DE19712180C2 - Verbindungselement für Kunststoffbauteile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zur Her­ stellung nietenartiger mechanischer Verbindungen zwischen Bauteilen aus Kunststoffen, insbesondere flächigen Bauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen, bei denen die Verbindungselemente aus faserverstärktem Kunststoff bestehen und mit einem unausgehärtetem Harz in dafür vorgesehene Bohrungen in den zu fügenden Bau­ teilen eingesetzt werden und das Harz anschließend unter Spannung ausgehärtet wird.

Zur Schaffung mechanischer Verbindungen zwischen Bau­ teilen aus Kunststoff werden neben Klebeverbindungen vielfach auch Nietverfahren eingesetzt, häufig in Kombination mit einem Verkleben der zu fügenden Bau­ teile. So ist es insbesondere aus dem Bereich des Flugzeugbaus bekannt, feste, d. h. unlösbare Montagever­ bindungen von Bauteilen aus faserverstärktem Kunststoff mittels Schraubpaßnieten herzustellen, die, je nach der Zugänglichkeit der Verbindungsstelle entweder als Paß­ bolzen oder als Blindniet eingesetzt werden. Die Nieten bestehen zumeist aus Titan bzw. seinen Legierungen, aus hochfesten nichtrostenden Stählen oder aber aus Nickel­ basislegierungen, wie beispielsweise Monel, bisweilen auch aus Kombinationen der vorgenannten Werkstoffe.

In der Regel werden metallene Nieten in entsprechend vorbereitete Paßbohrungen eingeschlagen oder einge­ preßt, wobei die eintretende Stauchung und die damit verbundene Aufweitung der Nieten zu einem vollständigen Ausfüllen der Bohrung führen soll. Bei diesem Stauch­ vorgang entstehen diffuse Spannungszustände in den zusammengefügten Bauteilen, die bei Faserverbundstruk­ turen trotz der Preßwirkung der Nietköpfe zu partiellen Delaminationen, d. h. dem Trennen benachbarter Faser­ lagen, führen können. Aus diesem Grund werden im Bereich des Flugzeugbaus mit faserverstärkten Bauteilen praktisch ausschließlich die bereits erwähnten Schraub­ paßnieten in Form von Paß- oder Blindbolzen verwendet, wobei bei der Auslegung dieser Verbindungen die Scher­ festigkeit der verwendeten Bolzen zugrunde gelegt wird.

Voraussetzung für eine ausreichend lange Lebensdauer einer solchen Verbindung ist eine möglichst enge Passung zwischen Bohrung und Bolzen. In der Praxis werden die Bohrungen für die Paßbolzen nach dem Ein­ bringen in einem zweiten Arbeitsgang aufgerieben. Sollen glatte Außenflächen der zu verbindenden Bauteile erzielt werden, werden Bolzen verwendet, die mit einem Senkkopf versehen sind, und die Bohrungen werden mit engen Toleranzen nachgesenkt.

Neben diesem aufwendigen Fertigungsprozeß und ver­ gleichsweise hohen Einzelteilkosten bergen derartige Verbindungen faserverstärkter Kunststoffbauteile mittels metallener Verbindungselemente stets auch eine potentielle Korrosionsgefahr in sich, die aus der Ver­ wendung einer ungleichen Werkstoffpaarung resultiert. Hinzu kommt die Problematik unterschiedlicher Wärmeaus­ dehnung, die beispielsweise bei Stahl um etwa den Faktor 10 höher ist als bei faserverstärktem Kunststoff und die bei möglichen Temperaturunterschieden von bis zu 130°C an den Außenflächen von Flugzeugen über längere Zeitspannen zu einem Lockern der Verbindungen führen kann. Diese unterschiedlichen Wärmeausdehnungen und die grundsätzlich beim Fügen mit metallenen Bolzen vorhandene Spalte machen beispielsweise bei Treibstoff führenden Flächentanks aufwendige Dichtmaßnahmen er­ forderlich, die zudem im Betrieb häufig wiederholt werden müssen. Überstehende Bolzenköpfe oder zu tiefe Senkungen bzw. umlaufende Spalte können außerdem im Flug Luftwirbel erzeugen und damit den aerodynamischen Widerstand der Flugzeugaußenhaut vergrößern.

Nachteilig bei derartigen Verbindungen ist ferner das hohe Gewicht der metallenen Nieten und die Möglichkeit verschiedenster Fertigungsfehler, wie z. B. nicht an­ liegende Setzköpfe und Schließringe, deformierte Setz­ köpfe, Spalte an den Setzköpfen, Risse in den Schließ­ ringen oder Abweichungen in den Senkungen. All diese Fehlerquellen erfordern aufwendige Nacharbeiten, wobei diese Maßnahmen zudem melde- und genehmigungspflichtig sind.

Daneben ist aus der DE-PS 623 911 ein Verfahren zum Verbinden von Körpern aus gehärtetem Kunstharz bekannt­ geworden, bei dem Verbindungselemente der eingangs genannten Art zum Einsatz kommen. Die bekannten Verbindungselemente werden dabei von Stäben aus mit Kunstharz getränktem Faserstoff wie Holz, Papier oder dergleichen gebildet, die wie Nieten in die Bohrungen der zu verbindenden Bauteile eingeführt und durch be­ heizte Stempel unter der Bildung von Nietköpfen erformt werden. Weiterhin ist es aus der Veröffentlichung "Gestalten von Kunststoff-Formteilen", H. Schönewald, Zeitschrift "Der Konstrukteur", Heft 3, 1980, Seite 24, bereits bekannt, Kunststoffe mittels Kunststoffnieten miteinander zu verbinden, jedoch sieht auch dieses bekannte Verfahren vor, daß das Verbinden mit Kunst­ stoffnieten durch Kalt- oder Warmstauchen erfolgt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verbindungselement für die eingangs beschriebene Fügetechnik bereitszu­ stellen, das in seiner bereits vorgefertigten Endform einsetzbar ist und das sich zugleich auch für solche Anwendungsfälle eignet, in denen wegen einer nur ein­ seitigen Zugänglichkeit Blindnietungen erforderlich sind.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verbindungs­ element mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patent­ anspruches 1.

Das erfindungsgemäße Verbindungselement besitzt eine Vielzahl von Vorteilen. So müssen die in die zu ver­ bindenden Bauteile eingebrachten Bohrungen vor dem Ver­ bindungsvorgang nicht nachgearbeitet werden, vielmehr verbessert die Rauhigkeit der Oberflächen, die beim Setzen der Verbindungselemente als Klebeflächen dienen, die Haftwirkung. Bei der Schaffung glatter Außen­ konturen entfällt das vorherige Senken der Bohrlöcher für die Verbindungselemente, da überstehende Teile nach dem Aushärten auf einfache Weise entfernt bzw. plange­ schliffen werden können. Aufgrund der einfachen end­ formnahen Herstellungsmöglichkeiten für die Ver­ bindungselemente nach der Erfindung, beispielsweise durch Extrudieren oder sogenanntes Injection Moulding, verringern sich deren Produktionskosten erheblich.

Da die zu verbindenden Komponenten mittels artgleicher Verbindungselemente zusammengefügt werden und die Klebeverbindung mit artgleichem Harz erfolgt, ist zugleich eine Korrosionsgefährdung ausgeschlossen. Gleiches gilt für das Problem unterschiedlicher Wärme­ ausdehnung, das durch das erfindungsgemäße Verbindungs­ element von vornherein ausgeschlossen ist. Hinzu kommt, daß bei artgleichen geklebten Verbindungen, wie sie das Verbindungselement nach der Erfindung ermöglicht, eine ausreichende Festigkeit auch ohne die sonst erforder­ liche Stoffschlüssigkeit beispielsweise von Klemmuttern gewährleistet ist. Schließlich ergibt sich beim Einsatz des erfindungsgemäßen Verbindungselementes eine ein­ fache Überprüfungsmöglichkeit für die Güte der erziel­ ten Verbindung, die dadurch gegeben ist, daß das Aus­ treten von Klebstoff an beiden Enden der Bohrung für das Verbindungselement ein zuverlässiges Indiz dafür ist, daß der Spalt zwischen der Bohrung und dem Ver­ bindungselement vollständig mit Klebstoff gefüllt ist.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von in der Zeich­ nung darstellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Verbindung als Standardnietverbin­ dung zwischen zwei Bauteilen aus faserver­ stärktem Kunststoff, mittels eines zylin­ drischen Paßbolzens bei beidseitiger Zugäng­ lichkeit der Bohrung.

Fig. 2 eine zweite Verbindung als Blindnietverbindung zwischen derartigen Bauteilen, mittels einer Paßhülse und eines Kegelbolzens bei ein­ seitiger Zugänglichkeit der Bohrung.

Fig. 3 und Fig. 4 je ein Verbindungselement,

Fig. 5 und Fig. 6 Verbindungselemente in teilweise geschnittenen Darstellungen,

Fig. 7 und Fig. 8 eine Paßhülse gemäß der Anordnung nach Fig. 2 in Schnittdarstellung und in Draufsicht,

Fig. 9 und Fig. 10 eine Klemmutter in Schnittdarstellung und Draufsicht,

Fig. 11 eine Schnittdarstellung einer Anordnung zum Setzen von Verbindungselementen und

Fig. 12 eine vergrößerte Darstellung eines Setzvorganges.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung zeigt zwei Platten 1 und 2 aus faserverstärktem Kunststoff, die durch ein Verbindungselement 3 in Form eines Paßbolzens mitein­ ander verbunden sind. Der Paßbolzen 3 wird durch eine Klemmutter 4 mit integrierter Federscheibe 5 in seiner Position im Inneren einer sich durch beide Platten 1 und 2 erstreckenden Bohrung 6 gehalten, wobei Paßbolzen 3 und Klemmutter 4 durch Verzahnungen 7, 8 kraft- und formschlüssig miteinander verbunden sind. Der Paßbolzen 3 ist mit einem Klebstoff 9 in die Bohrung 6 einge­ setzt, der insbesondere die Hohlräume zwischen dem Paßbolzen 3 und der Bohrung 6 bzw. der Klemmutter 4 ausfüllt und der im Bereich des Setzkopfes 10 des Paßbolzens 3 sowie der Federscheibe 5 ausgetreten ist.

Sowohl der Paßbolzen 3 als auch die Klemmutter 4 sowie die an diese angeformte Federscheibe 5 bestehen aus einem faserverstärkten Kunststoff, wobei die Ver­ stärkungsfasern im Fall des hier beschriebenen Aus­ führungsbeispiels aus Kohlenstoff bestehen. Der Kleb­ stoff 9 besteht aus der gleicher Harzmischung, die auch die Matrix für den Paßbolzen 3 bildet. Beide Werkstoffe sind bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel artgleich mit den für die zu verbindenden Bauteile 1 und 2 verwendeten.

Die gleichen Werkstoffe werden auch für die in Fig. 2 gezeigten Anordnung verwendet. Auch hier sind zwei Fügeteile in Form faserverstärkter Kunststoffplatten 11 und 12 mittels eines Verbindungselementes 13 zusammen­ gefügt, das ebenfalls aus faserverstärktem Kunststoff besteht und das wieder durch eine Klemmutter 14 mit angeformter Federscheibe 15, beide aus dem gleichen Werkstoff wie das Verbindungselement 13, sowie durch Klebstoff 19 in seiner Einbauposition fixiert ist. Das Verbindungselement 13 für in diesem Fall als Blindniet ausgeführte Verbindung wird von einem Kegel­ bolzen gebildet. Letzter ist bei dieser Anordnung zusammen mit einer Paßhülse 18 in eine sich durch beide Fügeteile 11 und 12 erstreckende Bohrung 16 ein­ gesetzt, wobei auch diese Paßhülse 18 aus dem gleichen faserverstärktem Kunststoff besteht.

In den Fig. 3 und 4 sind nochmals die Verbindungs­ elemente 3 bis 13 dargestellt die bei den in Fig. 1 und 2 gezeigten Anordnungen Verwendung finden. Fig. 3 zeigt dabei einen Paßbolzen, der sich aus den Kompo­ nenten Setzkopf 10, Bolzenschaft 20, Taille 21, Außen­ verzahnung 7, Sollbruchstelle 22, Zugschaft 23 sowie Zugkopf 24 zusammensetzt. In die Außenverzahnung 7 sind außerdem Schlitze 25 eingebracht. Der Bolzenschaft 20 des aus faserverstärktem Kunststoff bestehenden Paß­ bolzens 3 ist gegenüber der Bohrung 6 in den zu fügen­ den Komponenten 1 und 2 mit leichtem Untermaß ausge­ führt, seine Oberfläche ist definiert angerauht. Ober­ halb der auf die zugehörige Klemmutter 4 abgestimmten Außenverzahnung 7 ist der Schaft eingezogen und weist eine scharfe Kerbe 22 auf, die bei Überschreiten der Festigkeit der Festfläche als Sollbruchstelle fungiert. Der Zugschaft 23 endet in einem Zugkopf 24, der, wie in Fig. 11 gezeigt, von einem Nietsetzer erfaßt werden kann.

Die radial umlaufende Außenverzahnung 7 weist einen steileren Flankenwinkel auf als die entsprechende Innenverzahnung 8 der Klemmutter 4, wie deutlich anhand von Fig. 1 zu erkennen ist, die achsparallel verlaufen­ den Schlitze 25 bewirken, daß nach dem Aufpressen der Klemmutter 4 der zwischen den beiden Verzahnungen 7 und 8 verbleibende Bereich entlüftet wird und der über­ schüssige Klebstoff aus diesem Bereich austreten kann.

Um einen solchen Paßbolzen auch für Verbindungen ein­ setzen zu können, bei denen eine hohe Scherfestigkeit gefordert wird, ist bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel dieses Verbindungselementes zusätz­ lich ein Scherstift 46 vorgesehen, der aus hochfestem Stahl oder Titan bzw. einer Titanlegierung besteht. Dieser Scherstift 46 ist mit Klebstoff 47 in eine zylindrische Bohrung 48 des Bolzenschaftes 40 einge­ setzt. Der Scherstift 46 weist seinerseits eine in axialer Richtung verlaufende Durchgangsbohrung 49 auf, durch die der Klebstoff 47 beim Einpressen des Scher­ stiftes 46 in die als Sacklochbohrung ausgeführte Bohrung 48 aus dem oberen Endbereich dieser Bohrung heraustreten kann.

Die in den Fig. 4 und 6 dargestellten Verbindungs­ elemente stellen jeweils Kegelbolzen dar, wie sie in der in Fig. 2 gezeigten Verbindung in Form einer Blind­ nietung verwendet werden. Diese Kegelbolzen wirken dabei zusammen mit einer Paßhülse, die im Detail in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist. Die Kegelbolzen bestehen, wie auch die vorangehend beschriebenen Paßbolzen, aus faserverstärktem Kunststoff, dessen Harz/Faser-Kombi­ nation jeweils entsprechend den zu fügenden Bauteilen ausgewählt ist. Der Schaft 30 bzw. 50 dieses Kegel­ bolzens läuft unter einem vergleichsweise kleinen Winkel gegenüber der Längsachse konisch in Richtung auf eine Taille 31 zu. Dadurch ist sichergestellt, daß beim Einziehen dieses Bolzens in eine Paßhülse 18, wie in Fig. 2 dargestellt, eine ausreichende Selbsthemmung eintritt. Die Oberfläche des Bolzenschaftes 30 bzw. 50 sowie der Taille 31 ist auch in diesen Fällen wieder rauh ausgeführt, um eine gute Klebewirkung zu erzielen. An dem der Taille 31 abgewandten Ende des Bolzen­ schaftes 30 weise die Kegelbolzen eine Einschnürung 36 auf, die in Verbindung mit dem sich daran anschließen­ den Kopf 37 bewirkt, daß beim Einziehen eines solchen Kegelbolzens in die zugehörige Paßhülse 18, wie in Fig. 2 dargestellt, deren aus der Bohrung 16 heraus­ tretende Schaftsegmente aufgespreizt werden und mit dem Bolzenkopf 37 eine formschlüssige Verbindung bilden. Der Bolzenkopf 37 weist einen zylindrischen Bereich auf, dessen Durchmesser nur geringfügig kleiner als der Durchmesser der in den zu verbindenden Komponenten 11 und 12 eingebrachten Bohrung 16 ist. Dadurch wird beim Einsetzen der aus Kegelbolzen 13, Paßhülse 18 sowie Klemmutter 14 bestehenden Kombination in diese Bohrung 16 eine feste Schiebepassung erreicht.

Ebenso wie die in den Fig. 3 und 5 dargestellten Paßbolzen weisen auch die Kegelbolzen oberhalb der Taille 31 eine radial umlaufende Außenverzahnung 17 auf, in die wieder um in axialer Richtung verlaufende Schlitze 35 eingebracht sind. Oberhalb der Außenver­ zahnung schließen sich eine Sollbruchstelle in Form einer scharfen Kerbe 32, ein Zugschaft 33 sowie ein Zugkopf 34 an.

Wie in Fig. 6 gezeigt, können auch die Kegelbolzen durch einen eingesetzten metallenen Scherstift 56 in ihrer Scherfestigkeit erhöht werden. Auch hier ist der mit einer Durchgangsbohrung 59 versehene Scherstift 56 so in eine mit Klebstoff 57 gefüllte Sacklochbohrung 38 des Bolzenschaftes 50 eingesetzt, daß er vollständig vom Klebstoff 57 eingeschlossen ist.

Die Fig. 7 und 8 zeigen Darstellungen einer Paß­ hülse, wie sie zusammen mit den vorangehend beschriebe­ nen Kegelbolzen Verwendung findet. Die Paßhülse besteht im einzelnen aus einem Paßhülsenkopf 60, der im Fall des hier gezeigten Ausführungsbeispiels zusätzlich mit einem Rezeß 61 versehen ist, sowie einem Paßhülsen­ mantel 62. Letzterer weist bei einer zylindrischen Außenform eine vom Paßhülsenkopf 60 her kontinuierlich abnehmende Wandstärke auf, wobei der größte Teil des Paßhülsenmantels 62 mit in axialer Richtung verlaufen­ den, über den Umfang aquidistant angeordneten Schlitzen 63 versehen ist, die das dem Paßhülsenkopf 60 abge­ wandte Ende dieses Paßhülsenmantels 62 in einzelne Segmente 64 untergliedern. Seine Außenfläche weist eine definierte Oberflächenrauhigkeit auf.

Die in den Fig. 9 und 10 dargestellte Klemmutter findet in gleicher Weise beim Setzen von Paßbolzen wie von Kegelbolzen Verwendung. Sie besteht aus einem Mutterkopf 70, in dessen Innerem im Anschluß an feinen Freistich 71 eine Innenverzahnung 8 vorgesehen ist. An den Mutterkopf 70 ist eine sich konisch erweiternde Federscheibe 5 angeformt. Wie die Außenverzahnung der Paß- und Kegelbolzen, so ist auch die Innenverzahnung 8 der Klemmutter mit in axialer Richtung verlaufenden Schlitzen 72 ausgestattet. Diese dienen dem gleichen Zweck wie die entsprechenden Schlitze an den Paß- und Kegelbolzen, indem sie bewirken, daß nach dem Auf­ pressen der Klemmutter eine Entlüftung stattfindet und der Klebstoff herausgedrückt wird. Die Innenverzahnung 8 der Klemmutter weist einen flacheren Flankenwinkel auf als die Außenverzahnung der Paß- und Kegelbolzen.

Anhand der Fig. 11 und 12 soll das Verfahren des Verbindens von Bauteilen aus faserverstärkten Kunst­ stoffen mit Hilfe der vorangehend beschriebenen Ver­ bindungselemente erläutert werden. Sämtliche dabei verwendeten Verbindungselemente bestehen aus den gleichen Werkstoffen wie die zu fügenden Bauteile, d. h. im Fall der hier beschriebenen Anwendung aus einer kohlenstoffaserverstärkten Harzmatrix, wobei die Ver­ stärkung entweder aus gerichteten oder aus Kurzfasern besteht. Die Harzmatrix, die zugleich den Klebstoff für die Verbindungselemente bildet, härtet in diesem Fall bei etwa 180°C aus.

Für den Setzvorgang der Verbindungselemente in die zu fügenden Bauteile 81 und 82 aus faserverstärktem Kunst­ stoff wird ein Setzwerkzeug 90 verwendet, das zum Teil in Fig. 11 zu erkennen ist. Im Inneren eines zylin­ drischen Schaftes 91 ist bei diesem Werkzeug ein Zug­ haken 92 in axialer Richtung beweglich gehaltert. Dieser Zughaken 92 weist eine Zahnung auf, die hinter eine entsprechende Außenverzahnung am Zugkopf 93 des zu setzenden Verbindungselementes, in diesem Fall eines Kegelbolzens 83, greift.

Nachdem die miteinander zu verbindenden Oberflächen­ bereiche der beiden Bauteile 81 und 82 entfettet und zusammengefügt worden sind, werden zunächst Heft­ bohrungen gesetzt und die zu verbindenden Bauteile durch Heftstifte miteinander fixiert. Anschließend werden die Bohrungen 86 entsprechend dem Durchmesser der zu verwendenden Verbindungselemente 83 trocken auf­ gebohrt, und die Bohrungen werden mit Klebstoff 89 benetzt. Der für die Verbindung vorgesehene Kegelbolzen 83, die zugehörige Paßhülse 88 sowie die Klemmutter 84 werden entfettet, die Paßhülse 88 und der Schaft des Kegelbolzens 83 werden mit Klebstoff benetzt und die Paßhülse über den Kegelbolzen 83 geschoben. Nachfolgend wird der Kegelbolzen 83 zusammen mit der Paßhülse 88 in das Setzwerkzeug 90 geladen und die Paßhülse 88 wird von außen mit Klebstoff benetzt. Die Paßhülse 88 wird mit dem Setzwerkzeug 90 in die Bohrung 86 eingeführt und das Setzwerkzeug 90 wird an die Oberfläche des oberen der zu verbindenden Bauteile 81, 82 angepreßt. Wie die Figur zeigt, dient der am Paßhülsenkopf vorge­ sehene Rezeß dabei als Aufnahme für den Niederhalter des Setzwerkzeuges 90.

Nach dem Auslösen des Setzwerkzeuges wird über den am Zugkopf 93 angreifenden Zughaken 92 der Kegelbolzen 83 in die Paßhülse 88 gezogen. Zugleich wird durch einen gegenläufigen Kolben 94 die Klemmutter 84 über die Ver­ zahnung 87 gepreßt, wobei sich die integrierte Feder­ scheibe 85 abflacht und so die Verbindung unter Spannung setzt. Dieses Detail ist schematisch in Fig. 12 verdeutlicht. Der Schaft des Kegelbolzens 83 weitet die geschlitzte Paßhülse 88 auf und bringt die Segmente an der Bohrungswand zur Anlage, dabei werden die Schlitze mit Klebstoff verpreßt. Die nach innen überstehenden Enden der Paßhülsensegmente werden aufge­ spreizt und bilden eine formschlüssige Verbindung mit dem Paßhülsenkopf, die den Transport des nunmehr herge­ stellten Verbundes zum Aushärten ermöglicht, ohne daß die Gefahr des Lösens der Verbindung besteht.

Bei fortgesetzter Betätigung des Setzwerkzeuges 90 reißt bei Überschreiten der vorgegebenen Zugkraft der Zugkopf 93 des Kegelbolzens 83 an der Sollbruchstelle ab. Nachdem noch der ausgetretene Klebstoff 89 entfernt wurde, kann der Setzvorgang an anderer Stelle wiederholt werden. Wenn alle Verbindungselemente auf diese Weise gesetzt sind, wird die Verbindung bei der vorgesehenen Temperatur und Haltezeit ausgehärtet und erreicht damit ihre Endfestigkeit.

Auf analoge Weise wie vorangehend beschrieben erfolgt das Setzen von Paßbolzen als Verbindungselemente. In diesem Fall wird der Bolzen allerdings zunächst von der dem Setzwerkzeug abgewandten Außenseite der fügenden Bauteile her in die dafür vorgesehene Bohrung ein­ gesetzt, bevor zunächst die Klemmutter und anschließend das Setzwerkzeug aufgesetzt werden und die Verbindung durch Aufpressen der Klemmutter mit integrierter Feder­ scheibe unter Spannung gesetzt wird.

Claims (12)

1. Verbindungselement zur Herstellung nietenartiger mechanischer Verbindungen zwischen Bauteilen aus Kunststoffen, insbesondere flächigen Bauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen, bei denen die Ver­ bindungselemente aus faserverstärktem Kunststoff bestehen und mit einem unausgehärtetem Harz in dafür vorgesehene Bohrungen in den zu fügenden Bau­ teilen eingesetzt werden und das Harz anschließend unter Spannung ausgehärtet wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verbindungselement aus einem bereichsweise mit einer Außenverzahnung (7, 17, 87) versehenen bolzenartigen Teil (3, 13, 83) besteht, dem eine mit einer Innenverzahnung (8, 88) versehene Klemmutter (4, 14, 84) zugeordnet ist, die kraft­ schlüssig auf den Verbindungsbolzen (3, 13, 83) auf­ setzbar ist, und daß sowohl das Verbindungselement (3, 13, 83) als auch die Klemmutter (4, 14, 84) aus einem faserverstärkten Kunststoff besteht, dessen Matrix in etwa die gleiche Zusammensetzung wie die Matrix der zu fügenden Bauteile (1, 2, 11, 12, 81, 82) und wie das zum Einsetzen in die Bohrungen (6, 16, 86) verwendete Harz aufweist.

2. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Harz aus einem duroplastischen Epoxidharz besteht.

3. Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Harzmatrix einen hohen Faseranteil aufweist.

4. Verbindungselement nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fasern zumindest teilweise ausge­ richtet sind.

5. Verbindungselement nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fasern als Kurzfasern in die Harzmatrix eingebettet sind.

6. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus Kohlenstoff bestehen.

7. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die Klemmutter (4, 14, 84) eine sich konisch erweiternde Federscheibe (5, 15, 85) einstückig angeformt ist.

8. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Außen­ verzahnung (7, 17, 87) eine Sollbruchstelle in Form einer umlaufenden Kerbe (22, 32) sowie ein sich daran anschließender Zugkopf (24, 34) vorgesehen sind.

9. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es als Paßbolzen (3) mit einem zylindrischen Bolzenschaft (20, 40) ver­ sehen ist.

10. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es als Kegelbolzen (13, 83) mit einem sich konisch verjüngenden Schaft (30, 50) ausgebildet ist.

11. Verbindungselement nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es in eine Paßhülse (18, 88) ein­ setzbar ist, deren Innenform der Außenform des Schaftes (30, 50) angepaßt ist und die eine zu­ mindest bereichsweise zylindrische Außenform auf­ weist.

12. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in eine innere axiale Bohrung (48, 58) des Bolzenschaftes (40, 50) ein aus einem metallenen Werkstoff bestehender Scherstift (46, 56) eingesetzt ist.