DE19627062C2

DE19627062C2 - Connection between a plastic part and a metallic support

Info

Publication number: DE19627062C2
Application number: DE19627062A
Authority: DE
Inventors: Werner Tietz; Helmut Scheurich
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1996-07-05
Filing date: 1996-07-05
Publication date: 2001-07-05
Anticipated expiration: 2016-07-06
Also published as: DE19627062A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindung zwischen einem Kunst stoffteil und einem metallischen Träger in einem Kraftfahr zeug.The invention relates to a connection between an art fabric part and a metallic support in a motor vehicle stuff.

Kunststoffe und Metalle weisen sehr unterschiedliche Wär meausdehnungskoeffizienten auf. Bei starren Verbindungen zwi schen Kunststoffteilen und Metallteilen treten daher bei Er wärmung erhebliche Spannungen auf. Diese Spannungen können die Oberfläche des Kunststoffteils nachteilig beeinflussen. Es ist deshalb bekannt, den Kunststoff mit Glasfasern zu ver stärken, um damit die Spannungsbelastbarkeit des Kunststoffs zu erhöhen. Dadurch ändert sich aber die Oberflächenbeschaf fenheit des Kunststoffs. Insbesondere bei der Herstellung von Kraftfahrzeugen z. B. bei Motorhauben wird aber großer Wert auf die Oberflächenqualität von lackierten Flächen gelegt, so daß hierfür glasfaserverstärkte Kunststoffe nicht in Frage kommen.Plastics and metals have very different heat expansion coefficient. For rigid connections between plastic parts and metal parts occur at Er heating considerable tensions. These tensions can adversely affect the surface of the plastic part. It is therefore known to ver the plastic with glass fibers strengthen the plastic's resilience to increase. This changes the surface finish openness of the plastic. Especially in the manufacture of Motor vehicles z. B. for bonnets is of great value put on the surface quality of painted surfaces, so that glass fiber reinforced plastics are out of the question come.

Aus der Druckschrift DE 28 47 009 A1 ist eine Befestigungsan ordnung eines leisten- oder stabförmigen Teils auf einem länglichen Teil bekannt, wobei die Temperaturausdehnungskoef fizienten der für die beiden Teile verwendeten Materialien sich sehr stark unterscheiden können. Derartige Befestigungs anordnungen kommen im Automobilbau häufiger vor. Die beiden Teile sind über ihre Länge hinweg an mehreren Befestigungs stellen durch Klemmbefestigungsmittel miteinander verbunden. Das leisten- oder stabförmige Teil weist an den Befestigungs stellen sich in Längsrichtung erstreckende Langlöcher auf, die die Klemmbefestigungsmittel, die an dem länglichen Teil fixiert sind, durchdringen. Durch die Verwendung der Klemmbe festigungsmittel werden die beiden Teile zwar aneinander be festigt, die Langlöcher bewirken jedoch bei Erwärmung eine Verschiebemöglichkeit der Teile in Längsrichtung, so daß durch Erwärmung keine Spannungen entstehen können. From the publication DE 28 47 009 A1 is a fastening arrangement of a strip or rod-shaped part on one elongated part known, the temperature expansion coefficient efficient of the materials used for the two parts can be very different. Such attachment Arrangements are more common in automotive engineering. The two Parts are attached to multiple fasteners along their length put together by clamp fasteners. The strip or rod-shaped part points to the attachment create elongated holes extending in the longitudinal direction, the the clamp fasteners attached to the elongated part are fixed, penetrate. By using the clamp the two parts are fastened to each other strengthens, but the elongated holes cause a when heated Possibility of moving the parts in the longitudinal direction, so that no tension can arise from heating.

Aus der Druckschrift DE 38 34 612 A1 ist ein Tieftemperatur lager in Silobauweise mit außenliegenden Isolierpaneelen be kannt, wobei die außenliegenden Isolierpaneele wärmebeweglich an horizontalen Querriegeln festgelegt sind, die an aufstei genden, das Lagergerüst bildenden Stahlträgern befestigt sind. Die Querriegel sind U-förmig und nach unten offen aus gebildet und werden an den äußeren Querriegelschenkeln von Agraffen hintergriffen, die auf der Innenseite der Isolierpa neele befestigt sind. Dabei weist jeweils das untere Ende ei ner Agraffe vertikales Spiel gegenüber der Unterkante des äu ßeren Schenkels eines Querriegels auf und das obere Ende der Agraffe horizontales Spiel gegenüber dem äußeren Querriegel schenkel auf.From the document DE 38 34 612 A1 is a low temperature warehouse in silo design with external insulation panels knows, the external insulating panels are moveable are fixed on horizontal crossbars that rise on steel girders forming the bearing frame are. The crossbars are U-shaped and open at the bottom formed and are on the outer crossbar legs of Agraffen attacked on the inside of the Isolpa neele are attached. The lower end of each egg ner Agraffe vertical play against the lower edge of the outer outer leg of a cross bar and the upper end of the Agraffe horizontal play against the outer crossbar thigh on.

Aus der Druckschrift DE 43 13 894 C1 ist eine Absperrvorrich tung für Kanäle mit großem Querschnitt, insbesondere für Ab gas- und Rauchgaskanäle, bekannt. Da die Kanäle von verhält nismäßig heißen Rauchgasen und auch Abgasen durchströmt wer den, treten regelmäßig große Temperaturdifferenzen zwischen Kanalinnenseite und Kanalaußenseite auf, die in einer erheb lichen Wärmedehnung resultieren. Dies gilt insbesondere für den anschlagbildenden Sperrluftkanal, der sich gegenüber des Kanalgehäuses befindet. Um Spannungen durch die auftretenden Temperaturdifferenzen zu vermeiden, ist der Sperrluftkanal in Sperrluftkanalabschnitte unterteilt, die zwischen sich Deh nungsfugen bilden und mit in ihrer Längsrichtung vorgegebenem Bewegungsspiel an das Kanalgehäuse angeschlossen sind. Zu diesem Zweck weisen die Sperrluftkanalabschnitte abgewinkelte Anschlußflansche auf, die in Längsrichtung der Sperrluftka nalabschnitte Langlöcher aufweisen, die mittels Befestigungs schrauben an am Kanalgehäuse befestigte Halteflansche ange schlossen sind. Durch die Langlöcher wird auch bei hinrei chender Befestigung der Sperrluftkanalabschnitte am Kanalge häuse eine Längsbewegung der Sperrluftkanalabschnitte zuge lassen. Die Dehnungsfugen sind von in die Sperrluftkanalab schnitte eingesetzten Innenrohrabschnitten mit Dichtwirkung überbrückt, wobei die Innenrohrabschnitte jeweils nur an einem der beiden die betreffende Dehnungsfuge bildenden Sperr luftkanalabschnitte befestigt sind.From the publication DE 43 13 894 C1 is a shut-off device device for channels with a large cross-section, especially for Ab gas and flue gas channels, known. Because the channels behave from Excessively hot smoke gases and also exhaust gases flow through large temperature differences regularly occur between Channel inside and outside of the channel, which in a raised thermal expansion result. This applies in particular to the stop-forming sealing air duct, which is opposite the Channel housing is located. To tensions arising from the The sealing air duct is to avoid temperature differences Seal air duct sections divided, the Deh between them Form gaps and with predetermined in their longitudinal direction Movement play are connected to the duct housing. To for this purpose, the sealing air duct sections are angled Connection flanges in the longitudinal direction of the sealing air ca channel sections have elongated holes that are attached by means of fastening screws on retaining flanges attached to the duct housing are closed. Through the elongated holes is also at appropriate fastening of the sealing air duct sections to the duct area housing a longitudinal movement of the sealing air duct sections to let. The expansion joints are from in the sealing air duct cuts inserted inner tube sections with sealing effect bridged, the inner tube sections only on one of the two barriers forming the expansion joint in question air duct sections are attached.

Aus der Druckschrift DE 94 11 431 U1 ist ein Bauelement aus verbundenen Hohlprofilbauteilen bekannt, wobei die zu verbin denden Hohlprofilbauteile auf ein gemeinsames Kernteil aufge steckt sind. Das Kernteil weist dabei mindestens eine ähnli che und in den Abmessungen eine verkleinerte Profilform auf, so daß zwischen Hohlprofilbauteil und Kernteil ein Zwischen raum vorhanden ist. Dieser Zwischenraum wird mit Klebemittel gefüllt, um einerseits eine Versteifung des Ganzen zu bewir ken und andererseits mit allen miteinander verklebten Teilen gleichermaßen eine feste und teilweise elastische Verbindung herzustellen. Durch die Kombination von Festigkeit und Ela stizität des Klebemittels können Materialpaarungen mit unter schiedlichen Stoffen vorgenommen werden. Das Klebemittel wird durch eine oder mehrere Bohrungen in der Wandung des Kern teils oder des Hohlprofilbauteils in den Zwischenraum einge führt.A component is known from the publication DE 94 11 431 U1 connected hollow profile components known, which to verbin end the hollow profile components on a common core part are stuck. The core part has at least one similar surface and a reduced profile shape in terms of dimensions, so that an intermediate between the hollow profile component and the core part space is available. This space is covered with adhesive filled to stiffen the whole ken and on the other hand with all parts glued together equally a firm and partially elastic connection to manufacture. By combining strength and ela Sticity of the adhesive can material pairings with under different materials are made. The adhesive is through one or more holes in the wall of the core partly or the hollow profile component in the space leads.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbindung zwischen einem Kunststoffteil und einem metallischen Träger zu schaffen, die bei Erwärmung keine oder nur geringfügige Spannungen auf das Kunststoffteil überträgt, die einfach auf gebaut ist und die kostengünstig herstellbar ist.The object of the present invention is a connection between a plastic part and a metallic support to create the little or no warming Transfers stresses to the plastic part that simply on is built and is inexpensive to manufacture.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Un teransprüchen angegeben.This problem is solved by the specified in claim 1 Characteristics. Further developments of the invention are in the Un claims specified.

Die wesentliche Idee der Erfindung besteht darin, einen mehr teiligen Träger als Halterung für das Kunststoffteil vorzusehen, wobei die einzelnen Tragelemente des Träger über Ausgleichselemente miteinander verbunden sind. Die Tragele mente sind dabei bezüglich ihrer gemeinsamen Mittelachse ver schiebbar zueinander gelagert. Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch das Ausgleichselement Län genunterschiede, die bei Erwärmung auftreten können, ausge glichen werden und somit weniger Spannungen auf das Kunst stoffteil übertragen werden. Als Materialien für die Tragele mente sind Aluminium und für das Kunststoffteil ein Thermo plast beispielhaft erwähnt. Nachfolgend ist die Erfindung an hand von in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:The essential idea of the invention is one more part carrier as a holder for the plastic part provide, with the individual support elements of the carrier over Compensating elements are interconnected. The Tragele elements are related to their common central axis slidably mounted to each other. The main advantage of Invention is that the compensation element Län differences that can occur when heated be equalized and thus less tension on art fabric part are transferred. As materials for the Tragele elements are aluminum and a thermo for the plastic part plast mentioned as an example. The invention is as follows hand of embodiments shown in drawings described in more detail. Show it:

Fig. 1 perspektivische Darstellung einer neuerungsgemäßen Verbindung zwischen einem Träger aus zwei Tragele menten und einem Kunststoffteil gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 1 perspective view of a renewal proper connection between a beam of two Tragele elements and a plastic part according to a first embodiment,

Fig. 2 Aufsicht auf eine rechteckige Halterung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel mit je zwei parallelen Trägern und zwei Querträgern, Fig. 2 plan view of a rectangular holder according to a second embodiment with two parallel beams and two cross members,

Fig. 3 Aufsicht auf eine viereckige Halterung mit vier Trä gern gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, Fig. 3 plan view of a square bracket with four Trä like according to a third embodiment,

Fig. 4 Aufsicht auf eine Halterung gemäß Fig. 2, jedoch mit zwei gelenkigen Querträgern, Fig. 4 top view of a carrier according to Fig. 2, but articulated with two cross members,

Fig. 5 Aufsicht auf eine Halterung gemäß Fig. 2, jedoch mit zwei konkaven Querträgern. Fig. 5 top view of a holder according to FIG. 2, but with two concave cross members.

In Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer neuerungsgemäßen Verbindung gezeigt. Bei diesem ersten Aus führungsbeispiel besteht eine Halterung aus einem Träger 1, der zwei Tragelemente 10a, 10b aufweist. Die beiden Tragele mente 10a, 10b sind über ein Ausgleichselement 5 miteinander verbunden. Das Ausgleichselement 5 weist dabei ein dem Innenquerschnitt der Tragelemente 10a bzw. 10b angepaßtes Außenprofil auf. Das Ausgleichselement 5 ist somit leicht in die Tragelemente 10a bzw. 10b ein schiebbar. Damit ist eine Verschiebung der beiden Trage lemente 10a, 10b relativ zu der gemeinsamen Längsachse 7 gewährleistet. Die Verschiebungsrichtung ist durch den Pfeil P angedeutet. Das Ausgleichselement 5 ist vorteil hafter Weise mit einem der beiden Tragelemente 10a, 10b verbunden. Denkbar ist eine Schraub-, Niet- oder Klebe verbindung. Zusätzlich besteht noch die Möglichkeit, das Ausgleichselement 5 einstückig an einen der beiden Trage lemente auszubilden. In vorteilhafter Weise sind die bei den Tragelemente 10a, b als Hohlprofile ausgebildet. In der Zeichnung ist ein Rechteckhohlprofil dargestellt. Im Prinzip ist jede Form eines Hohlprofils denkbar, insbe sondere Dreiecksformen, runde Formen etc. Da das Aus gleichselement 5 dieser Form angepaßt ist, ergibt sich außer bei runden Profilen eine torsionssteife Verbindung zwischen den beiden Tragelementen 10a, 10b. Weiterhin be steht ebenfalls die Möglichkeit, die beiden sich gegen überliegenden Enden der beiden Tragelemente 10a, 10b mas siv auszubilden und über mehrere Stäbe als Ausgleichsele mente miteinander zu verbinden. Dadurch wird ebenfalls eine Torsionssteifigkeit des Trägers 1 erreicht. Weiter hin besteht die Möglichkeit, den Träger 1 in mehr als zwei Tragelemente 10a, 10b zu unterteilen. Dies ist sicher bei längeren Trägern 1 sinnvoll, um die Spannungen an einem Tragelement unterhalb eines kritischen Wertes zu halten.In Fig. 1 is a perspective view of a compound according to the innovation is shown. In this first exemplary embodiment, a holder consists of a carrier 1 , which has two supporting elements 10 a, 10 b. The two Tragele elements 10 a, 10 b are connected to each other via a compensating element 5 . The compensating element 5 has an outer profile adapted to the inner cross section of the support elements 10 a or 10 b. The compensating element 5 is thus easily pushed into the support elements 10 a and 10 b. This ensures a displacement of the two wearing elements 10 a, 10 b relative to the common longitudinal axis 7 . The direction of displacement is indicated by the arrow P. The compensating element 5 is advantageously connected to one of the two support elements 10 a, 10 b. A screw, rivet or adhesive connection is conceivable. In addition, there is the possibility of integrally forming the compensating element 5 on one of the two carrying elements. Advantageously, the support elements 10 a, b are designed as hollow profiles. In the drawing, a rectangular hollow profile is shown. In principle, any shape of a hollow profile is conceivable, in particular special triangular shapes, round shapes etc. Since the equalizing element 5 is adapted from this shape, there is a torsionally rigid connection between the two supporting elements 10 a, 10 b except for round profiles. Furthermore, there is also the possibility to form the two against opposite ends of the two support elements 10 a, 10 b mas siv and to connect elements to one another via a plurality of rods as compensation elements. This also achieves a torsional rigidity of the beam 1 . There is also the possibility of dividing the carrier 1 into more than two supporting elements 10 a, 10 b. This is certainly useful for longer beams 1 in order to keep the stresses on a support element below a critical value.

Wie in Fig. 1 dargestellt, weisen die beiden Tragelemente 10a, 10b jeweils mehrere Bohrungen 50a-f auf. Das Kunst stoffteil 3 ist von plattenförmiger Gestalt und besitzt in seinem Randbereich eine Reihe von Langlöchern 51a-f, die passend zu den entsprechenden Bohrungen 50a-f der Tragelemente 10, 10b angeordnet sind. Vorzugsweise werden das Kunststoffteil 3 und die Tragelemente 10a, b mittels Schrauben 52a-f miteinander verschraubt. In einfacherer Weise kann das Kunststtoffteil 3 auch auf den Träger 1 aufgeklebt werden. Dann sind die Bohrungen 50a-f und die Langlöcher 51a-f überflüssig.As shown in Fig. 1, the two support elements 10 a, 10 b each have a plurality of bores 50 a-f. The plastic part 3 is of plate-like shape and has in its edge region a series of elongated holes 51 a-f, which are arranged to match the corresponding holes 50 a-f of the support elements 10 , 10 b. The plastic part 3 and the support elements 10 a, b are preferably screwed together by means of screws 52 a-f. The plastic part 3 can also be glued onto the carrier 1 in a simpler manner. Then the holes 50 a-f and the elongated holes 51 a-f are superfluous.

In den nachfolgenden Figuren sind deshalb die Bohrungen und Langlöcher nicht mehr dargestellt.The holes and are therefore in the following figures Elongated holes no longer shown.

In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel mit zwei paral lelen Trägern 1a, 1b dargestellt, die über zwei Querträger 20a, 20b miteinander zu einer rechteckigen Halterung 2a ver bunden sind. An der Halterung 2a ist eine Kunststoffplatte 3a befestigt. Da die Querausdehnung der Halterung 2a bzw. der Platte 3a kleiner als die Längsausdehnung ist, sind nur zwei längsseitige Träger 1a, 1b mit je einem Ausgleichselement 5a bzw. 5b vorgesehen.In Fig. 2, a second embodiment is shown with two parallel beams 1 a, 1 b, which are connected to a rectangular bracket 2 a ver via two cross beams 20 a, 20 b. On the bracket 2 a, a plastic plate 3 a is attached. Since the transverse extent of the holder 2 a or the plate 3 a is smaller than the longitudinal extent, only two longitudinal supports 1 a, 1 b are provided, each with a compensating element 5 a or 5 b.

In Fig. 3 ist eine in etwa rechteckige Platte 3b mit einer Halterung 2b als drittes Ausführungsbeispiel dargestellt, die vier miteinander verbundene Träger 1a, 1b, 1c, 1d mit Trag elementen 10a, 10b, 11a, 11b, 12a, 12b, 13a, 13b. aufweist. Die Ausgleichselemente sind entsprechend mit 5a, 5b, 5c bzw. 5d bezeichnet. Die in Fig. 2 bzw. 3 dargestellten Platten 3a bzw. 3b erstrecken sich etwa bis zur äußeren Umfangslinie der zugehörenden Halterung 2a bzw. 2b.In Fig. 3 an approximately rectangular plate 3 b with a bracket 2 b is shown as a third embodiment, the four interconnected carriers 1 a, 1 b, 1 c, 1 d with support elements 10 a, 10 b, 11 a, 11 b, 12 a, 12 b, 13 a, 13 b. having. The compensating elements are correspondingly designated 5a, 5b, 5c and 5d. The plates 3 a and 3 b shown in FIGS. 2 and 3 extend approximately to the outer circumferential line of the associated bracket 2 a and 2 b.

In Fig. 4 ist eine Halterung gemäß Fig. 2 dargestellt, wobei jedoch die Querträger 20a, 20b je eine gelenkige Verbindung 40a bzw. 40b aufweisen. FIG. 4 shows a holder according to FIG. 2, but the cross members 20 a, 20 b each have an articulated connection 40 a or 40 b.

In Fig. 5 ist ebenfalls eine Halterung gemäß Fig. 2 dar gestellt, wobei jedoch die Querträger 20a, 20b konkav ausge bildet sind.In Fig. 5 is also a bracket shown in FIG. 2 is provided, but the cross members 20 a, 20 b are concave out.

Nachfolgend ist die Funktionsweise der neuerungsgemäßen Ver bindung anhand von Fig. 3 näher erläutert. Die Kunst stoffplatte 3b wird mit dem Rahmen 2b verschraubt oder ver klebt. Die einzelnen Tragelemente 1a-1d sind über die Aus gleichselemente 5a-5d torsionssteif miteinander verbunden. Dadurch ist die gesamte Halterung 2b ebenfalls sehr torsionssteif. Bei einer Erwärmung der gesamten An ordnung treten unterschiedliche Längenausdehnungen in der Halterung 2b und in der Platte 3b auf. Diese unterschied lichen Ausdehnungen werden jedoch über die Ausgleichsele mente 5a, 5b, 5c, 5d kompensiert. Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Halterung einerseits torsionsfest ist und trotzdem aber eine Längsausdehnung ausgleichen kann. Somit treten im Kunststoff keine hohen Spannungen auf, die die Oberfläche nachteilig beeinflus sen könnten.The operation of the innovation according to the invention is explained in more detail with reference to FIG. 3. The plastic plate 3 b is screwed to the frame 2 b or glued ver. The individual support elements 1 a - 1 d are torsionally rigidly connected to one another via the equalizing elements 5 a - 5 d. As a result, the entire bracket 2 b is also very torsionally rigid. When the entire arrangement is heated, different linear expansions occur in the holder 2 b and in the plate 3 b. However, these different expansions are compensated for by the compensation elements 5 a, 5 b, 5 c, 5 d. The main advantage of the invention is that the holder is torsion-resistant on the one hand and can still compensate for a longitudinal expansion. Thus, there are no high stresses in the plastic that could adversely affect the surface.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 wird einerseits die unterschiedliche Längenausdehnung durch die Ausgleichse lemente 5a, 5b kompensiert. Dadurch, daß die Querträger 20 a, 20b gelenkig ausgebildet sind, können diese auch die unterschiedliche Querausdehnung ausgleichen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 wird die Querausdeh nung über die gebogenen Querträger 20a, 20b aufgenommen.In the exemplary embodiment according to FIG. 4, on the one hand, the different linear expansion is compensated for by the compensating elements 5 a, 5 b. Because the cross members 20 a, 20 b are articulated, they can also compensate for the different transverse dimensions. In the embodiment shown in FIG. 5, the transverse expansion is added via the curved cross members 20 a, 20 b.

Claims

1. Connection between a plastic part ( 3 ) and a metallic carrier ( 1 ) in a motor vehicle, characterized in that the carrier ( 1 ) is designed as a hollow profile and is divided into a plurality of support elements ( 10 a, 10 b), each Adjacent support elements ( 10 a, 10 b) can be inserted and slidably connected to one another via a compensating element ( 5 ).

2. Connection according to claim 1, characterized in that the outer contour of the compensating element ( 5 ) is slightly smaller than the inner cross section of the hollow profile of the support element ( 10 a; 10 b).

3. Connection according to one of claims 1 or 2, characterized in that the inner cross section of the hollow profile of the support element ( 10 a; 10 b) is not round.

4. Connection according to one of the preceding claims, characterized in that two opposite supports ( 1 a, 1 b) via two cross members ( 20 a, 20 b) are connected to form a rectangular frame ( 2 ).