DE10203829A1

DE10203829A1 - Befestigungsanordnung zum Verbinden von Fahrzeugteilen aus unterschiedlichen Materialien

Info

Publication number: DE10203829A1
Application number: DE10203829A
Authority: DE
Inventors: Delbert D Derees
Original assignee: DaimlerChrysler Co LLC
Current assignee: Old Carco LLC
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2002-08-01
Also published as: GB2372728A; MXPA02001068A; GB2372728B; US6394537B1; GB0202148D0; CA2369847A1

Abstract

Eine Befestigungsanordnung für einen aus Kunststoff bestehenden Fahrzeugkörper eines Kraftfahrzeuges umfasst eine metallische Abstützung, eine Kunststoffplatte mit einer Öffnung und ein Befestigungsteil. Das Befestigungsteil sitzt in der Öffnung und verbindet in lösbarer Weise die Kunststoffplatte mit der metallischen Abstützung. Das Befestigungsteil ist kleiner als die Öffnung um einen Betrag, der sich relativ zu dem Abstand zwischen dem Befestigungsteil und einer ortsfesten Stelle der Kunststoffplatte so ändert, dass die Öffnung größer wird, wenn der Abstand zwischen dem Befestigungsteil und der ortsfesten Stellen größer wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung sowie ein Verfahren zum Befestigen eines Kunststoff-Fahrzeugteils an einem metallischen Rahmen eines Fahrzeuges. Insbesondere befasst sich die vorliegende Erfindung, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein, mit der Befestigung eines Fahrzeugteils aus Kunststoff an einem metallischen Rahmen, bei dem mehrere Befestigungsteile und metallische Abstandsstücke in vorgegebener räumlicher Relation zueinander vorge sehen sind.

Teile aus Kunststoff werden in Kraftfahrzeugen mehr und mehr eingesetzt. Beispielsweise sind viele Fahrzeughersteller dazu übergegangen, Kunststoffplatten dort einzusetzen, wo früher metallische Pressteile verwendet wurden. Da das Pres sen sehr großer metallischer plattenförmiger Teile sehr hohe Kosten verursacht, ha ben die Hersteller ein spezielles Interesse an dem größten plattenförmigen Fahr zeugteil, und zwar der Bodenplatte.

Die Herstellung einer Fahrzeug-Bodenplatte aus einem Mehrkomponenten- Kunststoff erfordert hohes Auslegungsgeschick aus mindestens drei Gründen. Ers tens muss der Fahrzeugkörper (das Chassis) an einer lastaufnehmenden Konstruk tion wie z. B. einem herkömmlichen metallischen Rahmen befestigt werden. Daher muss eine Befestigungsanordnung in der Lage sein, die Kunststoff-Bodenplatte am Rahmen zu befestigen, ohne dass der Mehrkomponenten-Kunststoff zerbrochen oder in anderer Weise beschädigt wird. Außerdem muss dem als "Kriechen" be kannten Phänomen entgegengewirkt werden. Wenn der Kunststoff kriecht, bewegt sich das Material langsam von Bereichen hoher Druckspannungen zu Bereichen kleiner Druckspannungen. Die mit Gewinde versehenen Befestigungselemente, die üblicherweise zum Befestigen von Fahrzeugkörpern am Fahrzeugrahmen verwendet werden, sind in der Lage, sehr hohe Druckspannungen unter dem Kopf des Befesti gungselementes aufzunehmen, nachdem sie fehlerfrei montiert wurden. Die von dem Befestigungselement erzeugte Spannkraft ist direkt proportional der bei der Montage induzierten Längung des Befestigungselementes. Wenn sich somit das Kunststoffmaterial aus dem Bereich unterhalb des Kopfes des Befestigungselemen tes wegbewegt, wird hierdurch die Vorspannung (Dehnung) des Befestigungsele mentes verringert, und dies verringert auch die ursprünglich aufgebrachte Vor spannkraft wegen des Kriechens bzw. der Verformung des Mehrkomponentenmate rials unter einer Druckspannung.

Zweitens müssen weitere Fahrzeugteile wie Fahrzeugsitzrahmen und Veran kerungsteile (Bügel) von Sitzgurten mit dem Fahrzeug fest verbunden werden, um die Sicherheit der Fahrzeuginsassen durch Aufrechterhalten der dynamischen Kräfte im Gebrauch sicherzustellen. Die Verwendung eines Fahrzeugkörpers aus Kunst stoff erhöht die Schwierigkeit dieser Aufgabe, da Kunststoff üblicherweise keine Druckfestigkeit, Zugfestigkeit oder Biegefestigkeit hat, die so groß wie die von Stahl oder anderen entsprechenden Metallen ist.

Drittens haben die üblicherweise für derartige Zwecke eingesetzten Mehr komponentenkunststoffe einen linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (coefficient of linear thermal expansion = CLTE), der sehr viel größer als der von Stahl ist. Daher muss sehr sorgfältig eine größere Änderung der Plattengröße pro Temperaturänderung in Betracht gezogen werden, und zwar insbesondere dort, wo das Fahrzeugteil aus Kunststoff und metallische Teile aufeinander treffen. Es sind bereits Konstruktionen vorgeschlagen worden, bei denen versucht wurde, die gerin gere Festigkeit und das Kriechphänomen von hoch belasteten plattenförmigen Bau teilen aus Mehrkomponentenkunststoff zu berücksichtigen. Beispielsweise ist bei einer derartigen Konstruktion ein Befestigungsteil einschließlich einer metallischen Hülse in das Bauteil aus Mehrkomponentenkunststoff eingebettet, um die von den Befestigungsteilen (Schrauben und Nieten) hervorgerufenen Kräfte aufzunehmen. Wenngleich dieses Konzept sich als wirtschaftlich erfolgreich erwiesen hat, müssen weitere Probleme gelöst werden. Insbesondere birgt die bei Temperaturänderungen auftretende thermische Expansion innerhalb großer Kunststoffplatten die Gefahr, dass es zu einem Ausbeulen oder einem anderen mechanischen Fehlverhalten kommt. Bei dem Versuch, möglichst viele Bauteile aus Kunststoff zu verwenden und gleichzeitig die konstruktive Festigkeit zu erhalten, sind die Fahrzeughersteller dazu übergegangen, die Länge der Kunststoffteile zu begrenzen, um das unter schiedliche thermische Ausdehnungsverhalten zu begrenzen. Wenngleich dieses Verfahren seine Vorteile hat, ist jedoch ein "patchwork" aus kleineren Platten nicht erwünscht im Hinblick auf die Vorteile, die durch Verwendung einer homogenen Fahrzeugkörperplatte wie einem Dach, einer Bodenplatte, Türplatten und/oder äu ßeren sowie inneren Fahrzeugkörperplatten erzielt werden.

Ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Befestigungsan ordnung zum Befestigen eines Fahrzeugkörpers aus Kunststoff an einem metalli schen Rahmen zu schaffen, die die oben geschilderten Nachteile des Standes der Technik vermeidet.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Befestigungssystem zu schaffen, das in der Lage ist, mehrere Bauteile mit unterschiedlichen linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten miteinander zu verbinden.

Hierbei soll der Betrag der Expansion an bestimmten mechanischen Verbin dungsstellen "gemanagt" werden, ohne dass die gesamten kraftaufnehmenden Eigenschaften jedes Bauteils des Systems beeinträchtigt werden.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen definiert.

Gemäß einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Befestigungssys tem für einen Fahrzeugkörper aus Kunststoff für ein Kraftfahrzeug. Das Befesti gungssystem umfasst eine metallische Abstützung, eine Platte bzw. ein plattenför miges Bauteil mit einer Öffnung, und ein Befestigungsteil (Befestigungselement). Das Befestigungsteil ist in der Öffnung angeordnet und verbindet die Kunststoff platte lösbar mit der metallischen Abstützung. Das Befestigungsteil ist kleiner als die Öffnung, und zwar um einen Betrag, der sich in Relation zu dem Abstand zwi schen dem Befestigungsteil und einer ortsfesten Stelle an der Kunststoffplatte so ändert, dass die Öffnung größer wird, wenn der Abstand zwischen dem Befesti gungsteil und der ortsfesten Stelle größer wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfah ren zum Verbinden unterschiedlicher Materialien in einem Fahrzeug mit:
einer ersten Platte, die aus einem ersten Material besteht und eine durchge hende Öffnung hat;
einer zweiten Platte, die aus einem anderen zweiten Material besteht;
einem ersten Befestigungsteil, das die erste Platte mit der zweiten Platte an einer ersten Stelle befestigt, und
einem zweiten Befestigungsteil, das die erste Platte und die zweite Platte an einer zweiten Stelle gleitbar miteinander verbindet, wobei das zweite Befestigungs teil in der Öffnung angeordnet ist und hierbei einen Spalt zwischen dem Befesti gungsteil und der Öffnung bildet, der größer wird, wenn ein Abstand zwischen der ersten Stelle und der zweiten Stelle größer wird.

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine vereinfachte Seitenansicht eines Fahrzeuges;

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Befestigungsanordnung gemäß der vorlie genden Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Verhaltens von Materialien unter schiedlicher linearer thermischer Ausdehnungskoeffizienten;

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug mit erfindungsgemäß ausgebildeten Befestigungsanordnungen;

Fig. 5 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Größe des Spaltes zwischen einem Befestigungsteil und einer Platte und dem Abstand zwischen dem Befestigungsteil und der B-Säule darstellt;

Fig. 6 eine Teilschnittansicht einer anderen Ausführungsform einer Befesti gungsanordnung;

Fig. 7 eine der Fig. 6 entsprechende Darstellung zum Veranschaulichen eines Ablösevorganges;

Fig. 8 eine Teilschnittansicht der Befestigungsanordnung in Fig. 6 während eines Schrumpfvorganges;

Fig. 9 eine der Fig. 8 entsprechende Schnittansicht bei einem maximalen Ex pansionsvorgang;

Fig. 10 eine Teilschnittansicht eines Fahrzeuges mit mehreren Befestigungs anordnungen gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein Befestigungssystem 10 zum Befestigen eines Fahrzeugkör pers aus Kunststoff an einem metallischen Rahmen eines Kraftfahrzeuges 12. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat das Kraftfahrzeug 12 einen Fahrzeug körper 14 mit einer vorderen A-Säule 16, einer mittleren B-Säule 18 und einer rückwärtigen C-Säule 20, die mit einem Rahmen 21 verbunden sind. Der Fahrzeug körper 14 umfasst ferner äußere Platten (nicht im einzelnen gezeigt) sowie eine Bodenplatte 22 aus Kunststoff.

Das Kraftfahrzeug 12 umfasst weitere innere Bauteile wie z. B. einen vorde ren Sitz 24, einen hinteren Sitz 26 und einen Sitzgurt 28, der mit dem Rahmen 21 durch das Befestigungssystem 10 verbunden ist. Der vordere Sitz 24 hat Sitzbeine 30, die mit der Bodenplatte 22 und dem Rahmen 21 verbunden sind.

In Fig. 2 ist im einzelnen eine Befestigungsanordnung 32 mit einem Sitzbein 30, einer Bodenplatte 2, einem mit Gewinde versehenen Befestigungsteil 34, einem Rahmen 21, einer Beilagscheibe 31 und einer Mutter 33 dargestellt. Das Befesti gungssystem 10 umfasst mehrere im wesentlichen identische Befestigungsanord nungen 32, wie noch genauer erläutert wird. Um das Sitzbein 31 mit dem Rahmen 21 zu verbinden, ist das Befestigungsteil 34 in einer Öffnung 36 des Sitzbeines 30 angeordnet. Das Befestigungsteil 34 umfasst ein zylindrisches metallisches Ab standsstück 38, das in einer Öffnung 40 der Bodenplatte 22 angeordnet ist. Die Öff nung 40 hat einen inneren Durchmesser 42, der von einer Innenfläche 44 der Bodenplatte 22 definiert wird. Das metallische Abstandsstück 38 hat eine Außen fläche 46, die einen Außendurchmesser 48 definiert, welcher wiederum einen Durchmesser des Befestigungsteil definiert. Das metallische Abstandsstück 38 und die Öffnung 40 sind so dimensioniert, dass angrenzend an der Außenfläche 46 ein gleichmäßiger Spalt 50 vorhanden ist. Die Größe des Spaltes 50 ergibt sich in der Weise, dass der Innendurchmesser 42 vom Außendurchmesser 48 abgezogen und dann durch 2 geteilt wird.

Der Spalt 50 ist größer als der Spalt, der normalerweise zwischen einem her kömmlichen Befestigungselement und einer zugehörigen Öffnung vorhanden ist, und zwar um einen Ausgleich dafür zu schaffen, dass der lineare thermische Aus dehnungskoeffizient der aus Kunststoff bestehenden Platte größer als der lineare thermische Ausdehnungskoeffizient für Stahl ist. Da Temperaturschwankungen zwischen -40° und 100°C im Kraftfahrzeugbereich nicht ungewöhnlich ist, müssen entsprechende Abmessungsschwankungen berücksichtigt werden.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ragt das metallische Ab standsstück 38 durch den Rahmen 21 und sitzt in einer Öffnung 51 desselben. Statt dessen könnte sich das metallische Abstandsstück 38 durch die Bodenplatte 22 und nicht durch den Rahmen 21 erstrecken.

Es wird nun zusätzlich auf Fig. 3 Bezug genommen. Eine aus Kunststoff be stehende Platte 52 bzw. ein plattenähnliches Bauteil, eine Lage aus Kleber 53 und eine aus Stahl bestehende Platte 54 bzw. ein plattenähnliches Bauteil sind so darge stellt, dass sie bei Raumtemperatur die gleiche Anfangslänge 56 haben. Für jede Platte bzw. jedes plattenähnliche Bauteil wird die Längenänderung pro Grad Tem peraturänderung durch die folgende Gleichung definiert:

Δl = α.l.ΔT

worin Δl die Änderung der Plattenlänge, α der lineare Ausdehnungskoeffizient, l die Länge und ΔT die Temperaturänderung bedeuten.

Fig. 3 veranschaulicht die Änderung der Plattenlängen bei einer bestimmten Temperaturänderung. Wenn beispielsweise die ursprüngliche Länge 56 = 750 mm war und die Temperatur der Befestigungsanordnung 32 um 20°C erhöht wurde, vergrößert sich die Länge der aus Stahl bestehenden Platte 54 um eine Strecke 58. Die Strecke 58 berechnet sich wie folgt:

Δl = (11 × 10^b/°C) × (750 mm) × (20°C) = 0,17 mm

worin der lineare Ausdehnungskoeffizient für Stahl gleich 11 × 10^b/°C beträgt.

Bei derselben Temperaturänderung vergrößert sich die ursprüngliche Länge 56 der aus Kunststoff bestehenden Platte 52 um die Strecke 60. Die Strecke 60 be rechnet sich wie folgt:

Δl = (60 × 10^b/°C) × (750 mm) × (20°C) = 0,9 mm.

Wie bereits oben erläutert, hat der Unterschied in den linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zur Folge, dass die Längenänderung (Strecke 60) der Kunststoff-Bodenplatte 52 wesentlich größer als die Längenänderung (Strecke 58) der Stahlplatte 54 ist.

Der Spalt 50 wird berechnet als Funktion des linearen thermischen Ausdeh nungskoeffizienten des Rahmens 21, des linearen thermischen Ausdehnungskoeffi- zienten der Kunststoff-Bodenplatte 22 und der Länge der entsprechenden Bauteile. Somit lässt sich das Befestigungssystem 10 dadurch optimieren, dass der Abstand zwischen einer ortsfesten Bezugsstelle und den Befestigungsanordnungen 32 mit den kritischsten Eigenschaften minimiert wird. Wie bereits erwähnt, müssen die Befestigungsanordnungen für den Fahrzeugsitz und die Sitzgurte eine hohe Festig keit haben und alterungsbeständig sein, um einwandfrei zu funktionieren. Daher muss zum Ausführen der oben erwähnten Konstruktionsstrategie ein ortsfester Be zugspunkt bzw. Nullpunkt definiert werden. Auf der Grundlage der Position der Fahrzeugsitze innerhalb des Kraftfahrzeuges 12 ist die zentrale Stelle der B-Säule 18 ein ausgezeichneter Nullpunkt. Es versteht sich jedoch, dass eine oder mehrere der Verbindungsstellen zwischen Sitz und Rahmen als ortsfester Bezugspunkt ge wählt werden könnte.

Die Verwendung von faserverstärktem Kunststoff innerhalb der Bodenplatte 22 macht es zusätzlich schwierig, eine Befestigungsanordnung zum Befestigen ei ner Kunststoffplatte an einem metallischen Rahmen zu entwickeln. Insbesondere hat die Bodenplatte 22 eine unterschiedliche thermische Ausdehnungsrate für jede Achse innerhalb eines kartesischen Koordinatensystems. Wenn die linearen Aus dehnungskoeffizienten für jede kartesische Koordinatenachse einmal bestimmt worden sind, kann ein Modell konstruiert werden, mit dem die Größe des Spaltes, der zwischen dem metallischen Abstandsstück 38 und der Öffnung 40 vorhanden sein muss, vorhergesagt werden kann.

Die Fig. 5 ist eine graphische Darstellung eines derartigen Modells, das den erwünschten Spalt 50 auf der Y-Achse liefert. Die X-Achse stellt den Abstand zwi schen der B-Säule 18 und dem Mittelpunkt der Befestigungsanordnung 32 dar.

Es wird nun auf die Fig. 1 und 4 Bezug genommen. Ein Sitzgurt-Veranke rungsteil (Bügel) 66 ist an einer Stelle 68 angeordnet, die einen Abstand 70 in Längsrichtung und einen Abstand 72 in Querrichtung von dem Bezugspunkt, in die sem Beispiel dem Mittelpunkt der B-Säule 18 hat. Der Abstand 70 in Längsrichtung wird dann in das in Fig. 5 definierte Modell eingegeben, um die Größe des erforder lichen Spaltes vorherzusagen. In entsprechender Weise wird der Abstand 72 in Querrichtung in ein ähnliches Modell eingegeben. Es versteht sich hierbei, dass das in Fig. 5 definierte Modell den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Boden platte 22 in Längsrichtung verwendet, während das Modell, in das der Abstand 72 in Querrichtung eingegeben wird, den linearen Ausdehnungskoeffizienten in Quer richtung der Bodenplatte 22 verwendet. Wenn jedes Modell den erwünschten Spalt 50 ausgegeben hat, wird der Freiraum zwischen dem metallischen Abstandsstück 38 und der Öffnung 40 definiert als Spalt 50, multipliziert mit 2. Um eine Expansion der Bodenplatte 22 sowohl in Längs- wie auch in Querrichtung innerhalb einer Be festigungsanordnung 32 zu ermöglichen, wird die größere Spaltschätzung verwen det. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Öffnung 36 kreisförmig. Stattdessen kann die Öffnung 83 die Form eines Ovals oder eines Schlitzes haben, der eine erste Abmessung für die Expansion in Längsrichtung und eine zweite Ab messung für die Expansion in Querrichtung hat.

Eine weitere Ausführungsform eines Befestigungssystems 10 stellt die Be festigung des vorderen Sitzes 24 dar. Wie in Fig. 4 angedeutet, ist der vordere Fahr zeugsitz 24 am Fahrzeug durch vier Befestigungsanordnungen 32A, 32B, 32C und 32D befestigt. Da jede der Befestigungsanordnungen 32A-D eine einzige Längs- und Querposition relativ zu der B-Säule 18 hat, erfordert jede Befestigungsanord nung einen speziellen Spalt 50 zwischen dem metallischen Abstandsstück 38 und der Öffnung 40 der Bodenplatte aus Kunststoff.

Es wird nun auf die Fig. 1, 4 und 6 Bezug genommen. Das Befestigungssy stem 10 kann auch an einer Verbindungsstelle 100 zwischen einem vorderen Fahr zeugkörperteil und dem Rahmen und/oder an einer Verbindungsstelle 102 zwischen einem hinteren Fahrzeugkörper und dem Rahmen vorgesehen werden. Hierbei ver steht es sich, dass die Verbindungsstelle 100 im wesentlichen der Verbindungsstelle 102 entspricht. Somit wird nur die Verbindungsstelle 100 beschrieben.

Die Verbindungsstelle 100 umfasst den Rahmen 21, die Bodenplatte 22, eine Mutter 104, eine mit einer Schulter versehene Schraube 106, eine Federscheibe 108 und eine Lage aus einem elastomeren Kleber 110. Die Verbindungsstelle 100 wird vorzugsweise in Verbindung mit einer Befestigungsanordnung 111 (Fig. 10) ver wendet, die die Bodenplatte 22 und den Rahmen 21 an einer Stelle entsprechend einer Sitzbein-Position befestigt, wie oben beschrieben. Der elastomere Kleber 110 verbindet die Bodenplatte 22 mit dem Rahmen 21, um einer Trennung bzw. einem Abheben (peeling), wie es in Fig. 7 angedeutet ist, entgegen zu wirken. Der elasto mere Kleber 110 wird jedoch so gewählt, dass er eine Gleitbewegung zwischen der Bodenplatte 22 und dem Rahmen 21 bei einer thermischen Beanspruchung ermög licht. Die Mutter 104 hat einen Flansch 112 einer Dicke 114, die gleich der optima len Dicke des elastomeren Klebers 110 ist. Statt des Flansches 112 könnte auch ein Abstandsstück 113 (Fig. 10) verwendet werden, falls eine genormte Mutter bevor zugt wird. Die Mutter 104 kann durch Schweißen, Krempen oder in anderer Weise am Rahmen 21 befestigt werden, um eine Relativdrehung zwischen ihnen zu unter binden. Fig. 6 stellt den Zustand nach der Montage bei Raumtemperatur dar, bei der ein Körperabschnitt 116 der Schraube 106 zentral in einer Öffnung 118 der Boden platte 22 angeordnet ist. Die Öffnung 118 ist größer als der Körperabschnitt 116, wodurch ein Spalt 120 zwischen dem Körperabschnitt 116 und der Öffnung 118 definiert wird.

Der Körperabschnitt 116 der Schraube 106 hat eine vorgegebene Länge 122, die an einer Schulter 124 endet. Bei der Montage wird die Schulter 124 in Anlage mit dem Flansch 112 der Mutter 104 bewegt. Zu dieser Zeit wird die Federscheibe 108 um einen vorgegebenen Betrag komprimiert, um eine spezielle Kraft auf die Bodenplatte 22 auszuüben. Auf diese Weise bilden die Schraube 106 und die Feder scheibe 108 eine Sicherung gegen Ablösen, die einer Trennung zwischen Boden platte 22 und Rahmen 21 entgegenwirkt (Fig. 7).

Die Fig. 8 und 9 zeigen die relative Lage der vorgenannten Bauteile bei an deren Betriebstemperaturen. Genauer gesagt, zeigt Fig. 8 den Zustand bei einer Temperatur von ungefähr -40°C, bei der die Teile ihre kleinsten Abmessungen haben und bei dem ein Rand 126 des Körperabschnitts 116 einen Rand 127 der Öff nung 118 berührt. In entsprechender Weise zeigt Fig. 9 einen Zustand bei ungefähr 100°C, bei der die Teile ihre maximale Ausdehnung haben und ein Rand 128 des Körperabschnitts 116 einen Rand 129 der Öffnung 118 berührt.

In Fig. 10 ist ein komplexeres Befestigungssystem dargestellt, bei dem ein erstes Befestigungsteil 130 innerhalb einer Öffnung 132 der Bodenplatte 22 bei minimalem Spalt dazwischen angeordnet ist. Wenn der Abstand von der ersten Be festigungsanordnung 111 mit dem ersten Befestigungsteil 130 größer wird, wird das Ausmaß der thermischen Expansion für jede Platte ebenfalls größer. Wenn somit der Abstand x von dem ortsfesten Befestigungsteil 130 größer wird, wird die Ab standsänderung zwischen dem metallischen Rahmen und der Bodenplatte (ΔCLTE) ebenfalls größer. Somit erfordert, wie in Fig. 10 dargestellt, ein zweites Befesti gungsteil 134 einen kleineren Anfangsspalt zwischen dem Befestigungsteil und der Öffnung der Bodenplatte als ein drittes Befestigungsteil 136, das von dem ortsfesten Befestigungsteil 130 einen größeren Abstand als das zweite Befestigungsteil 134 hat. Die größer werdende Abstandsänderung (ΔCLTE) wird durch einen Spalt 138 zwischen dem zweiten Befestigungsteil 134 und der Bodenplatte 22 sowie durch einen größeren Spalt 140 zwischen dem Befestigungsteil 136 und der Bodenplatte 22 ermöglicht.

Claims

1. Befestigungsanordnung für einen Kunststoff-Fahrzeugkörper eines Kraft fahrzeuges, der eine metallische Abstützung (21, 54) aufweist, mit:
einer Mehrkomponenten-Kunststoffplatte (22; 52) mit einer Öffnung (40) und
einem Befestigungsteil (34; 106), das in der Öffnung (40) angeordnet ist und hierbei die Kunststoffplatte (22) und die metallische Abstützung (21) lösbar mitein ander verbindet, wobei zwischen dem Befestigungsteil (34) und der Öffnung (40) ein Spalt (50) vorhanden ist, der sich in Relation zu einem Abstand (X) zwischen dem Befestigungsteil und einer ortsfesten Verbindungsstelle (18) zwischen der Kunststoffplatte und der metallischen Abstützung so ändert, dass der Spalt (50) größer wird, wenn der Abstand (X) zwischen dem Befestigungsteil und der ortsfes ten Verbindungsstelle größer wird.

2. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kle berverbindung (53; 110) zwischen der Kunststoffplatte (22; 52) und der metalli schen Abstützung (21; 54), und eine Federscheibe (108), die zwischen dem Befesti gungsteil und der Kunststoffplatte angeordnet ist, so dass die Federplatte die Kunst stoffplatte gegen ein Abheben von der metallischen Abstützung sichert.

3. Befestigungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der metallischen Abstützung (21) und der Kunststoffplatte (22) ein Ab standsstück (112; 113) angeordnet ist, dessen Dicke die Dicke der Kleberverbin dung (53; 110) zwischen der Kunststoffplatte und der metallischen Abstützung de finiert.

4. Befestigungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bügel mit einer Bügelöffnung vorgesehen ist, in der das Befestigungsteil ange ordnet ist, um den Bügel lösbar mit der Kunftstoffplatte und der metallischen Abstüt zung zu verbinden.

5. Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass sich der Spalt (50; 120) nicht linear vergrößert, wenn sich der Abstand (X) zwischen dem Befestigungsteil (34, 106) und der ortsfesten Verbindungsstelle (18) vergrößert.

6. Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass die Öffnung (40; 118) kreisförmig ausgebildet ist.

7. Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil (34) eine metallische Hülse (38) umfasst, die in der Öffnung (40) angeordnet ist.

8. Befestigungsanordnung zum Verbinden unterschiedlicher Materialien in einem Fahrzeug mit:
einer ersten Platte (22), die aus einem ersten Material besteht und eine durchgehende Öffnung (138) hat;
einer zweiten Platte (21), die aus einem anderen zweiten Material besteht;
einem ersten Befestigungsteil (130), das die erste Platte mit der zweiten Plat te an einer ersten Stelle (A) befestigt, und
einem zweiten Befestigungsteil (134), das die erste Platte und die zweite Platte an einer zweiten Stelle (B) gleitbar miteinander verbindet, wobei das zweite Befestigungsteil in der Öffnung (138) angeordnet ist und hierbei einen Spalt zwi schen dem Befestigungsteil (134) und der Öffnung (138) bildet, der größer wird, wenn ein Abstand (X) zwischen der ersten Stelle (A) und der zweiten Stelle (B) größer wird.

9. Befestigungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Befestigungsteil (134) und der ersten oder zweiten Platte (21, 22) eine Federscheibe angeordnet ist.

10. Befestigungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Platte (21, 22) durch einen Kleber (110) miteinander verbunden sind.

11. Befestigungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und zweiten Platte (21, 22) ein Abstandsstück (113) angeordnet ist, das die Dicke des Klebers (110) definiert.

12. Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch ge kennzeichnet, dass das zweite Befestigungsteil (134) so angeordnet ist, dass es die Federscheibe um einen vorgegebenen Betrag komprimiert, wodurch eine vorgege bene Kraftverteilung über der besagten einen Platte (21, 22) erzielt wird.

13. Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch ge kennzeichnet, dass das zweite Befestigungsteil (134) eine mit einer Schulter verse hene Schraube (106) ist.

14. Verfahren zum Befestigen einer ersten Platte an einer zweiten Platte, das die folgenden Schritte umfasst:
Bestimmen des thermischen Ausdehnungskoeffizienten der ersten Platte,
Bestimmen des thermischen Ausdehnungskoeffizienten der zweiten Platte, Messen des Abstandes zwischen einem Bezugspunkt und einem Befesti gungspunkt,
Bereitstellen eines Befestigungsteils mit einem vorgegebenen Durchmesser, Vorsehen einer Öffnung in der ersten Platte,
Bestimmen eines Spaltes zwischen dem Befestigungsteil und der Öffnung, der sich in Abhängigkeit von dem besagten Abstand ändert, und
Hindurchstecken des Befestigungsteils durch die Öffnung, um die erste Platte mit der zweiten Platte zu verbinden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Platte mit der zweiten Platte verklebt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Federscheibe unter Vorspannung mit der ersten Platte in Anlage gebracht wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt größer wird, wenn der besagte Abstand größer wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Bezugspunkt die B-Säule des Fahrzeuges verwendet wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Spalt relativ zu dem besagten Abstand nicht linear ändert.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Öffnung eine kreisförmige Öffnung eines vorgegebenen Durchmessers ge wählt wird.