DE3718089A1

DE3718089A1 - Verbindung zweier bauteile

Info

Publication number: DE3718089A1
Application number: DE19873718089
Authority: DE
Inventors: Hans-Guenther Dip Haldenwanger
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1987-05-29
Filing date: 1987-05-29
Publication date: 1988-12-08
Also published as: DE3718089C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindung zweier Bauteile aneinander, insbesondere die Verbindung eines Trägers oder Lenkers aus Faser verbundwerkstoff an einer Gelenkbüchse eines Gummilagers in einem Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei der Verbindung von Bauteilen mit Langlöchern und die Langlöcher durchdringenden Schrauben werden zumeist relativ große Unterlegschei ben verwendet, um die Spannkraft der Schrauben bzw. deren Flächen pressung in das Bauteil einzuleiten. Dabei liegen aber nur sichel förmige Abschnitte der Unterlegscheiben am zu befestigenden Bauteil an, während die übrigen Flächenabschnitte frei über dem Langloch liegen und keine Kräfte übertragen. Insbesondere bei Bauteilen aus Faserverbundwerkstoff, z. B. einem Aggregateträger aus glasfaser verstärktem Kunststoff in einem Kraftfahrzeug, der über Gummilager mit dem Aufbau des Kraftfahrzeuges verbunden ist, hat sich eine der artige Verbindung als nicht befriedigend erwiesen. Aufgrund der ge genüber Stahl geringeren Kriechfestigkeit dieses Werkstoffes bzw. wegen der relativ hohen Flächenpressungen sind unzulässige Setzun gen sowie Faserstrukturschädigungen im Verbindungsbereich nicht aus zuschließen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Verbindung vorzu schlagen, die mit einfachen Mitteln eine günstige Krafteinleitung und eine hohe Festigkeit sicherstellt.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentan spruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß werden Unterlegscheiben vorzugsweise rechteckiger Außenkonfiguration vorgeschlagen, die sich über das gesamte Langloch hinaus erstrecken und die senkrecht zur Fläche der Unterlegscheibe abgestellte Kragen aufweisen, die sich zumindest in die linearen Abschnitte des Langloches hinein erstrecken. Dadurch wird zunächst eine Tragfähigkeit der Unterlegscheiben um das gesamte Langloch her um erreicht, wodurch die Krafteinleitung wesentlich verbessert ist. Ferner wird durch die abgestellten Kragen eine Versteifung der Un terlegscheiben und damit verbunden eine gleichmäßigere Flächenpres sung im Verbindungsbereich herbeigeführt. Schließlich werden durch die Kragen Schädigungen bzw. örtliche Überbeanspruchungen im Lai bungsbereich des Langloches vermieden.

Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind den Ansprüchen 2 bis 5 entnehmbar. So wird mit den Merkmalen des Anspru ches 2 eine besonders steife Verbindung erzielt, bei der eine Durch biegung der Unterlegscheiben beim Anziehen der Befestigungsschrau ben vermieden ist. Ferner kann durch die Auslegung der als Abstands halter wirkenden Kragen eine definierte Vorspannung auf das Bauteil vorgegeben werden. Dadurch können unzulässige Spannungsspitzen und durch Kerbwirkung an den Randbereichen zwischen Unterlegscheibe und Bauteil hervorgerufene Strukturschädigungen ausgeschlossen werden.

Die Kragen können in einem Stanzvorgang beim Herstellen des Lang loches in der Unterlegscheibe spanlos angeformt bzw. durchgezogen werden. Sofern das Bauteil im Verbindungsbereich dicker als die Höhe der durchgezogenen Kragen ist, können die auf beiden Seiten des Bau teiles befindlichen Unterlegscheiben mit einander entgegengerichte ten Kragen gemäß Anspruch 3 versehen sein. Ferner ergibt sich dadurch ein symmetrischer Aufbau der Unterlegscheiben mit einer vereinfach ten Lagerhaltung. Alternativ dazu können jedoch auch gemäß Anspruch 4 zueinander versetzte Kragensegmente verzahnungsartig ineinander greifen. Auch dadurch können aus einem Stück gestanzte Unterlegschei ben mit deren Kragen als Abstandshalter auch bei Bauteilen größerer Dicke eingesetzt werden. Durch die Merkmale des Anspruches 5 wird in bekannter Weise ein Herausfallen der Unterlegscheiben aus dem Langloch während der Montage des Bauteiles zuverlässig vermieden.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 ein gabelförmiges Bauteil zur Verbindung mit einer Gelenk hülse eines Gummilagers gemäß Fig. 2;

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie II-II der Fig. 1 durch das Bauteil und ein mit dem Bauteil mittels einer Schraube verbundenes Gummilager;

Fig. 3 eine Unterlegscheibe mit durchgestellten Kragen in raum bildlicher Darstellung; und

Fig. 4 eine weitere Unterlegscheibe mit segmentartigen Kragen und dazwischenliegenden freien Bereichen.

Die Fig. 1 zeigt einen Träger 10 aus mit Glasfasern verstärktem Kunst stoff, der an seinem Endbereich in einen Gabelkopf 12 ausmündet. Der Gabelkopf 12 weist zwei Schenkel 14, 16 auf, in denen je ein Langloch 18, 20 ausgebildet ist.

Der Gabelkopf 12 ist mit einem weiteren Bauteil 22 des nicht dar gestellten Aufbaus eines Kraftfahrzeuges über ein Gummilager 24 ver bunden. Dabei durchdringt eine Schraube 26 sowohl die beiden Lang löcher 18, 20 des Gabelkopfes 12 als auch eine Gelenkhülse 28 des Gummilagers 24, wobei die Gelenkhülse zwischen den beiden Schenkeln 14, 16 des Gabelkopfes 12 eingespannt ist (vgl. Fig. 2).

Beiderseits eines jeden Schenkels 14, 16 bzw. eines jeden Langloches 18, 20 ist eine Unterlegscheibe 30, 32 vorgesehen, welche Unterleg scheiben mittels eines U-förmigen Abschnittes 34 zu einer Einheit verbunden sind. Zur Konfiguration einer jeden Unterlegscheibe 30, 32 wird auch auf die Fig. 3 verwiesen, weil die dort gezeigte, ein zelne Unterlegscheibe 36 im übrigen gleicher Konfiguration ist. Die Unterlegscheiben 30, 32, 36 sind rechteckig gestaltet und weisen je ein Langloch 38 auf, welches konform den Langlöchern 18, 20 di mensioniert ist. An die linearen Abschnitte der Langlöcher 38 sind einander gegenüberliegend Kragen 40, 42 angeformt, die sich jeweils in das Langloch 18, 20 der Schenkel 14, 16 hinein erstrecken. Im montierten Zustand (vgl. Fig. 2) stützen sich die Stirnseiten der Kragen 40, 42 aneinander ab, so daß die Kragen 40, 42 als Abstands halter der Unterlegscheiben 30, 32 bzw. 36 dienen. Die Höhe der Kra gen 40, 42 ist dabei so dimensioniert, daß die Unterlegscheiben bei angezogener Schraube 26 eine definierte Vorspannung bzw. Flächen pressung auf die Schenkel 14, 16 ausüben.

Wie aus der Zeichnung ohne weiteres ersichtlich ist, erstrecken sich die Unterlegscheiben 30, 32 bzw. 36 über die Langlöcher 18, 20 in den Schenkeln 14, 16 hinaus. Durch die eine Versteifung der Unterleg scheiben bewirkenden Kragen 40, 42 werden die von der Schraube 26 bzw. der Schraubenmutter 27 ausgeübten Spannkräfte bzw. Flächenpres sungen gleichmäßig in das Bauteil 10 eingeleitet. Ferner werden die Laibungen der Langlöcher 18, 20 durch die Kragen 40, 42 vor örtli chen Überbeanspruchungen durch den Schaft der Schraube 26 geschützt.

Bei der in der Fig. 4 gezeigten Unterlegscheibe 44, sind nur segment artige Kragen 46, 48 an das Langloch 50 angeformt. Zwischen diesen Kragen sind freie Bereiche 52, 54 ausgebildet, wobei jeweils ein Kragen 46 oder 48 einem freien Bereich 54 oder 58 diametral gegen überliegt. Dadurch kann beim Herausstanzen der Unterlegscheibe der jeweils volle Querschnitt des Langloches 50 für den Kragen 46, 48 eingesetzt werden. Bei der gezeigten symmetrischen Ausbildung der Kragen zu den freien Bereichen kann durch Kippen der Unterlegschei ben 44 um 180 Grad diese als zweite, entgegengerichtete Unterlegscheibe verwendet werden. Dabei greifen dann verzahnungsartig die Kragen 46 der Unterlegscheibe der einen Seite und die Kragen 48 der Unter legscheibe der entgegengesetzten Seite ineinander.

Die beschriebenen Unterlegscheiben sind aus Stahl durch Stanzen her gestellt. Anstelle zweier symmetrisch gleicher Unterlegscheiben kann auch nur eine Unterlegscheibe mit entsprechenden Kragen und eine zweite, ebene Unterlegscheibe verwendet sein.

Claims

1. Verbindung zweier Bauteile aneinander, insbesondere eines Trägers oder Lenkers aus Faserverbundwerkstoff an einer Gelenkbüchse ei nes Gummilagers in einem Kraftfahrzeug, wobei zumindest ein Bau teil ein Langloch aufweist und mittels einer das Langloch durch dringenden Schraube mit Unterlegscheiben am anderen Bauteil be festigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlegscheibe (30, 32; 36; 44) das gesamte Langloch (18, 20) überdeckt und daß von der Unterlegscheibe abgestellte Kragen (40, 42; 46, 48) zumindest in die linearen Abschnitte des Langloches (18, 20) hineinragen.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der entgegengesetzten Seite des Langloches eine weitere Unterlegschei be vorgesehen ist, die das Langloch überdeckt, und daß die Kra gen der einen Unterlegscheibe sich unter definierter Vorspannung des Bauteiles an der anderen Unterlegscheibe abstützen oder deren langlochförmige Ausnehmung (38) durchgreifen.

3. Verbindung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Unterlegscheiben mit einander entgegengerichteten Kra gen (40, 42) versehen sind.

4. Verbindung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ebene, kragenlose Bereiche (52, 54) der Unterlegscheiben (44) jeweils Bereichen mit Kragen (46, 48) gegenüberliegen.

5. Verbindung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Unterlegscheiben (30, 32) durch einen U-förmigen Abschnitt (34) miteinander verbunden sind.