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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zur Verbindung eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsvorrichtung bereitzustellen, welche eine stabile Verbindung des ersten Bauteils mit dem zweiten Bauteil ermöglicht und welche einfach und kostengünstig herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verbindungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Verbindungsvorrichtung umfasst vorzugsweise Folgendes:
- einen Grundkörper aus einem insbesondere spritzgegossenen Grundmaterial;
- eine Befestigungsvorrichtung zur Befestigung des ersten Bauteils an dem Grundkörper.
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Der Grundkörper umfasst vorzugsweise eine Durchführungsöffnung zur Durchführung eines Befestigungselements der Befestigungsvorrichtung.
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Die Durchführungsöffnung ist vorzugsweise von einem Verstärkungsbereich des Grundkörpers umgeben.
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Die Befestigungsvorrichtung umfasst insbesondere ein Verstärkungselement, welches den Verstärkungsbereich in einer bezogen auf eine Längsmittelachse der Durchführungsöffnung radialen Richtung in einem verbundenen Zustand der Verbindungsvorrichtung umgreift.
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Vorzugsweise können mittels des Verstärkungselements beim Spritzgießen des Grundkörpers fertigungsbedingt im Bereich der Durchführungsöffnung entstandene Bindenähte verstärkt werden.
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Vorzugsweise kann durch Vorsehen des Verstärkungselements eine Festigkeit des Grundkörpers um mindestens ungefähr 10 %, vorzugsweise um mindestens ungefähr 20 %, insbesondere um mindestens ungefähr 30 %, erhöht werden.
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Insbesondere kann dabei ein Bauteilversagen des Grundkörpers verhindert oder verzögert werden, insbesondere ein Bauteilversagen aufgrund einer im Bereich der Durchführungsöffnung mittels des Befestigungselements eingeleiteten Belastung.
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Vorzugsweise kann durch Vorsehen des Verstärkungselements ein Bauteilversagen im Bereich einer Bindenaht des Grundkörpers verhindert werden.
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Unter einer Bindenaht wird im Rahmen dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche vorzugsweise ein Bereich verstanden, an welchem innerhalb des spritzgegossenen Grundkörpers Fronten des durch ein Hindernis in einer Kavität eines Spritzgusswerkzeugs getrennten Schmelzeflusses wieder zusammentreffen.
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Ein derartiges Hindernis in der Kavität des Spritzgusswerkzeugs kann beispielsweise ein Stiftelement zur Herstellung von zylindrischen Ausnehmungen oder ein Einsatzelement zur Herstellung von Durchbrüchen, Abtauchungen, Wandstärkensprüngen und/oder Steganbindungen sein.
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Günstig kann es sein, wenn der Grundkörper ein lasttragendes Strukturbauteil ist oder bildet.
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Vorzugsweise dient die Befestigungsvorrichtung zur Befestigung des ersten Bauteils an dem Grundkörper.
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Das erste Bauteil kann beispielsweise ein Motorlager eines Kraftfahrzeugs, insbesondere ein an einer lasttragenden Struktur eines Kraftfahrzeugs festgelegtes Motorlager, sein.
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Das zweite Bauteil kann beispielsweise ein Verbrennungsmotor, insbesondere ein Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors, sein.
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Der Grundkörper, welcher insbesondere einen Motorträger bildet, ist mittels der Befestigungsvorrichtung vorzugsweise mit einem Motorlager eines Kraftfahrzeugs verbindbar, insbesondere an demselben festlegbar.
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Unter einem Umgreifen des Verstärkungsbereichs durch das Verstärkungselement wird im Rahmen dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche insbesondere ein Anliegen des Verstärkungselements an dem Verstärkungsbereich in der radialen Richtung verstanden.
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Ein Umgreifen des Verstärkungsbereichs durch das Verstärkungselement erfolgt insbesondere nicht deformierend und/oder nicht beschädigend.
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Der Grundkörper wird durch Umgreifen des Verstärkungsbereichs durch das Verstärkungselement vorzugsweise nicht deformiert und/oder nicht beschädigt.
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Günstig kann es sein, wenn die Durchführungsöffnung einen kreisrunden Querschnitt aufweist.
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Ein Querschnitt der Durchführungsöffnung ist vorzugsweise ein senkrecht zu einer Längsmittelachse der Durchführungsöffnung genommener Querschnitt.
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Die Durchführungsöffnung weist vorzugsweise eine Länge auf, welche größer ist als ein Durchmesser der Durchführungsöffnung.
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Eine Länge der Durchführungsöffnung ist vorzugsweise um einen Faktor von mindestens ungefähr 2 größer als ein Durchmesser der Durchführungsöffnung.
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Eine Länge der Durchführungsöffnung ist vorzugsweise um einen Faktor von höchstens ungefähr 20 größer als ein Durchmesser der Durchführungsöffnung.
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Günstig kann es sein, wenn eine Länge der Durchführungsöffnung um einen Faktor im Bereich von ungefähr 2 bis ungefähr 20 größer als ein Durchmesser der Durchführungsöffnung ist.
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Die Befestigungsvorrichtung umfasst vorzugsweise ein Befestigungselement, welches durch die Durchführungsöffnung des Grundkörpers hindurchführbar ist, insbesondere zur Befestigung des ersten Bauteils an dem Grundkörper.
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Das Befestigungselement ist beispielsweise ein Schraubelement, insbesondere eine Schraube, und umfasst vorzugsweise ein Gewinde, beispielsweise ein Außengewinde.
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Der Grundkörper umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Befestigungsöffnungen mittels derer der Grundkörper an dem zweiten Bauteil befestigbar ist.
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Bei einer Ausgestaltung der Verbindungsvorrichtung ist vorgesehen, dass das Verstärkungselement den Verstärkungsbereich in dem verbundenen Zustand der Verbindungsvorrichtung ununterbrochen, insbesondere ringförmig umlaufend, in radialer Richtung umgreift.
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Das Verstärkungselement liegt in dem verbundenen Zustand der Verbindungsvorrichtung in der Umfangsrichtung vorzugsweise an einem oder mehreren Anlagebereichen an dem Verstärkungsbereich des Grundkörpers an.
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Mehrere Anlagebereiche sind in Umfangsrichtung vorzugsweise zumindest näherungsweise gleichmäßig verteilt angeordnet.
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Beispielsweise ist es denkbar, dass 3, 5, 7, 9 oder mehr als 9 Anlagebereiche vorgesehen sind, von welchen das Verstärkungselement an dem Verstärkungsbereich des Grundkörpers anliegt.
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Vorzugsweise liegt das Verstärkungselement an einem einzelnen möglichst großen Anlagebereich an dem Verstärkungsbereich des Grundkörpers an.
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Wenn das Verstärkungselement im verbundenen Zustand der Verbindungsvorrichtung in der Umfangsrichtung an mehreren Anlagebereichen an dem Verstärkungsbereich des Grundkörpers anliegt, kann es günstig sein, wenn das Verstärkungselement an möglichst vielen und/oder an möglichst großen Anlagebereichen an dem Verstärkungsbereich des Grundkörpers anliegt.
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Bei einer Ausgestaltung der Verbindungsvorrichtung ist vorgesehen, dass das Verstärkungselement und/oder der Verstärkungsbereich eine oder mehrere insbesondere schräge Anlageflächen aufweisen, mittels welchen das Verstärkungselement und der Verstärkungsbereich aneinander anlegbar sind und mittels welchen das Verstärkungselement relativ zu dem Grundkörper positionierbar, insbesondere relativ zu der Durchführungsöffnung zentrierbar, ist.
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Unter einer schrägen Anlagefläche wird im Rahmen dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche insbesondere eine schräg zu einer Längsmittelachse der Durchführungsöffnung angeordnete Anlagefläche verstanden.
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Vorzugsweise ist eine schräge Anlagefläche des Verstärkungselements und/oder des Verstärkungsbereichs in einem Winkel von mindestens ungefähr 30° zu einer Längsmittelachse der Durchführungsöffnung und/oder in einem Winkel von höchstens ungefähr 60° zu einer Längsmittelachse der Durchführungsöffnung angeordnet.
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Günstig kann es sein, wenn eine schräge Anlagefläche des Verstärkungselements und/oder des Verstärkungsbereichs in einem Winkel im Bereich von ungefähr 30° bis ungefähr 60° zu einer Längsmittelachse der Durchführungsöffnung angeordnet ist.
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Vorzugsweise ist der Verstärkungsbereich des Grundkörpers zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, konisch ausgebildet.
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Alternativ oder ergänzend dazu kann vorgesehen sein, dass der Verstärkungsbereich des Grundkörpers in einem parallel zu einer Längsmittelachse der Durchführungsöffnung genommenen Querschnitt zumindest bereichsweise gekrümmt und/oder gebogen ausgebildet ist, insbesondere konkav oder konvex.
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Bei einer Ausgestaltung der Verbindungsvorrichtung ist vorgesehen, dass der Verstärkungsbereich einen die Durchführungsöffnung umgebenden Kragenabschnitt des Grundkörpers umfasst oder bildet.
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Der Kragenabschnitt ist insbesondere ein in axialer Richtung von dem Grundkörper weg ragender kreiszylindrischer Vorsprung.
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Der Kragenabschnitt ist vorzugsweise koaxial zu der Durchführungsöffnung angeordnet.
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Der Kragenabschnitt weist senkrecht zur Längsmittelachse der Durchführungsöffnung insbesondere einen kreisförmigen Querschnitt auf.
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Günstig kann es sein, wenn der Grundkörper einen Durchführungsabschnitt umfasst, welcher die Durchführungsöffnung umfasst.
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Vorzugsweise umfasst der Durchführungsabschnitt ein insbesondere ringförmig geschlossenes zylindrisches Wandungselement, vorzugsweise ein kreisringförmig geschlossenes zylindrisches Wandungselement, welches die Durchführungsöffnung radial umgibt und/oder radial begrenzt.
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Der Grundkörper umfasst vorzugsweise mehrere Verstärkungsstege, welche einen Durchführungsabschnitt, der die Durchführungsöffnung umfasst, radial umgeben.
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Vorzugsweise können beim Spritzgießen des Grundkörpers fertigungsbedingt im Bereich der Verstärkungsstege entstandene Bindenähte mittels des Verstärkungselements verstärkt werden.
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Insbesondere kann dabei ein Bauteilversagen des Grundkörpers im Bereich der Verstärkungsstege verhindert oder verzögert werden, insbesondere ein Bauteilversagen aufgrund einer im Bereich der Durchführungsöffnung mittels des Befestigungselements eingeleiteten Belastung.
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Die Verstärkungsstege sind vorzugsweise in einer Umfangsrichtung des Durchführungsabschnitts gleichmäßig verteilt um den Durchführungsabschnitt herum angeordnet.
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Die Verstärkungsstege sind vorzugsweise einstückig mit dem Durchführungsabschnitt und/oder einstückig mit dem Grundkörper verbunden.
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Vorzugsweise sind die Verstärkungsstege in axialer Richtung bezogen auf die Längsmittelachse der Durchführungsöffnung zumindest näherungsweise zylindrisch ausgebildet.
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Günstig kann es sein, wenn die Verstärkungsstege in axialer Richtung zumindest näherungsweise eine Länge aufweisen, welche einer Länge der Durchführungsöffnung entspricht.
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Bei einer Ausgestaltung der Verbindungsvorrichtung ist vorgesehen, dass das Verstärkungselement und der Verstärkungsbereich des Grundkörpers zumindest näherungsweise und/oder zumindest abschnittsweise komplementär zueinander ausgebildet sind.
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Vorzugsweise sind zumindest in einem verbundenen Zustand der Verbindungsvorrichtung aneinander anliegende Anlagebereiche des Verstärkungselements und des Verstärkungsbereichs des Grundkörpers zumindest näherungsweise komplementär zueinander ausgebildet.
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Bei einer Ausgestaltung der Verbindungsvorrichtung ist vorgesehen, dass das Verstärkungselement und/oder der Verstärkungsbereich des Grundkörpers zumindest näherungsweise rotationssymmetrisch bezüglich der Längsmittelachse der Durchführungsöffnung ausgebildet sind.
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Günstig kann es sein, wenn zumindest der Verstärkungsbereich des Grundkörpers vollständig rotationssymmetrisch bezüglich der Längsmittelachse der Durchführungsöffnung ausgebildet ist.
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Vorzugsweise ist auch das Verstärkungselement vollständig rotationssymmetrisch ausgebildet, insbesondere bezüglich einer Längsachse des Verstärkungselements und/oder bezüglich der Längsmittelachse der Durchführungsöffnung.
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Bei einer Ausgestaltung der Verbindungsvorrichtung ist vorgesehen, dass das Verstärkungselement einstückig ausgebildet ist und/oder eine Buchse und/oder einen den Verstärkungsbereich umgreifenden Stützkragen umfasst.
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Alternativ oder ergänzend dazu ist es auch denkbar, dass das Verstärkungselement mehrteilig ausgebildet ist.
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Günstig kann es sein, wenn der Stützkragen des Verstärkungselements und der Verstärkungsbereich des Grundkörpers vollständig komplementär zueinander ausgebildet sind.
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Vorzugsweise kann somit ermöglicht werden, dass das Verstärkungselement im verbundenen Zustand der Verbindungsvorrichtung an einem möglichst großen Anlagebereich an dem Verstärkungsbereich des Grundkörpers anliegt.
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Insbesondere kann dabei eine besonders zuverlässige und/oder effektive Verstärkung des Grundkörpers mittels des Verstärkungselements ermöglicht werden.
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Vorzugsweise umgreift der Stützkragen den Verstärkungsbereich des Grundkörpers im verbundenen Zustand der Verbindungsvorrichtung.
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Günstig kann es sein, wenn die Buchse des Verstärkungselements in die Durchführungsöffnung des Grundkörpers eingebracht oder einbringbar ist.
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Alternativ dazu ist es denkbar, dass die Buchse des Verstärkungselements lose in die Durchführungsöffnung des Grundkörpers eingeführt oder einführbar ist.
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Vorzugsweise ist die Buchse in die Durchführungsöffnung eingepresst und/oder mit dem Grundmaterial des Grundkörpers umspritzt.
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Es kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass das Verstärkungselement teilweise, insbesondere auch im Bereich der Buchse, mit dem Grundmaterial des Grundkörpers umspritzt ist.
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Günstig kann es sein, wenn das Verstärkungselement in den Grundkörper eingepresst ist.
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Der Stützkragen ist vorzugsweise ein den Verstärkungsbereich des Grundkörpers im verbundenen Zustand der Verbindungsvorrichtung umgreifender Abschnitt des Verstärkungselements.
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Der Stützkragen kann beispielsweise mehrere Stützkrallen umfassten.
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Vorzugsweise weist die Buchse des Verstärkungselements eine Länge auf, welche größer ist als eine Länge der Durchführungsöffnung.
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Bei einer Ausgestaltung der Verbindungsvorrichtung ist vorgesehen, dass das Verstärkungselement in dem verbundenen Zustand der Verbindungsvorrichtung formschlüssig und/oder kraftschlüssig an dem Verstärkungsbereich des Grundkörpers angeordnet ist.
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Vorzugsweise sind dabei von dem Befestigungselement der Befestigungsvorrichtung in den Grundkörper eingeleitete Kräfte mittels des Verstärkungselements innerhalb des Grundkörpers verteilbar und/oder in den Grundkörper ableitbar.
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Günstig kann es sein, wenn das Verstärkungselement mittels des Befestigungselements formschlüssig und/oder kraftschlüssig an dem Verstärkungsbereich des Grundkörpers angeordnet ist.
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Bei einer Ausgestaltung der Verbindungsvorrichtung ist vorgesehen, dass das Verstärkungselement bezogen auf die Längsmittelachse der Durchführungsöffnung in axialer Richtung an den Grundkörper anlegbar und/oder anpressbar ist, insbesondere mittels eines Befestigungselements der Befestigungsvorrichtung.
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Günstig kann es sein, wenn das Verstärkungselement möglichst spaltfrei und/oder möglichst spielfrei an den Grundkörper anlegbar und/oder anpressbar ist.
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Vorzugsweise kann der Grundkörper dabei durch Anlegen und/oder Anpressen des Verstärkungselements an den Grundkörper verstärkt werden.
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Unter einem Anpressen des Verstärkungselements an den Grundkörper wird im Rahmen dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche insbesondere ein Anpressen mit einer Anpresskraft von höchstens ungefähr 40 Newton, insbesondere von höchstens ungefähr 20 Newton, verstanden.
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Vorzugsweise ist der Grundkörper zumindest teilweise zwischen dem Verstärkungselement und dem Befestigungselement einklemmbar.
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Das Verstärkungselement ist insbesondere mittels des Befestigungselements in Richtung des Grundkörpers verlagerbar und dabei an den Grundkörper anlegbar und/oder anpressbar.
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Das Verstärkungselement ist insbesondere durch Einschrauben des Befestigungselements in ein Gewinde, welches an dem Verstärkungselement angeordnet und/oder ausgebildet ist, an den Grundkörper anlegbar und/oder anpressbar.
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Das an dem Verstärkungselement angeordnete Gewinde kann beispielsweise ein in das erste Bauteil eingebrachtes Gewinde, insbesondere ein Innengewinde sein.
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Günstig kann es sein, wenn der Grundkörper radial außerhalb der Durchführungsöffnung eine oder mehrere Anlageflächen umfasst, an welche das Verstärkungselement anlegbar und/oder anpressbar ist.
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Vorzugsweise kann dabei eine Abstützung des Verstärkungselements an der einen oder den mehreren radial außerhalb der Durchführungsöffnung angeordneten Anlageflächen ermöglicht werden.
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Insbesondere kann vermieden werden, dass sich das Verstärkungselement nur an einem Wandungselement eines Durchführungsabschnitts abstützt, welches die Durchführungsöffnung umfasst.
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Bei einer Ausgestaltung der Verbindungsvorrichtung ist vorgesehen, dass der Grundkörper ein Spritzgussbauteil, beispielsweise ein Kunststoff-Spritzgussbauteil, ist oder umfasst.
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Vorzugsweise ist der Grundkörper zumindest in einem die Durchführungsöffnung umgebenden Bereich des Grundkörpers vollständig aus spritzgegossenem Grundmaterial hergestellt.
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Der Grundkörper ist vorzugsweise einstückig ausgebildet.
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Der Grundkörper ist dabei insbesondere vollständig aus dem spritzgegossenen Grundmaterial hergestellt.
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Bei einer Ausgestaltung der Verbindungsvorrichtung ist vorgesehen, dass das Grundmaterial des Grundkörpers zumindest teilweise, insbesondere zumindest in einem die Durchführungsöffnung umgebenden Bereich des Grundkörpers, ein faserverstärktes Kunststoffmaterial, insbesondere ein kurzfaserverstärktes und/oder ein langfaserverstärktes Kunststoffmaterial, umfasst oder hieraus gebildet ist.
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Das Grundmaterial umfasst vorzugsweise ein faserverstärktes thermoplastisches oder duroplastisches Kunststoffmaterial oder besteht aus diesem.
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Das Grundmaterial ist vorzugsweise ein spritzgießbares Material.
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Das Grundmaterial umfasst vorzugsweise ein Matrixmaterial, insbesondere ein thermoplastisches Matrixmaterial und/oder ein duroplastisches Matrixmaterial.
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Das Grundmaterial, insbesondere das faserverstärkte Kunststoffmaterial, umfasst vorzugsweise ferner Verstärkungsfasern, beispielsweise Glasfasern, Kohlenstofffasern und/oder Aramidfasern.
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Unter einem kurz- oder langfaserverstärkten Kunststoffmaterial wird im Rahmen dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche insbesondere ein faserverstärktes Kunststoffmaterial verstanden, welches Kurzfasern und/oder Langfasern umfasst.
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Kurzfasern sind insbesondere Verstärkungsfasern mit einer Länge von höchstens ungefähr 1 cm.
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Langfasern sind insbesondere Verstärkungsfasern mit einer Länge von mindestens ungefähr 1 cm und/oder mit einer Länge von höchstens ungefähr 5 cm.
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Langfasern sind insbesondere Verstärkungsfasern mit einer Länge im Bereich von ungefähr 1 cm bis ungefähr 5 cm.
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Günstig kann es sein, wenn das Grundmaterial des Grundkörpers mindestens ungefähr 20 Gew.-% oder mindestens ungefähr 20 Vol.-% Verstärkungsfasern umfasst und/oder wenn das Grundmaterial des Grundkörpers höchstens ungefähr 70 Gew.-% oder höchstens ungefähr 70 Vol.-% Verstärkungsfasern umfasst.
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Vorzugsweise umfasst das Grundmaterial des Grundkörpers Verstärkungsfasern im Bereich von ungefähr 35 Gew.-% bis ungefähr 50 Gew.-% und/oder im Bereich von ungefähr 35 Vol.-% bis ungefähr 50 Vol.-%.
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Das Grundmaterial des Grundkörpers ist vorzugsweise vollständig aus faserverstärktem Kunststoffmaterial gebildet.
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Bei einer Ausgestaltung der Verbindungsvorrichtung ist vorgesehen, dass das Verstärkungselement ein insbesondere metallisches Verstärkungsmaterial, beispielsweise Aluminium und/oder Stahl, umfasst oder hieraus gebildet ist.
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Das Verstärkungselement besteht insbesondere aus dem Verstärkungsmaterial.
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Vorzugsweise ist das Verstärkungsmaterial ein von dem Grundmaterial verschiedenes Material.
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Das Verstärkungsmaterial des Verstärkungselements weist vorzugsweise eine höhere Festigkeit auf als das Grundmaterial des Grundkörpers.
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Günstig kann es ferner sein, wenn das Verstärkungsmaterial des Verstärkungselements ein faserverstärktes Kunststoffmaterial, insbesondere ein endlosfaserverstärktes Kunststoffmaterial, ist.
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Das Verstärkungsmaterial des Verstärkungselements umfasst vorzugsweise ein Matrixmaterial, insbesondere ein thermoplastisches und/oder duroplastisches Matrixmaterial.
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Das Verstärkungsmaterial des Verstärkungselements umfasst vorzugsweise ferner Verstärkungsfasern, beispielsweise Glasfasern, Kohlenstofffasern und/oder Aramidfasern.
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Günstig kann es sein, wenn das Verstärkungsmaterial Langfasern und/oder Endlosfasern umfasst.
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Endlosfasern sind insbesondere Verstärkungsfasern mit einer Länge von mindestens ungefähr 5 cm.
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Vorzugsweise umfasst das Verstärkungsmaterial des Verstärkungselements ein Fasergewebe, ein Fasergelege und/oder ein Faservlies.
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Das Fasergewebe, das Fasergelege und/oder das Faservlies umfassen vorzugsweise Verstärkungsfasern, beispielsweise Glasfasern, Kohlenstofffasern und/oder Aramidfasern.
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Günstig kann es sein, wenn das Verstärkungselement ein Organoblech umfasst oder aus einem Organoblech gebildet ist.
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Bei einer Ausgestaltung der Verbindungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die Durchführungsöffnung an einander abgewandten Endbereichen von jeweils einem Verstärkungsbereich umgeben ist und dass jedem Verstärkungsbereich jeweils ein Verstärkungselement zugeordnet ist.
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Die Verbindungsvorrichtung umfasst vorzugsweise zwei Verstärkungselemente und/oder ein zweiteiliges Verstärkungselement.
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Wenn zwei Verstärkungselemente vorgesehen sind, umfasst jedes Verstärkungselement vorzugsweise eine Buchse, einen den Verstärkungsbereich umgreifenden Stützkragen und/oder einen Gewindeabschnitt.
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Ein zweiteiliges Verstärkungselement umfasst beispielsweise einen ersten Verstärkungselementteil und einen zweiten Verstärkungselementteil, wobei der erste Verstärkungselementteil und der zweite Verstärkungselementteil insbesondere jeweils einen den jeweiligen Verstärkungsbereich eines Endbereichs umgreifenden Stützkragen umfassen.
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Vorzugsweise ist jeweils ein Verstärkungselement und/oder jeweils ein Verstärkungselementteil an jeweils einem Verstärkungsbereich von einander abgewandten Endbereichen anordenbar, so dass die beiden Verstärkungselemente und/oder die beiden Verstärkungselementteile insbesondere voneinander abgewandten Endbereichen in die Durchführungsöffnung einführbar sind.
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Der erste Verstärkungselementteil und der zweite Verstärkungselementteil sind vorzugsweise axial ineinander geführt oder führbar.
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Günstig kann es sein, wenn der erste Verstärkungselementteil in dem zweiten Verstärkungselementteil geführt oder führbar ist oder wenn der zweite Verstärkungselementteil in dem ersten Verstärkungselementteil geführt oder führbar ist.
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Eine Buchse des ersten Verstärkungselementteils ist vorzugsweise in einer Buchse des zweiten Verstärkungselementteils axial geführt oder führbar.
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Alternativ oder ergänzend hierzu ist eine Buchse des zweiten Verstärkungselementteils vorzugsweise in einer Buchse des ersten Verstärkungselementteils axial geführt oder führbar.
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Bei einer Ausgestaltung der Verbindungsvorrichtung ist vorgesehen, dass der Grundkörper einen Motorträger zur Lagerung eines Verbrennungsmotors, insbesondere zur Lagerung eines Kurbelgehäuses eines Verbrennungsmotors, bildet.
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Der Grundkörper, insbesondere der Motorträger, ist mittels der Befestigungsvorrichtung vorzugsweise mit einem Motorlager eines Kraftfahrzeugs verbindbar, insbesondere an dem Motorlager festlegbar.
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Die Durchführungsöffnung bildet vorzugsweise einen Fahrzeuganbindungsabschnitt, mittels welchem der Grundkörper an einem Motorlager eines Kraftfahrzeugs festlegbar ist.
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Günstig kann es sein, wenn der Grundkörper ferner einen Motoranbindungsabschnitt umfasst, mittels welchem der Grundkörper an einem Verbrennungsmotor, insbesondere an einem Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors festlegbar ist.
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Der Motoranbindungsabschnitt umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Befestigungsöffnungen, mittels derer der Grundkörper mit einem Verbrennungsmotor, insbesondere mit einem Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors verschaubbar ist.
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Eine Längsmittelachse der Durchführungsöffnung ist vorzugsweise zumindest näherungsweise senkrecht zu einer Längsmittelachse der einen oder der mehreren Befestigungsöffnungen des Motoranbindungsabschnitts ausgebildet.
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Die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung eignet sich insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug.
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Die vorliegende Erfindung betrifft daher ferner ein Kraftfahrzeug, welches eine oder mehrere erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtungen umfasst, bei denen der Grundkörper einen Motorträger zur Lagerung eines Verbrennungsmotors, insbesondere zur Lagerung eines Kurbelgehäuses eines Verbrennungsmotors, bildet, wobei ein Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs, insbesondere ein Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors, mittels der Befestigungsvorrichtung an dem als Motorträger ausgebildeten Grundkörper festgelegt ist.
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Günstig kann es sein, wenn der Verbrennungsmotor mittels der einen oder der mehreren Verbindungsvorrichtungen mit einer lasttragenden Struktur des Kraftfahrzeugs verbunden ist, insbesondere mittels einem an der lasttragenden Struktur des Kraftfahrzeugs festgelegten Motorlager.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
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Weitere Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.
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In den Figuren zeigen:
- 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines Grundkörpers einer Verbindungsvorrichtung;
- 2 eine schematische Seitenansicht des Grundkörpers aus 1 bei Blick in Richtung des Pfeils 2 in 1;
- 3 eine schematische Rückansicht des Grundkörpers aus 1 bei Blick in Richtung des Pfeils 3 in 1;
- 4 eine schematische Draufsicht auf den Grundkörper aus 1 bei Blick in Richtung des Pfeils 4 in 1;
- 5 einen schematischen Schnitt durch eine Verbindungsvorrichtung längs der Linie V-V in 4;
- 6 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs VI aus 5;
- 7 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs VII aus 6;
- 8 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs VIII aus 6; und
- 9 ein Verstärkungselement der Verbindungsvorrichtung aus 5.
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Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt einen als Ganzes mit 100 bezeichneten Grundkörper einer Verbindungsvorrichtung 102 zur Verbindung eines ersten Bauteils 104 mit einem zweiten Bauteil 106 (vergl. 5).
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Der Grundkörper 100 bildet insbesondere einen Motorträger 108.
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Die Verbindungsvorrichtung 102 umfasst vorzugsweise eine Befestigungsvorrichtung 110 zur Befestigung des ersten Bauteils 104 an dem Grundkörper 100 (vergl. 5 bis 7).
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Der Grundkörper 100 ist vorzugsweise aus einem spritzgießbaren und/oder spritzgegossenen Grundmaterial 112 hergestellt.
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Bei dem in den 1 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiel der Verbindungsvorrichtung 102 ist der Grundkörper 100 vorzugsweise einstückig ausgebildet und insbesondere vollständig aus spritzgegossenem Grundmaterial 112 hergestellt.
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Der Grundkörper 100 ist vorzugsweise ein Spritzgussbauteil 114, beispielsweise ein Kunststoff-Spritzgussbauteil 116.
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Günstig kann es sein, wenn der Grundkörper 100 ein lasttragendes Strukturbauteil 118 ist oder bildet.
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Der Grundkörper 100 umfasst vorzugsweise eine Durchführungsöffnung 120 zur Durchführung eines Befestigungselements 122 der Befestigungsvorrichtung 110.
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Das in den 5 bis 8 dargestellte Befestigungselement 122 der Befestigungsvorrichtung 110 ist vorzugsweise ein Schraubelement 124, insbesondere eine Schraube 126, und umfasst vorzugsweise ein Gewinde 128, insbesondere ein Außengewinde.
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Die Befestigungsvorrichtung 100 dient insbesondere zur Befestigung des ersten Bauteils 104 an dem Grundkörper 100.
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Wie in 5 deutlich zu erkennen ist, kann das erste Bauteil 104 beispielsweise ein Motorlager 130 sein.
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Das Motorlager 130 ist vorzugsweise an einer lasttragenden Struktur 132 eines Kraftfahrzeugs 134 festgelegt.
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Das zweite Bauteil 106 kann beispielsweise ein Verbrennungsmotor 136 eines Kraftfahrzeugs 134, insbesondere ein Kurbelgehäuse 138 des Verbrennungsmotors 136 sein.
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Der Grundkörper 100 umfasst vorzugsweise einen Fahrzeuganbindungsabschnitt 140, mittels welchem der Grundkörper 100 an einem Motorlager 130 eines Kraftfahrzeugs 134 festlegbar ist.
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Günstig kann es ferner sein, wenn der Grundkörper 100 einen Motoranbindungsabschnitt 142 umfasst, mittels welchem der Grundkörper 100 an dem zweiten Bauteil 106, vorzugsweise an einem Verbrennungsmotor 136, insbesondere an einem Kurbelgehäuse 138 des Verbrennungsmotors 136, festlegbar ist.
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Der Grundkörper 100 und/oder der Motoranbindungsabschnitt 142 umfassen vorzugsweise mehrere Befestigungsöffnungen 144, mittels derer der Grundkörper 100 mit einem Verbrennungsmotor 136, insbesondere mit einem Kurbelgehäuse 138 des Verbrennungsmotors, verschraubbar ist.
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Die Durchführungsöffnung 120 weist vorzugsweise eine Längsmittelachse 146 auf.
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Die Längsmittelachse 146 der Durchführungsöffnung 120 ist vorzugsweise zumindest näherungsweise senkrecht zu einer jeweiligen Längsmittelachse der Befestigungsöffnungen 144 angeordnet.
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Der Grundkörper 100 umfasst vorzugsweise einen Durchführungsabschnitt 148, welcher wiederum die Durchführungsöffnung 120 umfasst.
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Der Durchführungsabschnitt 148 umfasst vorzugsweise ein zylindrisches Wandungselement 150.
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Das zylindrische Wandungselement 150 ist insbesondere ein ringförmig geschlossenes Wandungselement, vorzugsweise ein kreisringförmig geschlossenes Wandungselement.
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Das zylindrische Wandungselement 150 umgibt die Durchführungsöffnung 150 radial und/oder begrenzt diese.
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Der Grundkörper 100 umfasst vorzugsweise mehrere Verstärkungsstege 152 welche den Durchführungsabschnitt 148, welcher die Durchführungsöffnung 120 umfasst, radial umgeben.
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Die Verstärkungsstege 152 sind vorzugsweise in einer Umfangsrichtung des Durchführungsabschnitts 148 gleichmäßig verteilt um den Durchführungsabschnitt 148 herum angeordnet.
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Die Verstärkungsstege 152 sind vorzugsweise einstückig mit dem Durchführungsabschnitt 148 und/oder einstückig mit dem Grundkörper 100 verbunden.
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Günstig kann es sein, wenn die Verstärkungsstege 152 in axialer Richtung bezogen auf die Längsmittelachse 146 der Durchführungsöffnung 120 zumindest näherungsweise zylindrisch ausgebildet sind.
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Günstig kann es sein, wenn die Verstärkungsstege 152 dabei in axialer Richtung zumindest näherungsweise eine Länge aufweisen, welche einer Länge 154 der Durchführungsöffnung 120 entspricht.
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Der Grundkörper 100 kann im Bereich der Verstärkungsstege 152 beim Spritzgießen des Grundkörpers 100 fertigungsbedingt entstandene Bindenähte 156 aufweisen (vergl. 3).
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Das Grundmaterial 112 des Grundkörpers 100 kann zumindest teilweise, insbesondere zumindest in einem die Durchführungsöffnung 120 umgebenden Bereich des Grundkörpers 120, ein faserverstärktes Kunststoffmaterial 158, insbesondere ein kurzfaserverstärktes Kunststoffmaterial 160 und/oder ein langfaserverstärktes Kunststoffmaterial 162, umfassen oder daraus gebildet sein.
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Das Grundmaterial 112 umfasst vorzugsweise ein faserverstärktes thermoplastisches oder duroplastisches Kunststoffmaterial 164 oder besteht aus diesem.
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Das Grundmaterial 112 umfasst vorzugsweise ein Matrixmaterial, insbesondere ein thermoplastisches oder duroplastisches Matrixmaterial.
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Das Grundmaterial 112, insbesondere das faserverstärkte Kunststoffmaterial 158, umfasst vorzugsweise Verstärkungsfasern, beispielsweise Glasfasern, Kohlenstofffasern und/oder Aramidfasern.
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Günstig kann es sein, wenn das Grundmaterial 112 des Grundkörpers 100 mindestens ungefähr 20 Gew.-% oder mindestens ungefähr 20 Vol.-% Verstärkungsfasern umfasst und/oder wenn das Grundmaterial 112 des Grundkörpers 100 höchstens ungefähr 70 Gew.-% oder höchstens ungefähr 70 Vol.-% Verstärkungsfasern umfasst.
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Vorzugsweise umfasst das Grundmaterial 112 des Grundkörpers 100 Verstärkungsfasern im Bereich von ungefähr 35 Gew.-% bis ungefähr 50 Gew.-% und/oder im Bereich von ungefähr 35 Vol.-% bis ungefähr 50 Vol.-%.
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Die Durchführungsöffnung 120 des Grundkörpers 100 ist vorzugsweise von einem Verstärkungsbereich 166 des Grundkörpers 100 umgeben.
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Der Verstärkungsbereich 166 umfasst insbesondere einen die Durchführungsöffnung 120 umgebenden Kragenabschnitt 168 des Grundkörpers 100.
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Der Kragenabschnitt 168 ist insbesondere ein in axialer Richtung von dem Grundkörper 100 wegragender insbesondere kreiszylindrischer Vorsprung 170.
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Der Kragenabschnitt 168 ist vorzugsweise koaxial zu der Durchführungsöffnung 120 angeordnet.
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Der Kragenabschnitt 168 weist vorzugsweise senkrecht zur Längsmittelachse 146 der Durchführungsöffnung 120 einen kreisförmigen Querschnitt auf.
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Die Befestigungsvorrichtung 110 umfasst vorzugsweise ferner ein Verstärkungselement 172, welches den Verstärkungsbereich 166 in einer bezogen auf die Längsmittelachse 146 der Durchführungsöffnung 120 radialen Richtung in einem verbundenen Zustand der Verbindungsvorrichtung 102 umgreift.
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Vorzugsweise können durch Vorsehen des Verstärkungselements 172 beim Spritzgießen des Grundkörpers 100 fertigungsbedingt im Bereich der Durchführungsöffnung entstandene Bindenähte 156 verstärkt werden.
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Vorzugsweise kann durch Vorsehen des Verstärkungselements 172 ferner eine Festigkeit des Grundkörpers 100 um mindestens ungefähr 10 %, vorzugsweise um mindestens ungefähr 20 %, insbesondere um mindestens ungefähr 30 %, erhöht werden.
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Insbesondere kann dabei ein Bauteilversagen des Grundkörpers 100 verhindert oder verzögert werden, insbesondere ein Bauteilversagen aufgrund einer im Bereich der Durchführungsöffnung mittels des Befestigungselements 122 eingeleiteten Belastung.
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Vorzugsweise kann durch Vorsehen des Verstärkungselements 172 ein Bauteilversagen im Bereich einer Bindenaht 156 des Grundkörpers 100 verhindert werden.
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Die Durchführungsöffnung 120 weist vorzugsweise einen kreisrunden Querschnitt auf.
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Die Durchführungsöffnung 120 weist vorzugsweise eine Länge 154 auf, welche größer ist als ein Durchmesser 174 der Durchführungsöffnung.
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Eine Länge 154 der Durchführungsöffnung 120 ist vorzugsweise um einen Faktor von mindestens ungefähr 2 größer als ein Durchmesser 174 der Durchführungsöffnung 120.
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Die Länge 154 der Durchführungsöffnung 120 ist insbesondere um einen Faktor von höchstens ungefähr 20 größer als der Durchmesser 174 der Durchführungsöffnung 120.
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Günstig kann es sein, wenn die Länge 154 der Durchführungsöffnung 120 um einen Faktor im Bereich von ungefähr 2 bis ungefähr 20 größer als der Durchmesser 174 der Durchführungsöffnung 120 ist.
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Das Befestigungselement 122 der Befestigungsvorrichtung 110 ist vorzugsweise durch die Durchführungsöffnung 120 des Grundkörpers 100 hindurchführbar, insbesondere zur Befestigung des ersten Bauteils 104 an dem Grundkörper 100.
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Das Verstärkungselement 172 umgreift den Verstärkungsbereich 166 in dem verbundenen Zustand der Verbindungsvorrichtung 102 vorzugsweise ununterbrochen, insbesondere ringförmig umlaufend, in radialer Richtung.
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Das Verstärkungselement 172 liegt in dem verbundenen Zustand der Verbindungsvorrichtung 102 in der Umfangsrichtung vorzugsweise an einem Anlagebereich 176 an dem Verstärkungsbereich 166 des Grundkörpers 100 an.
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Günstig kann es sein, wenn das Verstärkungselement 172 an einem möglichst großen Anlagebereich 176 an dem Verstärkungsbereich 166 des Grundkörpers 100 anliegt.
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Das Verstärkungselement 172 und/oder der Verstärkungsbereich 166 des Grundkörpers 100 umfassen vorzugsweise mehrere schräge Anlageflächen 178.
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Das Verstärkungselement 172 und der Verstärkungsbereich 166 sind mittels der schrägen Anlageflächen 178 vorzugsweise aneinander anlegbar.
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Günstig kann es sein, wenn das Verstärkungselement 172 mittels der schrägen Anlageflächen 178 relativ zu dem Grundkörper 100 positionierbar, insbesondere relativ zu der Durchführungsöffnung 120 zentrierbar, ist.
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Denkbar kann es sein, dass der Verstärkungsbereich 166 des Grundkörpers zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, konisch ausgebildet sind.
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Vorzugsweise ist eine schräge Anlagefläche 178 des Verstärkungselements 172 und/oder des Verstärkungsbereichs 166 in einem Winkel von mindestens ungefähr 30° zu der Längsmittelachse 146 der Durchführungsöffnung 120 und/oder in einem Winkel von höchstens ungefähr 60° zu der Längsmittelachse 146 der Durchführungsöffnung 120 angeordnet.
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Günstig kann es sein, wenn eine schräge Anlagefläche 178 des Verstärkungselements 172 und/oder des Verstärkungsbereichs 166 in einem Winkel im Bereich von ungefähr 30° bis ungefähr 60° zu der Längsmittelachse 146 der Durchführungsöffnung 120 angeordnet ist.
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Der Verstärkungsbereich 166 des Grundkörpers ist vorzugsweise in einem parallel zu der Längsmittelachse 146 der Durchführungsöffnung 120 genommenen Querschnitt zumindest bereichsweise gekrümmt und/oder gebogen ausgebildet, insbesondere konkav oder konvex.
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Günstig kann es sein, wenn das Verstärkungselement 172 und der Verstärkungsbereich 166 des Grundkörpers 100 zumindest näherungsweise und/oder zumindest abschnittsweise komplementär zueinander ausgebildet sind.
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Vorzugsweise sind in einem verbundenen Zustand der Verbindungsvorrichtung 102 aneinander anliegende Anlagebereiche 176 des Verstärkungselements 172 und des Verstärkungsbereichs 166 des Grundkörpers 100 zumindest näherungsweise komplementär zueinander ausgebildet.
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Das Verstärkungselement 172 und/oder der Verstärkungsbereich 176 des Grundkörpers 100 sind vorzugsweise zumindest näherungsweise rotationssymmetrisch bezüglich der Längsmittelachse 146 der Durchführungsöffnung 120 und/oder einer Längsachse 182 des Verstärkungselements 172 ausgebildet.
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Wie in 9 deutlich zu erkennen ist, ist das Verstärkungselement 172 vorzugsweise einstückig ausgebildet.
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Das Verstärkungselement 172 umfasst vorzugsweise eine Buchse 184 und/oder einen den Verstärkungsbereich 166 des Grundkörpers 100 umgreifenden Stützkragen 186.
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Günstig kann es sein, wenn der Stützkragen 186 des Verstärkungselements 172 und der Verstärkungsbereich 166 des Grundkörpers 100 vollständig komplementär zueinander ausgebildet sind.
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Vorzugsweise umgreift der Stützkragen 186 den Verstärkungsbereich 166 des Grundkörpers in dem verbundenen Zustand der Verbindungsvorrichtung 102.
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Günstig kann es sein, wenn die Buchse 184 des Verstärkungselements in die Durchführungsöffnung 120 des Grundkörpers eingebracht oder einbringbar ist.
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Beispielsweise kann die Buchse 184 in die Durchführungsöffnung 120 eingepresst und/oder mit dem Grundmaterial 112 des Grundkörpers 100 umspritzt sein.
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Der Stützkragen 186 des Verstärkungselements 172 umfasst vorzugsweise in axialer Richtung bezogen auf die Längsachse 182 des Verstärkungselements 172 ragende Stützkrallen 188.
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Die Buchse 184 des Verstärkungselements 172 weist vorzugsweise eine Länge 190 auf, welche größer ist als die Länge 154 der Durchführungsöffnung 120.
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Das Verstärkungselement 172 ist in dem verbundenen Zustand der Verbindungsvorrichtung 102 vorzugsweise formschlüssig und/oder kraftschlüssig an dem Verbindungsbereich 166 des Grundkörpers 100 angeordnet.
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Vorzugsweise sind dabei von dem Befestigungselement 122 der Befestigungsvorrichtung 110 in den Grundkörper 100 eingeleitete Kräfte mittels des Verstärkungselements 172 innerhalb des Grundkörpers 100 verteilbar und/oder in diesen ableitbar.
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Günstig kann es dabei insbesondere sein, wenn das Verstärkungselement 172 mittels des Befestigungselements 122 formschlüssig und/oder kraftschlüssig an dem Verstärkungsbereich 166 des Grundkörpers 100 angeordnet ist.
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Günstig kann es sein, wenn das Verstärkungselement 172 bezogen auf die Längsmittelachse 146 der Durchführungsöffnung 120 in axialer Richtung an den Grundkörper 100 anlegbar und/oder an diesen anpressbar ist, insbesondere mittels des Befestigungselements 122 der Befestigungsvorrichtung 110.
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Das Verstärkungselement 172 ist insbesondere durch Einschrauben des Befestigungselements 122 in ein Gewinde, welches beispielsweise in das erste Bauteil 104 eingebracht ist, verlagerbar, insbesondere in Richtung der Längsmittelachse 146, und dabei an den Grundkörper 100 anlegbar und/oder anpressbar.
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Das Verstärkungselement 172 umfasst vorzugsweise ein Verstärkungsmaterial 192, insbesondere ein metallisches Verstärkungsmaterial 194, beispielsweise Aluminium und/oder Stahl.
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Das Verstärkungselement 172 besteht insbesondere vollständig aus dem Verstärkungsmaterial 192.
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Das Verstärkungsmaterial 192 ist vorzugsweise ein von dem Grundmaterial 112 verschiedenes Material.
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Das Verstärkungsmaterial 192 des Verstärkungselements 172 weist vorzugsweise eine höhere Festigkeit auf als das Grundmaterial 112 des Grundkörpers.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Verstärkungsmaterial 192 des Verstärkungselements 172 ein faserverstärktes Kunststoffmaterial 158, insbesondere ein endlosfaserverstärktes Kunststoffmaterial 196 ist.
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Insgesamt kann eine Verbindungsvorrichtung 102 bereitgestellt werden, welche eine stabile Verbindung eines ersten Bauteils 104 mit einem zweiten Bauteil 106 ermöglicht und welche einfach und kostengünstig herstellbar ist.
