile (10, 10A; 20, 20A) mittels der Schraubenverbindung (30, 30A) aufeinander gepresst sind.Component arrangement according to Claim 1 , in which the surface roughening (24) and the coating (14) are matched to one another in such a way that the surface roughening (24) penetrates the coating (14) without penetrating it when the components (10, 10A; 20, 20A) by means of the screw connection (30, 30A) are pressed together. Bauteilanordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, bei der die Oberflächenaufrauhung (24) durch Strahlen der Oberfläche des zweiten Bauteils (20, 20A) ausgebildet worden ist.Component arrangement according to Claim 1 or 2 wherein the surface roughening (24) has been formed by blasting the surface of the second component (20, 20A). Bauteilanordnung nach einem der vorangehenden Patentansprüche, bei der die Kontaktfläche (22, 22A) des zweiten Bauteils (20, 20A) einen Mittenrauwert RA>12 aufweist und eine gemittelte Rautiefe RZ>90 aufweist.Component arrangement according to one of the preceding claims, in which the contact surface (22, 22A) of the second component (20, 20A) has a mean roughness value RA> 12 and an average roughness depth RZ> 90. Bauteilanordnung nach einem der vorangehenden Patentansprüche, wobei die Beschichtung (14) eine hartpartikelfreie Beschichtung ist.Component arrangement according to one of the preceding claims, wherein the coating (14) is a hard particle-free coating. Bauteilanordnung nach einem der vorangehenden Patentansprüche, wobei die Beschichtung (14) durch eine Antikorrosionsbeschichtung und/oder einen Fahrzeuglack ausgebildet ist.Component arrangement according to one of the preceding claims, wherein the coating (14) is formed by an anti-corrosion coating and / or a vehicle paint. Bauteilanordnung nach einem der vorangehenden Patentansprüche, wobei das erste Bauteil (10A) ein Hohlprofil ist, das zweite Bauteil (20A) in das erste Bauteil (10A) eingeschoben ist und die mindestens eine Schraubenverbindung (30A) durch beide Bauteile hindurchreicht, wodurch das zweite Bauteil (20A) zwischen zwei gegenüberliegenden Kontaktflächen (12A) des ersten Bauteils verspannt wird.Component arrangement according to one of the preceding claims, wherein the first component (10A) is a hollow profile, the second component (20A) is pushed into the first component (10A) and the at least one screw connection (30A) extends through both components, whereby the second component (20A) is clamped between two opposing contact surfaces (12A) of the first component. Bauteilanordnung nach Patentanspruch 7, bei der das zweite Bauteil (20A) mit Spiel im ersten Bauteil (10A) aufgenommen wird und die Bauteile erst durch die mindestens eine Schraubenverbindung (30A) kraftschlüssig aufeinander gepresst werden.Component arrangement according to Claim 7 , in which the second component (20A) is received with play in the first component (10A) and the components are only pressed against one another by the at least one screw connection (30A). Bauteilanordnung nach einem der vorangehenden Patentansprüche, bei der das erste Bauteil (10, 10A) ein Strukturbauteil einer Fahrzeugkarosserie ist.Component arrangement according to one of the preceding claims, in which the first component (10, 10A) is a structural component of a vehicle body. Bauteilanordnung nach einem der vorangehenden Patentansprüche, bei der das zweite Bauteil (20, 20A) ein Aluminiumbauteil ist.Component arrangement according to one of the preceding claims, in which the second component (20, 20A) is an aluminum component.
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Citations (3)

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EP1978264A2 (en) 2007-04-05 2008-10-08 Geislinger GmbH Non-positive clamping connection and method for its production
DE102012220348A1 (en) 2012-11-08 2014-06-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Motor vehicle, particularly passenger car, has bumper cross beam mounted on longitudinal carrier of body over crashbox, where crashbox extends over end portion of longitudinal carrier with its end portion facing longitudinal carrier
DE102015202037A1 (en) 2015-02-05 2016-08-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft component arrangement

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