EP3253971A1 - Component arrangement - Google Patents

Component arrangement

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Publication number
EP3253971A1
EP3253971A1 EP16700742.6A EP16700742A EP3253971A1 EP 3253971 A1 EP3253971 A1 EP 3253971A1 EP 16700742 A EP16700742 A EP 16700742A EP 3253971 A1 EP3253971 A1 EP 3253971A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
component
arrangement
fiber
plastic composite
friction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16700742.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hoang Viet Bui
Rahul Rajagopalan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of EP3253971A1 publication Critical patent/EP3253971A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B2/00—Friction-grip releasable fastenings
    • F16B2/005—Means to increase the friction-coefficient
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B21/00—Means for preventing relative axial movement of a pin, spigot, shaft or the like and a member surrounding it; Stud-and-socket releasable fastenings
    • F16B21/06—Releasable fastening devices with snap-action
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/02—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/06—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips
    • F16B5/0607—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips joining sheets or plates to each other
    • F16B5/0621—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips joining sheets or plates to each other in parallel relationship
    • F16B5/065—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips joining sheets or plates to each other in parallel relationship the plates being one on top of the other and distanced from each other, e.g. by using protrusions to keep contact and distance
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00—Joints and connections
    • Y10T403/75—Joints and connections having a joining piece extending through aligned openings in plural members

Definitions

  • the invention relates to an arrangement comprising a first and a second component, of which at least one is a fiber-plastic composite component (hereinafter FKV component).
  • FKV component fiber-plastic composite component
  • FRP components are well known in the art and are increasingly used in the automotive industry for the realization of lightweight constructions.
  • Preload force of the screw connection acts on the metal bushing and the power transmission to the FKV component is taken over by the adhesive fixing the socket.
  • the use and bonding of the illustrated metal bushings leads to an undesired additional weight of the FKV component and to increase necessary manufacturing or assembly steps. For example, before gluing the metal bushing, the surface of the FRP component must be cleaned, then the adhesive applied and allowed to wait until it has hardened.
  • the arrangement comprises a first component and a second component, wherein at least the first or second component is a fiber-plastic composite component, and
  • a fastening means which generates a pressing force which presses the components against one another in such a way that the components are fastened to one another by clamping (force-locking).
  • a friction-increasing means is arranged in a contact pressure area, in which the first component and the second component are pressed against one another by the pressing force, which is opposite to a case in which the means is not arranged in the contact area Stiction increases for the contact force.
  • the friction increasing means by providing the friction increasing means, the (adhesion) friction coefficient which results for the material pairing of the materials of the first component and the second component is increased such that the static friction resulting for the contact force increases.
  • the contact pressure is dimensioned as a function of the intended load on the arrangement or as a function of the intended shear and shear forces.
  • the coefficient of friction advantageously greater liberties in the dimensioning and design of the fastener and / or the contact pressure arise.
  • the fastening means and / or the contact pressure or preload generated by the fastening means can be dimensioned smaller or smaller, because the static friction is increased by the friction-increasing means. This increases, for example, the lightweight construction potential.
  • increased static friction can be achieved with a given fastening means and / or contact pressure.
  • the arrangement according to the invention is, in particular, an arrangement of two corresponding components arranged in / on a motor vehicle or on a motorcycle.
  • the arrangement according to the invention is used in particular for motor vehicles in the attachment of a CFRP thrust field to an aluminum axle carrier.
  • the fiber-plastic composite component is in particular formed in that a reinforcing fiber is embedded in a plastic matrix.
  • the plastic matrix material forming the matrix of the FRP component can be, for example, a duroplastic or even a thermoplastic.
  • various types of reinforcing fibers may be used, for example inorganic reinforcing fibers (basalt, boron, glass, ceramic and silica fibers), metallic reinforcing fibers (steel, aluminum, copper -, generally metal and metal alloy fibers), organic reinforcing fibers (aramid, carbon, polyester, nylon, polyethylene and Plexiglas fibers) and natural fibers (wood and flax fibers).
  • the buried reinforcing fibers may be in different lengths, whereby different stiffness and strength properties can be achieved.
  • Reinforcing fibers that pass completely through the FRP component achieve the highest stiffness values.
  • the aforementioned reinforcing fibers may have different structures within the component.
  • the continuous fibers may be woven into fabrics or may be in the form of fabrics in which the continuous fibers are arranged in parallel.
  • Other types of reinforcing fiber structures include knits, braids, mats and nonwovens.
  • the FKV component is particularly preferably a carbon fiber composite component (CFRP component).
  • the friction-increasing means is in particular designed such that it increases for a material pairing (for example aluminum and fiber-reinforced plastic composite, or fiber-plastic composite / fiber-reinforced plastic composite) by 5 to 6 times.
  • a material pairing for example aluminum and fiber-reinforced plastic composite, or fiber-plastic composite / fiber-reinforced plastic composite
  • the friction-increasing means is a coating which is applied to one of the components.
  • a such coating is most preferably produced by a plasma coating.
  • the friction increasing means may be a roughened disk or a roughened surface piece separated from a sheet of material.
  • hard particles are attached to the disk or the sheet, which provide for the increase of the friction coefficient.
  • the friction-increasing agent preferably contains hard particles, preferably silicon carbide and / or quartz and / or corundum (Al 2 O 3) and / or emery and / or pumice and / or garnet and / or diamond particles (natural diamond and / or synthetically produced diamond ,
  • the hard particles are applied by an adhesive to the first and / or second component.
  • the adhesive is, for example, a paste and / or an adhesive and / or a synthetic resin.
  • the adhesive is a Ni adhesive.
  • the fiber-plastic composite component preferably has a corrosion protection layer, for example a glass fiber layer, on a surface facing the other component and / or a surface facing away from the other component.
  • a corrosion protection layer for example a glass fiber layer
  • the arrangement of the corrosion protection layer is particularly advantageous when the fastener or one of the components is made of a metal. If the fastening element is made of a metal and one of the components is a metal component, it is preferred for the fiber-plastic composite component to have a corrosion protection layer in the form of, for example, the surface facing and facing away from the other component a glass fiber layer.
  • the friction-increasing means is included in sem case on the other component facing surface on the corrosion protection layer.
  • the area where the corrosion protection layer is arranged on the surface facing the other component forms the contact pressure area.
  • first and the second component is a fiber-plastic composite component and the fastening means is formed from a metal
  • a respective corrosion protection layer is preferably arranged on the surfaces of the fiber-plastic composite components facing away from the respective other component.
  • corrosion protection layers which are arranged on the respectively the other component remote from surfaces, is formed from a metal fastening means for generating the clamping connection or the contact pressure.
  • the first and the second component are particularly preferably a fiber-plastic composite component, and the first and the second component have a corrosion protection layer, for example a glass fiber layer, on the surface facing the other component and facing away from the other component.
  • a corrosion protection layer for example a glass fiber layer
  • the fastening means is preferably formed from a metal and is applied to the corrosion protection layer on the / the fiber-plastic composite component (s).
  • the illustrated corrosion protection layers prevents corrosion of a fastener formed from a metal and / or a component formed from a metal because contacting the carbon fibers and the metal with an electrolyte such as salty water is inhibited.
  • the above-mentioned and explained fastener may be, for example, a screw, which provided after passing through the first and second component on the side facing away from a screw head with a nut screwed into an extended threaded receptacle to allow longer screws or in a rivet nut becomes.
  • a further aspect of the invention relates to a method for fastening a first component to a second component, wherein at least the first or second component is a fiber-plastic composite component.
  • the method has the following steps in particular:
  • the reibwerter Wornde Means acts such that increases a resulting friction for the clamping-connected components compared to a case in which the means is not arranged in the contact pressure area.
  • the coefficient of friction-increasing agent is applied by a plasma coating on the first or the second component.
  • a plasma coating on the first or the second component.
  • the hard particles mentioned, in particular silicon carbide particles in a process chamber a plasma coating device injected into a plasma jet and thus impinge on the component to be coated.
  • FIG. 1 shows a first variant of an arrangement according to the invention, wherein a fastening means provided for clamping fastening of both components is formed from a screw provided with a nut;
  • FIG. 2 shows a further variant of an arrangement according to the invention which, with the arrangement shown in FIG. 1, is identical except for the difference that both components are realized by a fiber-plastic composite component;
  • FIG. 3 shows a further variant of the arrangement according to the invention, wherein in this variant, a screw which is elongated with respect to FIGS. 1 and 2 and which is screwed into a threaded receptacle is used as fastening means.
  • Fig. 1 shows a first variant of an inventive Anord ⁇ voltage 100th
  • the arrangement 100 has a first component 110 and a second component 120, which are fastened to one another in a clamping manner (force-fit) via a fastening element 130.
  • the components 110, 120 are preferably components of a motor vehicle or motorcycle.
  • the first one Component 110 and the second component 120 shell elements in a floor area of a motor vehicle.
  • the arrangement 100 according to the invention is in particular also one which is subjected to shear under normal load. That is, the inventive arrangement 100 has shear forces, i. Forces parallel to the surfaces of the components 110, 120, act.
  • the first component 110 is in this first variant of the arrangement 100 according to the invention a fiber-plastic composite component (hereinafter FKV component).
  • FKV component fiber-plastic composite component
  • various types of reinforcing fibers of the type and form for example carbon fibers in the form of mats and fabrics, can be used in the FRP component 110.
  • the reinforcing fibers of the FRP component 110 are embedded in a matrix material, which may be, for example, a thermoset or thermoplastic.
  • the FRP component 110 is preferably a CFRP component insofar.
  • the FKV component 110 bears on a surface facing the second component 120 and a surface facing away from the second component 120 in each case a corrosion protection layer II I, which may for example be formed from a glass fiber layer.
  • the second component 120 is an aluminum component in this first variant of the arrangement 100 according to the invention.
  • the fastening means 130 is preferably formed, as shown, from a screw which is guided through a respective passage in the first component 110 and the second component 120.
  • the screw 130 rests on the FKV component 110 with its screw head 132 via a washer 131.
  • the washer 131 is preferably provided for defining a limited surface pressure.
  • the screw 130 is on a side facing away from the screw head 132, i. provided on the side of the second component 120 with a nut 140.
  • the nut 140 abuts on the second component 120 via a further washer 141.
  • the arrangement may also be such that the arrangement of the screw head 132 and the nut 140 are reversed, i. the screw head 132 abuts against the second component 120 via the corresponding washer 131 and the nut 140 in turn rests on the first component 110 via the corresponding washer 141.
  • the nut 140 is attached as a sealing measure via an adhesive 142 to the screw 130 so that moisture can not enter the passages in the components.
  • the adhesive also acts as a threadlocking measure.
  • the adhesive may be a microencapsulated adhesive.
  • a friction-increasing means 150 is arranged between the first component 110 and the second component 120.
  • the coefficient of friction-increasing means 150 has such an effect that, for the material combination of fiber-plastic composite / aluminum, this results in an adhesion friction coefficient which is higher than in the case where the coefficient of friction-increasing means 150 is absent the stiction or adhesive force which counteracts the acting shear forces, and which results from the pretensioning force or the contact pressure of the screw 130 and the friction coefficient, is greater than without providing the friction-increasing means 150.
  • the friction-increasing agent 150 may be, for example, hard particles which have been applied to the contact area via a paste or a synthetic resin.
  • the coefficient of friction increasing agent 150 may be a surface coating of either the first component 110 or the second component 120 produced via a plasma coating.
  • the coefficient of friction-increasing means 150 can preferably be a roughened disk or a piece of roughened sheet.
  • Preferred materials for the hard particles are, for example, silicon carbide hard particles or diamond particles.
  • a second variant 200 of the arrangement according to the invention is explained. Elements of this arrangement 200, which are identical to those of the first variant, carry the identical reference numerals and will not be explained again.
  • the second component is also a FKV component 220.
  • the second component 220 is preferably also a carbon-fiber-plastic composite component (CFRP component).
  • the second component 220 like the first component 110, carries a corrosion protection layer 221 both on a surface facing the first component 110 and on a surface of the first component 110. turned surface.
  • the corrosion protection layer 221 is preferably a glass fiber layer.
  • FIG. 3 shows a third variant 300 of the arrangement according to the invention, this arrangement 300 being identical to that of FIG. 1 except for the difference that the washer 141 shown in FIG. 1 and the nut 140 are replaced by a threaded receptacle 340 and the screw 330 is longer.
  • the screw length can be freely adapted to the arrangement or the components 110, 120. That is, a longer screw 330 can be used for the attachment of the components 110, 120, resulting in that the setting behavior of the screw connection is further reduced.
  • the threaded receptacle 340 is preferably fastened at points 341 on the aluminum component or, in general, on the metal component 120 by a material-locking connection, such as a welded connection.
  • a microencapsulated adhesive 342 can be provided between the thread of the threaded receptacle 340 and the screw thread of the screw 330.
  • the threaded receptacle 340 may be configured to form a blind hole in which the thread for the screw 330 is provided.
  • the application of the coefficient of friction increasing means 150 results in an increased (adhesion) friction coefficient for the material pairing of the first and second component.
  • the threaded receptacle of the third variant of the invention leads arrangement according to the invention to a longer screw having a greater elasticity, and thus consequently to a reduction of the setting behavior of the screw connection.
  • the coefficient of friction increasing means 150 as well as a combination with the threaded receptacle 340 results in that a loosening of the screw connection is prevented.
  • the arrangement according to the invention is used in particular for motor vehicles in the connection of a CFRP thrust field and an aluminum roof carrier.
  • the invention likewise relates to a method for fastening the first component to the second component.
  • the method according to the invention includes a preparatory step in which the friction-increasing means 150 is applied to the first and / or the second component and a subsequent fastening step in which the components are clamped to each other, by the previously explained fasteners.
  • the fastening means is designed in the form of the illustrated screws, the corresponding passage in the first and second component is formed before or after the preparation step.
  • the coefficient of friction increasing means 150 is generated on the components by a plasma coating.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to an arrangement (100) which has the following: a first component (110) and a second component (120), at least the first or second component (110, 120) being a fiber/plastic composite component; and a securing means (130) which generates a pressing force that presses the components against each other such that the components (110, 120) are secured to each other in a clamped manner; wherein a friction coefficient-increasing means (150) is arranged between the first and the second component (110, 120) in a pressing region in which the first component and the second component are pressed against each other by the pressing force, said means increasing a stiction produced for the pressing force in contrast to a case in which the means (150) is not arranged in the pressing region.

Description

Bauteilanordnung  component arrangement
Die Erfindung betrifft eine Anordnung aufweisend ein erstes und ein zweites Bauteil, von denen zumindest eines ein Faser-Kunststoff- Verbund-Bauteil (im Folgenden FKV-Bauteil) ist. The invention relates to an arrangement comprising a first and a second component, of which at least one is a fiber-plastic composite component (hereinafter FKV component).
FKV-Bauteile sind im Stand der Technik allgemein bekannt und werden in der Automobilindustrie in zunehmendem Maße zur Realisierung von Leichtbaukonstruktionen eingesetzt.  FRP components are well known in the art and are increasingly used in the automotive industry for the realization of lightweight constructions.
Wenn bei der Montage vorgesehen ist, dass solche FKV-Bauteile durch eine Schraubenverbindung montiert werden, sind Maßnahmen notwendig, um eine dauerhaft zuverlässige Schraubenverbindung sicherzustellen. Grund hierfür ist, dass der Faser-Kunststoff-Verbund ein starkes Kriechverhalten aufweist, durch das die Schraubenverbindung ihre Vorspannkraft verlieren kann - sogenanntes Setzen.  If it is intended during assembly that such FKV components are mounted by a screw connection, measures are necessary to ensure a permanently reliable screw connection. The reason for this is that the fiber-plastic composite has a strong creep behavior, through which the screw connection can lose its biasing force - so-called setting.
Damit das genannte Kriechverhalten des Faser-Kunststoff- In order that said creep behavior of the fiber-plastic
Verbundes zu keinem Lösen oder Lockern der Schraubenverbindung führt, werden im Stand der Technik beispielsweise Metallbuchsen zur Durchführung der entsprechenden Schraube an für die Montage bestimmten Stellen in das FKV-Bautei! eingeklebt. Composite results in no loosening or loosening the screw connection, in the prior art, for example, metal bushings for carrying out the corresponding screw to specific locations for mounting in the FKV-Bautei! glued.
Das Prinzip einer solchen eingeklebten Metallbuchse ist, dass die The principle of such a glued metal bush is that the
Vorspannkraft der Schraubenverbindung auf die Metallbuchse wirkt und die Kraftübertragung auf das FKV-Bauteil durch den die Buchse befestigenden Klebstoff übernommen wird. Preload force of the screw connection acts on the metal bushing and the power transmission to the FKV component is taken over by the adhesive fixing the socket.
Das Verwenden und Verkleben der erläuterten Metallbuchsen führt allerdings zu einem ungewünschten Zusatzgewicht des FKV- Bauteils und zur Erhöhung notwendiger Herstellungs- oder Montageschritte. Beispielsweise muss vor dem Verkleben der Metallbuchse die Oberfläche des FKV-Bauteils gereinigt werden, anschließend der Klebstoff aufgetragen und bis zu seiner Aushärtung abgewartet werden.  However, the use and bonding of the illustrated metal bushings leads to an undesired additional weight of the FKV component and to increase necessary manufacturing or assembly steps. For example, before gluing the metal bushing, the surface of the FRP component must be cleaned, then the adhesive applied and allowed to wait until it has hardened.
Darüber hinaus können bei einer fehlerhaften Klebstoffverbindung In addition, with a faulty adhesive connection
Steifigkeitsverluste auftreten, die zu Stabilitätsproblemen führen. Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung aus festgeklemmten Bauteilen, von denen zumindest eines ein FKV-Bauteil ist, zu schaffen, die eine sichere Klemmverbindung gewährleistet. Stiffness losses occur, which lead to stability problems. Against this background, it is an object of the present invention to provide an arrangement of clamped components, of which at least one is a FKV component, which ensures a secure clamping connection.
Diese Aufgabe wird mit einer erfindungsgemäßen Anordnung gemäß Anspruch 1 und einem Verfahren nach Anspruch 10 gelöst.  This object is achieved with an inventive arrangement according to claim 1 and a method according to claim 10.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.  Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst die Anordnung ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil, wobei zumindest das erste oder zweite Bauteil ein Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteil ist, und  According to one aspect of the invention, the arrangement comprises a first component and a second component, wherein at least the first or second component is a fiber-plastic composite component, and
ein Befestigungsmittel, das eine die Bauteile aneinander anpressende Anpresskraft derart erzeugt, dass die Bauteile klemmend (kraftschlüssig) aneinander befestigt sind.  a fastening means which generates a pressing force which presses the components against one another in such a way that the components are fastened to one another by clamping (force-locking).
Zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil ist in einem Anpressbereich, in dem das erste Bauteil und das zweite Bauteil durch die Anpresskraft aneinander angepresst werden, ein reibwerterhöhendes Mittel angeordnet, das gegenüber einem Fall, in dem das Mittel in dem Anpressbereich nicht angeordnet ist, eine sich für die Anpresskraft er- gebende Haftreibung erhöht.  Between the first and the second component, a friction-increasing means is arranged in a contact pressure area, in which the first component and the second component are pressed against one another by the pressing force, which is opposite to a case in which the means is not arranged in the contact area Stiction increases for the contact force.
Anders ausgedrückt wird der (Haft-)Reibungskoeffizient, der sich für die Materialpaarung der Materialien des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils ergibt, durch das Vorsehen bzw. Anordnen des reib- werterhöhenden Mittels derart erhöht, dass sich die für die Anpresskraft ergebende Haftreibung erhöht.  In other words, by providing the friction increasing means, the (adhesion) friction coefficient which results for the material pairing of the materials of the first component and the second component is increased such that the static friction resulting for the contact force increases.
Die Anpresskraft wird in Abhängigkeit von der bestimmungsgemäßen Belastung der Anordnung bzw. in Abhängigkeit von den bestimmungsgemäß wirkenden Scher- und Schubkräften dimensioniert. Durch das erfindungsgemäße Anordnen des reibwerterhöhenden Mittels ergeben sich vorteilhafterweise größere Freiheiten bei der Dimensionierung und Auslegung des Befestigungsmittels und/oder der Anpresskraft. Beispielsweise kann für einen bestimmten Anwendungsfall das Befestigungsmittel und/oder die durch das Befestigungsmittel erzeugte Anpresskraft bzw. Vorspannung kleiner bzw. geringer dimensioniert werden, weil durch das reibwerterhöhende Mittel die Haftreibung erhöht ist. Dies erhöht beispielsweise das Leichtbaupotential . Andererseits kann beispielsweise bei einem vorgegebenen Befestigungsmittel und/oder Anpresskraft eine erhöhte Haftreibung erzielt werden . The contact pressure is dimensioned as a function of the intended load on the arrangement or as a function of the intended shear and shear forces. By arranging the coefficient of friction according to the invention advantageously greater liberties in the dimensioning and design of the fastener and / or the contact pressure arise. For example, for a particular application, the fastening means and / or the contact pressure or preload generated by the fastening means can be dimensioned smaller or smaller, because the static friction is increased by the friction-increasing means. This increases, for example, the lightweight construction potential. On the other hand, for example, increased static friction can be achieved with a given fastening means and / or contact pressure.
Insgesamt kann durch die erfindungsgemäße Anordnung insbesondere durch das Anordnen des reibwerterhöhenden Mittels selbst bei einem Kriechverhalten des Faser-Kunststoffverbund-Bauteils und einem damit einhergehenden Setzen der klemmenden Befestigung beider Bau- teile ein Lösen des Befestigungsmittels verhindert werden .  Overall, a loosening of the fastening means can be prevented by the arrangement according to the invention in particular by arranging the Reibwerterhöhenden agent even with a creep behavior of the fiber-plastic composite component and a concomitant setting the clamping attachment of both components.
Außerdem kann die Montage des FKV-Bauteils in wenigen, gut kontrollierbaren Schritten einfach durchgeführt werden.  In addition, the assembly of the FKV component in a few, easily controllable steps can be easily performed.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung handelt es sich insbesondere um eine in/an einem Kraftfahrzeug oder an einem Kraftrad ange- ordnete Anordnung zweier entsprechender Bauteile.  The arrangement according to the invention is, in particular, an arrangement of two corresponding components arranged in / on a motor vehicle or on a motorcycle.
Die erfindungsgemäße Anordnung kommt insbesondere bei Kraftfahrzeugen bei der Befestigung eines CFK-Schubfeldes an einem Aluminiumachsträger zum Einsatz.  The arrangement according to the invention is used in particular for motor vehicles in the attachment of a CFRP thrust field to an aluminum axle carrier.
Das Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteil ist insbesondere dadurch ausgebildet, dass eine Verstärkungsfaser in eine Kunststoffmatrix eingebettet ist. Der die Matrix des FKV-Bauteils bildende Kunststoff- Matrixwerkstoff kann beispielsweise ein Duroplast oder auch ein Thermoplast sein. In Abhängigkeit von der bestimmungsgemäßen Verwendung des FKV-Bauteils können verschiedene Arten von Verstärkungsfasern zum Einsatz kommen, beispielsweise anorganische Verstärkungsfasern (Basalt-, Bor-, Glas-, Keramik- und Kieselsäurefasern), metallische Ver- Stärkungsfasern (Stahl-, Aluminium-, Kupfer-, allgemein Metall- und Metalllegierungsfasern), organische Verstärkungsfasern (Aramid-, Kohlenstoff-, Polyester-, Nylon-, Polyethylen- und Plexiglasfasern) und Naturfasern (Holz- und Flachsfasern). The fiber-plastic composite component is in particular formed in that a reinforcing fiber is embedded in a plastic matrix. The plastic matrix material forming the matrix of the FRP component can be, for example, a duroplastic or even a thermoplastic. Depending on the intended use of the FKV component, various types of reinforcing fibers may be used, for example inorganic reinforcing fibers (basalt, boron, glass, ceramic and silica fibers), metallic reinforcing fibers (steel, aluminum, copper -, generally metal and metal alloy fibers), organic reinforcing fibers (aramid, carbon, polyester, nylon, polyethylene and Plexiglas fibers) and natural fibers (wood and flax fibers).
In dem FKV-Bauteil können die eingebetteten Verstärkungsfasern in verschiedenen Längen vorliegen, wodurch unterschiedliche Steifig- keits- und Festigkeitseigenschaften erzielt werden können. Bei Verwendung von Endlosfasern, d.h. Verstärkungsfasern, die vollständig durch das FKV-Bauteil hindurchlaufen, werden die höchsten Steifigkeits- bzw. Festigkeitswerte erreicht.  In the FRP member, the buried reinforcing fibers may be in different lengths, whereby different stiffness and strength properties can be achieved. When using continuous fibers, i. Reinforcing fibers that pass completely through the FRP component achieve the highest stiffness values.
Die vorgenannten Verstärkungsfasern können innerhalb des Bauteils verschiedene Strukturen aufweisen. Die Endlosfasern können beispielsweise zu Geweben verwebt oder in Form von Gelegen, bei denen die Endlosfasern parallel angeordnet sind, vorliegen. Andere Arten von Verstärkungsfaserstrukturen sind beispielsweise Gestricke, Geflechte, Matten und Vliese.  The aforementioned reinforcing fibers may have different structures within the component. For example, the continuous fibers may be woven into fabrics or may be in the form of fabrics in which the continuous fibers are arranged in parallel. Other types of reinforcing fiber structures include knits, braids, mats and nonwovens.
Das FKV-Bauteil ist besonders bevorzugt ein Kohlenstoffffaser- Verbund-Bauteil (CFK-Bauteil).  The FKV component is particularly preferably a carbon fiber composite component (CFRP component).
Das reibwerterhöhende Mittel ist insbesondere so ausgestaltet, dass es den sich für eine Materialpaarung (beispielsweise Aluminium und Faserkunststoffverbund, oder Faserkunststoffverbund/Faserkunststoffverbund) um das 5- bis 6-fache erhöht.  The friction-increasing means is in particular designed such that it increases for a material pairing (for example aluminum and fiber-reinforced plastic composite, or fiber-plastic composite / fiber-reinforced plastic composite) by 5 to 6 times.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das reibwerterhöhende Mittel eine Beschichtung, die auf eines der Bauteile aufgebracht ist. Eine solche Beschichtung wird in ganz bevorzugter Art und Weise durch eine Plasmabeschichtung erzeugt. In a preferred embodiment, the friction-increasing means is a coating which is applied to one of the components. A such coating is most preferably produced by a plasma coating.
Alternativ kann es sich bei dem reibwerterhöhenden Mittel um eine aufgeraute Scheibe oder ein von einem Materialbogen abgetrenntes Stück mit aufgerauter Oberfläche handeln. Auf der Scheibe oder dem Bogen sind insbesondere Hartpartikel befestigt, die für die Erhöhung des Reibungskoeffizienten sorgen.  Alternatively, the friction increasing means may be a roughened disk or a roughened surface piece separated from a sheet of material. In particular hard particles are attached to the disk or the sheet, which provide for the increase of the friction coefficient.
Bevorzugt enthält das reibwerterhöhende Mittel Hartpartikel, vorzugsweise Siliziumkarbid- und/oder Quarz- und/oder Korund- (AI203) und/oder Schmirgel- und/oder Bims- und/oder Granat- und/oder Diamantpartikel (Naturdiamant und/oder synthetisch hergestellter Diamant.  The friction-increasing agent preferably contains hard particles, preferably silicon carbide and / or quartz and / or corundum (Al 2 O 3) and / or emery and / or pumice and / or garnet and / or diamond particles (natural diamond and / or synthetically produced diamond ,
Bevorzugt sind die Hartpartikel durch ein Haftmittel auf das erste und/oder zweite Bauteil aufgebracht. Bei dem Haftmittel handelt es sich beispielsweise um eine Paste und/oder einen Klebstoff und/oder einen Kunstharz. Beispielsweise ist das Haftmittel ein Ni-Haftmittel.  Preferably, the hard particles are applied by an adhesive to the first and / or second component. The adhesive is, for example, a paste and / or an adhesive and / or a synthetic resin. For example, the adhesive is a Ni adhesive.
Bevorzugt weist das Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteil auf einer dem anderen Bauteil zugewandten und/oder einer dem anderen Bauteil abgewandten Oberfläche eine Korrosionsschutzschicht, beispielsweise eine Glasfaserschicht, auf.  The fiber-plastic composite component preferably has a corrosion protection layer, for example a glass fiber layer, on a surface facing the other component and / or a surface facing away from the other component.
Die Anordnung der Korrosionsschutzschicht ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Befestigungselement oder eines der Bauteile aus einem Metall gefertigt ist. Wenn das Befestigungselement aus einem Metall gefertigt ist und es sich bei einem der Bauteile um ein Metallbau- teil handelt, ist es bevorzugt, dass das Faser-Kunststoff-Verbund- Bauteil auf der dem anderen Bauteil zugewandten und abgewandten Oberfläche eine Korrosionsschutzschicht in Form von beispielsweise einer Glasfaserschicht aufweist. Das reibwerterhöhende Mittel ist in die- sem Fall auf der dem anderen Bauteil zugewandten Oberfläche auf der Korrosionsschutzschicht angeordnet. The arrangement of the corrosion protection layer is particularly advantageous when the fastener or one of the components is made of a metal. If the fastening element is made of a metal and one of the components is a metal component, it is preferred for the fiber-plastic composite component to have a corrosion protection layer in the form of, for example, the surface facing and facing away from the other component a glass fiber layer. The friction-increasing means is included in sem case on the other component facing surface on the corrosion protection layer.
Anders ausgedrückt bildet der Bereich, an dem die Korrosionsschutzschicht auf der dem anderen Bauteil zugewandten Oberfläche an- geordnet ist, den Anpressbereich.  In other words, the area where the corrosion protection layer is arranged on the surface facing the other component forms the contact pressure area.
Wenn das erste und das zweite Bauteil ein Faser-Kunststoff- Verbund-Bauteil ist und das Befestigungsmittel aus einem Metall gebildet ist, ist bevorzugt jeweils eine Korrosionsschutzschicht auf den dem jeweils anderen Bauteil abgewandten Oberflächen der Faser- Kunststoff - Verbund-Bauteile angeordnet. Auf diesen Korrosionsschutzschichten, die auf den jeweils dem anderen Bauteil abgewandten Oberflächen angeordnet sind, liegt das aus einem Metall gebildete Befestigungsmittel zur Erzeugung der klemmenden Verbindung bzw. der Anpresskraft an.  If the first and the second component is a fiber-plastic composite component and the fastening means is formed from a metal, a respective corrosion protection layer is preferably arranged on the surfaces of the fiber-plastic composite components facing away from the respective other component. On these corrosion protection layers, which are arranged on the respectively the other component remote from surfaces, is formed from a metal fastening means for generating the clamping connection or the contact pressure.
Besonders bevorzugt ist das erste und das zweite Bauteil ein Fa- ser-Kunststoff-Verbund-Bauteil, und weisen das erste und das zweite Bauteil auf der dem anderen Bauteil zugewandten und der dem anderen Bauteil abgewandten Oberfläche eine Korrosionsschutzschicht, beispielsweise eine Glasfaserschicht, auf.  The first and the second component are particularly preferably a fiber-plastic composite component, and the first and the second component have a corrosion protection layer, for example a glass fiber layer, on the surface facing the other component and facing away from the other component.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist das Befestigungsmittel bevorzugt aus einem Metall gebildet und liegt auf der Korrosionsschutzschicht an dem/den Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteil(en) an.  In the arrangement according to the invention, the fastening means is preferably formed from a metal and is applied to the corrosion protection layer on the / the fiber-plastic composite component (s).
Durch die erläuterten Korrosionsschutzschichten wird insbesondere in dem Fall, dass das FKV-Bauteil ein Kohlenstofffaser- Kunststoff- Verbund-Bauteil (CFK-Bauteil) ist, eine Korrosion eines aus einem Metall gebildeten Befestigungsmittels und/oder eines aus einem Metall gebildeten Bauteils verhindert, weil ein Inkontakttreten der Kohlenstofffasern und des Metalls mit einem Elektrolyten, wie beispielsweise salziges Wasser, unterbunden wird. Bei dem im Vorhergehenden genannten und erläuterten Befestigungselement kann es sich beispielsweise um eine Schraube handeln, die nach Durchführen durch das erste und zweite Bauelement auf der einem Schraubenkopf abgewandten Seite mit einer Mutter versehen, in eine verlängerte Gewindeaufnahme zur Ermöglichung längerer Schrauben oder in eine Einnietmutter geschraubt wird. The illustrated corrosion protection layers, in particular in the case that the FKV component is a carbon fiber plastic composite component (CFRP component), prevents corrosion of a fastener formed from a metal and / or a component formed from a metal because contacting the carbon fibers and the metal with an electrolyte such as salty water is inhibited. The above-mentioned and explained fastener may be, for example, a screw, which provided after passing through the first and second component on the side facing away from a screw head with a nut screwed into an extended threaded receptacle to allow longer screws or in a rivet nut becomes.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil, wobei zumindest das erste oder zweite Bauteil ein Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteil ist. Das Verfahren weist insbesondere folgende Schritte auf:  A further aspect of the invention relates to a method for fastening a first component to a second component, wherein at least the first or second component is a fiber-plastic composite component. The method has the following steps in particular:
einen Vorbereitungsschritt, in dem ein reibwerterhöhendes Mittel auf das Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteil oder das andere Bauteil aufgebracht wird, und  a preparation step in which a Reibwerterhöhendes agent is applied to the fiber-plastic composite component or the other component, and
einen Befestigungsschritt, in dem die Bauteile derart klemmend (kraftschlüssig) verbunden werden, dass zwischen dem Faser- Kunststoff-Verbund-Bauteil und dem anderen Bauteil in einem Anpressbereich, in dem das erste Bauteil und das zweite Bauteil aneinander an- gepresst werden, das reibwerterhöhende Mittel angeordnet ist, wobei das reibwerterhöhende Mittel derart wirkt, dass sich eine für die klem- mend verbundenen Bauteile ergebende Haftreibung gegenüber einem Fall, in dem das Mittel in dem Anpressbereich nicht angeordnet ist, erhöht.  a fastening step in which the components are so clamped (positively) connected that between the fiber-plastic composite component and the other component in a contact pressure, in which the first component and the second component are pressed against each other, the reibwerterhöhende Means is arranged, wherein the coefficient of friction increasing means acts such that increases a resulting friction for the clamping-connected components compared to a case in which the means is not arranged in the contact pressure area.
Die Erläuterungen bezüglich des ersten und zweiten Bauteils, des Befestigungsmittels sowie des reibwerterhöhenden Mittels gelten für das erfindungsgemäße Verfahren gleichermaßen.  The explanations regarding the first and second component, the fastening means and the coefficient of friction increasing apply equally to the inventive method.
Bevorzugt wird in dem Vorbereitungsschritt das reibwerterhöhende Mittel durch eine Plasmabeschichtung auf das erste oder das zweite Bauteil aufgebracht. Hierbei werden beispielsweise die genannten Hartpartikel, insbesondere Siliziumcarbid-partikel, in eine Prozesskammer einer Plasmabeschichtungsvorrichtung in einen Plasmastrahl injiziert und treffen so auf das zu beschichtende Bauteil auf. Preferably, in the preparation step, the coefficient of friction-increasing agent is applied by a plasma coating on the first or the second component. Here, for example, the hard particles mentioned, in particular silicon carbide particles, in a process chamber a plasma coating device injected into a plasma jet and thus impinge on the component to be coated.
Im Folgenden werden bevorzugte Varianten einer erfindungsgemäßen Anordnung aus einem ersten und zweiten Bauteil sowie ein ent- sprechendes Befestigungsverfahren zur Befestigung des ersten oder zweiten Bauteils an dem jeweiligen anderen Bauteil unter Bezug auf die beigefügten Figuren erläutert.  In the following, preferred variants of an inventive arrangement of a first and second component and a corresponding fastening method for fastening the first or second component to the respective other component will be explained with reference to the accompanying figures.
Fig. 1 zeigt eine erste Variante einer erfindungsgemäßen Anordnung, wobei ein zur klemmenden Befestigung beider Bauteile vorgesehenes Befestigungsmittel aus einer mit einer Mutter versehenen Schraube gebildet ist; FIG. 1 shows a first variant of an arrangement according to the invention, wherein a fastening means provided for clamping fastening of both components is formed from a screw provided with a nut; FIG.
Fig. 2 zeigt eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Anordnung, die mit der in Fig. 1 gezeigten Anordnung bis auf den Un- terschied, dass beide Bauteile durch ein Faser-Kunststoff-Verbund- Bauteil realisiert sind, identisch ist; und  FIG. 2 shows a further variant of an arrangement according to the invention which, with the arrangement shown in FIG. 1, is identical except for the difference that both components are realized by a fiber-plastic composite component; and
Fig. 3 zeigt eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Anordnung, wobei in dieser Variante als Befestigungsmittel eine gegenüber Fig. 1 und 2 verlängerte Schraube eingesetzt wird, die in eine Ge- windeaufnahme eingeschraubt ist.  FIG. 3 shows a further variant of the arrangement according to the invention, wherein in this variant, a screw which is elongated with respect to FIGS. 1 and 2 and which is screwed into a threaded receptacle is used as fastening means.
Fig. 1 zeigt eine erste Variante einer erfindungsgemäßen Anord¬ nung 100. Fig. 1 shows a first variant of an inventive Anord ¬ voltage 100th
Die erfindungsgemäße Anordnung 100 weist ein erstes Bauteil 110 und ein zweites Bauteil 120 auf, die über ein Befestigungselement 130 klemmend (kraftschlüssig) aneinander befestigt sind.  The arrangement 100 according to the invention has a first component 110 and a second component 120, which are fastened to one another in a clamping manner (force-fit) via a fastening element 130.
Bei den Bauteilen 110, 120 handelt es sich bevorzugt um Bauteile eines Kraftfahrzeuges oder Kraftrades. Beispielsweise sind das erste Bauteil 110 und das zweite Bauteil 120 Schalenelemente in einem Bodenbereich eines Kraftfahrzeuges. The components 110, 120 are preferably components of a motor vehicle or motorcycle. For example, the first one Component 110 and the second component 120 shell elements in a floor area of a motor vehicle.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung 100 handelt es sich insbesondere auch um eine solche, die bei bestimmungsgemäßer Belastung auf Scherung beansprucht wird. D.h., dass auf die erfindungsgemäße Anordnung 100 Scherkräfte, d.h. Kräfte parallel zu den Oberflächen der Bauteile 110, 120, wirken.  The arrangement 100 according to the invention is in particular also one which is subjected to shear under normal load. That is, the inventive arrangement 100 has shear forces, i. Forces parallel to the surfaces of the components 110, 120, act.
Das erste Bauteil 110 ist in dieser ersten Variante der erfindungsgemäßen Anordnung 100 ein Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteil (im Folgenden FKV-Bauteil). In Abhängigkeit von der bestimmungsgemäßen Belastung der erfindungsgemäßen Anordnung 100 können bei dem FKV- Bauteil 110 verschiedenartige Verstärkungsfasern nach Art und Form, beispielsweise Kohlenstofffasern in Form von Matten und Geweben, zum Einsatz kommen. Die Verstärkungsfasern des FKV-Bauteils 110 sind in einen Matrixwerkstoff, bei dem es sich beispielsweise um einen Duroplast oder Thermoplast handeln kann, eingebettet.  The first component 110 is in this first variant of the arrangement 100 according to the invention a fiber-plastic composite component (hereinafter FKV component). Depending on the intended load of the arrangement 100 according to the invention, various types of reinforcing fibers of the type and form, for example carbon fibers in the form of mats and fabrics, can be used in the FRP component 110. The reinforcing fibers of the FRP component 110 are embedded in a matrix material, which may be, for example, a thermoset or thermoplastic.
Das FKV-Bauteil 110 ist bevorzugt insoweit ein CFK-Bauteil.  The FRP component 110 is preferably a CFRP component insofar.
Das FKV-Bauteil 110 trägt auf einer dem zweiten Bauteil 120 zugewandten Oberfläche und einer dem zweiten Bauteil 120 abgewandten Oberfläche jeweils eine Korrosionsschutzschicht II I, die beispielsweise aus einer Glasfaserschicht ausgebildet sein kann.  The FKV component 110 bears on a surface facing the second component 120 and a surface facing away from the second component 120 in each case a corrosion protection layer II I, which may for example be formed from a glass fiber layer.
Das zweite Bauteil 120 ist in dieser ersten Variante der erfindungsgemäßen Anordnung 100 ein Aluminiumbauteil.  The second component 120 is an aluminum component in this first variant of the arrangement 100 according to the invention.
Das Befestigungsmittel 130 ist bevorzugt, wie dargestellt, aus ei- ner Schraube, die durch einen jeweiligen Durchgang in dem ersten Bauteil 110 und dem zweiten Bauteil 120 geführt ist, ausgebildet.  The fastening means 130 is preferably formed, as shown, from a screw which is guided through a respective passage in the first component 110 and the second component 120.
Die Schraube 130 liegt über eine Unterlegscheibe 131 an dem FKV-Bauteil 110 mit ihrem Schraubenkopf 132 an. Die Unterlegscheibe 131 ist bevorzugt zur Definition einer beschränkten Flächenpressung vorgesehen. The screw 130 rests on the FKV component 110 with its screw head 132 via a washer 131. The washer 131 is preferably provided for defining a limited surface pressure.
Die Schraube 130 ist auf einer dem Schraubenkopf 132 abgewandten Seite, d.h. auf der Seite des zweiten Bauteils 120 mit einer Mutter 140 versehen. Die Mutter 140 liegt über eine weitere Unterlegscheibe 141 an dem zweiten Bauteil 120 an.  The screw 130 is on a side facing away from the screw head 132, i. provided on the side of the second component 120 with a nut 140. The nut 140 abuts on the second component 120 via a further washer 141.
Allgemein kann die Anordnung auch so ausgebildet sein, dass die Anordnung des Schraubenkopfes 132 und der Mutter 140 vertauscht sind, d.h. dass der Schraubenkopf 132 über die entsprechende Unter- legscheibe 131 an dem zweiten Bauteil 120 und die Mutter 140 wiederum über die entsprechende Unterlegscheibe 141 an dem ersten Bauteil 110 anliegt.  In general, the arrangement may also be such that the arrangement of the screw head 132 and the nut 140 are reversed, i. the screw head 132 abuts against the second component 120 via the corresponding washer 131 and the nut 140 in turn rests on the first component 110 via the corresponding washer 141.
Die Mutter 140 wird als Dichtungsmaßnahme über einen Klebstoff 142 an der Schraube 130 befestigt, damit keine Feuchtigkeit in die Durchgänge in den Bauteilen eintreten kann. Der Klebstoff wirkt auch als Schraubensicherungsmaßnahme.  The nut 140 is attached as a sealing measure via an adhesive 142 to the screw 130 so that moisture can not enter the passages in the components. The adhesive also acts as a threadlocking measure.
Bei dem Klebstoff kann es sich um einen mikroverkapselten Klebstoff handeln.  The adhesive may be a microencapsulated adhesive.
Erfindungsgemäß ist zwischen dem ersten Bauteil 110 und dem zweiten Bauteil 120 ein reibwerterhöhendes Mittel 150 angeordnet. Das reibwerterhöhende Mittel 150 hat eine solche Wirkung, dass für die Materialpaarung Faserkunststoffverbund/Aluminium sich ein (Haft- Reibungskoeffizient ergibt, der gegenüber dem Fall, dass das reibwerterhöhende Mittel 150 nicht vorhanden ist, erhöht ist. Das bedeutet, dass durch das reibwerterhöhende Mittel 150 die Haftreibung bzw. Haftkraft, die den angreifenden Scherkräften entgegenwirkt, und sich aus der Vorspannkraft bzw. der Anpresskraft der Schraube 130 und dem Reibungskoeffizienten ergibt, größer ist als ohne Vorsehen des reib- werterhöhenden Mittels 150. Bei dem reibwerterhöhenden Mittel 150 kann es sich beispielsweise um Hartpartikel handeln, die über eine Paste oder einen Kunstharz auf den Anpressbereich aufgetragen wurden. According to the invention, a friction-increasing means 150 is arranged between the first component 110 and the second component 120. The coefficient of friction-increasing means 150 has such an effect that, for the material combination of fiber-plastic composite / aluminum, this results in an adhesion friction coefficient which is higher than in the case where the coefficient of friction-increasing means 150 is absent the stiction or adhesive force which counteracts the acting shear forces, and which results from the pretensioning force or the contact pressure of the screw 130 and the friction coefficient, is greater than without providing the friction-increasing means 150. The friction-increasing agent 150 may be, for example, hard particles which have been applied to the contact area via a paste or a synthetic resin.
Ganz besonders bevorzugt kann es sich bei dem reibwerterhöhen- den Mittel 150 um eine über eine Plasmabeschichtung erzeugte Oberflä- chenbeschichtung entweder des ersten Bauteils 110 oder des zweiten Bauteils 120 handeln.  Most preferably, the coefficient of friction increasing agent 150 may be a surface coating of either the first component 110 or the second component 120 produced via a plasma coating.
Weiterhin bevorzugt kann es sich bei dem reibwerterhöhenden Mittel 150 um eine aufgeraute Scheibe bzw. ein Stück aufgerauten Bo- gens handeln. Bevorzugte Materialien für die Hartpartikel sind beispielsweise Siliziumcarbid-Hartpartikel oder Diamantpartikel.  Furthermore, the coefficient of friction-increasing means 150 can preferably be a roughened disk or a piece of roughened sheet. Preferred materials for the hard particles are, for example, silicon carbide hard particles or diamond particles.
Aufgrund der erhöhten Haftreibung ergibt sich erfindungsgemäß die Möglichkeit, entweder Bauteile durch kleinere Befestigungsmittel bzw. Schrauben 130 zu befestigen, weil bereits mit einer niedrigeren Vorspannkraft bzw. Anpresskraft eine höhere Haftreibung erzielt wird, oder für bestimmte Befestigungsmittel eine erhöhte Haftreibung zu erzielen.  Due to the increased static friction results according to the invention, the possibility of either fasten components by smaller fasteners or screws 130, because even with a lower biasing force or contact force higher static friction is achieved, or to achieve increased stiction for certain fasteners.
Unter Bezug auf Fig. 2 wird eine zweite Variante 200 der erfindungsgemäßen Anordnung erläutert. Elemente dieser Anordnung 200, die mit denen der ersten Variante identisch sind, tragen die identischen Bezugszeichen und werden nicht nochmals erläutert. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, besteht der Unterschied zu der Anordnung 100 aus Fig. 1 darin, dass das zweite Bauteil auch ein FKV-Bauteil 220 ist. Das zweite Bauteil 220 ist bevorzugt wie das erste Bauteil 110 auch ein Kohlen- stofffaser-Kunststoff-Verbund-Bauteil (CFK-Bauteil).  With reference to FIG. 2, a second variant 200 of the arrangement according to the invention is explained. Elements of this arrangement 200, which are identical to those of the first variant, carry the identical reference numerals and will not be explained again. As can be seen from FIG. 2, the difference to the arrangement 100 from FIG. 1 is that the second component is also a FKV component 220. Like the first component 110, the second component 220 is preferably also a carbon-fiber-plastic composite component (CFRP component).
Das zweite Bauteil 220 trägt, wie auch das erste Bauteil 110, eine Korrosionsschutzschicht 221 sowohl auf einer dem ersten Bauteil 110 zugewandten Oberfläche als auch auf einer dem ersten Bauteil abge- wandten Oberfläche. Die Korrosionsschutzschicht 221 ist bevorzugt eine Glasfaserschicht. The second component 220, like the first component 110, carries a corrosion protection layer 221 both on a surface facing the first component 110 and on a surface of the first component 110. turned surface. The corrosion protection layer 221 is preferably a glass fiber layer.
Fig. 3 zeigt eine dritte Variante 300 der erfindungsgemäßen Anordnung, wobei diese Anordnung 300 mit der aus Fig. 1 bis auf den Un- terschied identisch ist, dass die in Fig. 1 gezeigte Unterlegscheibe 141 und die Mutter 140 durch eine Gewindeaufnahme 340 ersetzt sind und die Schraube 330 länger ist.  3 shows a third variant 300 of the arrangement according to the invention, this arrangement 300 being identical to that of FIG. 1 except for the difference that the washer 141 shown in FIG. 1 and the nut 140 are replaced by a threaded receptacle 340 and the screw 330 is longer.
Durch die Gewindeaufnahme 340 kann die Schraubenlänge frei an die Anordnung bzw. die Bauteile 110, 120 angepasst werden. D.h., dass für die Befestigung der Bauteile 110, 120 eine längere Schraube 330 verwendet werden kann, was dazu führt, dass das Setzverhalten der Schraubenverbindung weiter vermindert wird. Die Gewindeaufnahme 340 wird bevorzugt an Punkten 341 an dem Aluminiumbauteil bzw. allgemein an dem Metallbauteil 120 durch eine stoffschlüssige Verbindung, wie beispielsweise eine Schweißverbindung, befestigt.  By the threaded receptacle 340, the screw length can be freely adapted to the arrangement or the components 110, 120. That is, a longer screw 330 can be used for the attachment of the components 110, 120, resulting in that the setting behavior of the screw connection is further reduced. The threaded receptacle 340 is preferably fastened at points 341 on the aluminum component or, in general, on the metal component 120 by a material-locking connection, such as a welded connection.
Alternativ zu der Gewindeaufnahme 340 kann auch eine an dem zweiten Bauteil 120 befestigte Einnietmutter (nicht dargestellt) verwendet werden.  As an alternative to the threaded receptacle 340, it is also possible to use a riveting nut (not shown) fastened to the second component 120.
Zur Sicherung und Abdichtung der Schraubenverbindung kann wiederum ein mikroverkapselter Klebstoff 342 zwischen dem Gewinde der Gewindeaufnahme 340 und dem Schraubengewinde der Schraube 330 vorgesehen werden.  To secure and seal the screw connection, in turn, a microencapsulated adhesive 342 can be provided between the thread of the threaded receptacle 340 and the screw thread of the screw 330.
Alternativ kann die Gewindeaufnahme 340 so ausgestaltet sein, dass sie ein Sackloch ausbildet, in dem das Gewinde für die Schraube 330 vorgesehen ist.  Alternatively, the threaded receptacle 340 may be configured to form a blind hole in which the thread for the screw 330 is provided.
Insbesondere die Anwendung des reibwerterhöhenden Mittels 150 führt dazu, dass sich für die Materialpaarung des ersten und zweiten Bauteils ein erhöhter (Haft-)Reibungskoeffizient ergibt. Darüber hinaus führt insbesondere die Gewindeaufnahme der dritten Variante der erfin- dungsgemäßen Anordnung zu einer längeren Schraube, die eine größere Elastizität aufweist, und damit folglich zu einer Verminderung des Setzverhaltens der Schraubenverbindung. In particular, the application of the coefficient of friction increasing means 150 results in an increased (adhesion) friction coefficient for the material pairing of the first and second component. In addition, in particular the threaded receptacle of the third variant of the invention leads arrangement according to the invention to a longer screw having a greater elasticity, and thus consequently to a reduction of the setting behavior of the screw connection.
Insbesondere das reibwerterhöhende Mittel 150 als auch eine Kombination mit der Gewindeaufnahme 340 führt dazu, dass ein Lösen der Schraubenverbindung verhindert wird.  In particular, the coefficient of friction increasing means 150 as well as a combination with the threaded receptacle 340 results in that a loosening of the screw connection is prevented.
Die erfindungsgemäße Anordnung wird insbesondere bei Kraftfahrzeugen bei der Verbindung eines CFK-Schubfeldes und eines Aluminiumachsträgers eingesetzt.  The arrangement according to the invention is used in particular for motor vehicles in the connection of a CFRP thrust field and an aluminum roof carrier.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Befestigung des ersten Bauteils an dem zweiten Bauteil.  The invention likewise relates to a method for fastening the first component to the second component.
Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet insbesondere einen Vorbereitungsschritt, in dem das reibwerterhöhende Mittel 150 auf das erste und/oder das zweite Bauteil aufgebracht wird und einen sich hie- ran anschließenden Befestigungsschritt, in dem die Bauteile klemmend aneinander befestigt werden, und zwar durch die im Vorhergehenden erläuterten Befestigungsmittel.  In particular, the method according to the invention includes a preparatory step in which the friction-increasing means 150 is applied to the first and / or the second component and a subsequent fastening step in which the components are clamped to each other, by the previously explained fasteners.
Wenn das Befestigungsmittel in Form der erläuterten Schrauben ausgebildet ist, wird vor oder nach dem Vorbereitungsschritt der ent- sprechende Durchgang in dem ersten und zweiten Bauteil ausgebildet.  If the fastening means is designed in the form of the illustrated screws, the corresponding passage in the first and second component is formed before or after the preparation step.
In einer ganz bevorzugten Ausführungsform wird das reibwerterhöhende Mittel 150 auf den Bauteilen durch eine Plasmabeschichtung erzeugt.  In a very preferred embodiment, the coefficient of friction increasing means 150 is generated on the components by a plasma coating.

Claims

Patentansprüche claims
1. Anordnung (100), welche aufweist: An assembly (100), comprising:
ein erstes Bauteil (110) und ein zweites Bauteil ( 120), wobei zumindest das erste oder zweite Bauteil (110, 120) ein Faser-Kunststoff- Verbund-Bauteil ist; und  a first component (110) and a second component (120), wherein at least the first or second component (110, 120) is a fiber-plastic composite component; and
ein Befestigungsmittel (130), das eine die Bauteile aneinander anpressende Anpresskraft derart erzeugt, dass die Bauteile (110, 120) klemmend aneinander befestigt sind; wobei  a fastening means (130) which generates a pressing force pressing the components against one another in such a way that the components (110, 120) are clamped to one another; in which
zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil (110, 120) in einem Anpressbereich, in dem das erste Bauteil und das zweite Bauteil durch die Anpresskraft aneinander angepresst werden, ein reibwerter- höhendes Mittel (150) angeordnet ist, das gegenüber einem Fall, in dem das Mittel (150) in dem Anpressbereich nicht angeordnet ist, eine sich für die Anpresskraft ergebende Haftreibung erhöht.  between the first and the second component (110, 120) in a pressing region, in which the first component and the second component are pressed against one another by the pressing force, a friction-increasing means (150) is arranged, which is opposite to a case in which the means (150) is not arranged in the contact pressure area, a stiction resulting for the contact force increases.
2. Anordnung (100) gemäß Anspruch 1, wobei 2. Arrangement (100) according to claim 1, wherein
das reibwerterhöhende Mittel eine Beschichtung eines der Bauteile ( 110, 120) ist.  the friction increasing means is a coating of one of the components (110, 120).
3. Anordnung (100) gemäß Anspruch 2, wobei 3. Arrangement (100) according to claim 2, wherein
das reibwerterhöhende Mittel (150) Hartpartikel enthält.  the friction value increasing agent (150) contains hard particles.
4. Anordnung (100) gemäß Anspruch 3, wobei 4. Arrangement (100) according to claim 3, wherein
die Hartpartikel Siliziumkarbid- und/oder Quarz- und/oder Korund- (AI203) und/oder Schmirgel- und/oder Bims- und/oder Granat- und/oder Diamantpartikel sind.  the hard particles are silicon carbide and / or quartz and / or corundum (Al 2 O 3) and / or emery and / or pumice and / or garnet and / or diamond particles.
5. Anordnung (100) gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die Hartpartikel durch ein Haftmittel auf das erste und/oder zweite Bauteil (110, 120) aufgebracht sind. 5. Arrangement (100) according to claim 3 or 4, wherein the hard particles are applied by an adhesive to the first and / or second component (110, 120).
6. Anordnung (100) gemäß Anspruch 5, wobei 6. Arrangement (100) according to claim 5, wherein
das Haftmittel eine Paste oder ein Klebstoff ist.  the adhesive is a paste or an adhesive.
7. Anordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteil auf einer dem anderen Bauteil zugewandten und/oder einer dem anderen Bauteil abgewandten Ober- fläche eine Korrosionsschutzschicht (111), beispielsweise eine Glasfaserschicht, aufweist. 7. Arrangement (100) according to one of claims 1 to 6, wherein the fiber-plastic composite component facing on the other component and / or a surface facing away from the other component, a corrosion protection layer (111), for example a glass fiber layer, having.
8. Anordnung (100) gemäß Anspruch 7, wobei 8. Arrangement (100) according to claim 7, wherein
das erste und das zweite Bauteil ( 110, 120) ein Faser-Kunststoff - Verbund-Bauteil ist, und  the first and the second component (110, 120) is a fiber-plastic composite component, and
das erste und das zweite Bauteil (110, 120) auf der dem anderen Bauteil zugewandten und der dem anderen Bauteil abgewandten Oberfläche eine Korrosionsschutzschicht (111), beispielsweise eine Glasfaserschicht, aufweist.  the first and the second component (110, 120) have a corrosion protection layer (111), for example a glass fiber layer, on the surface facing the other component and facing away from the other component.
9. Anordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 7 und 8, wobei 9. Arrangement (100) according to any one of claims 7 and 8, wherein
das Befestigungsmittel (130) aus einem Metall gebildet ist und auf der Korrosionsschutzschicht (111) an dem/den Faser- Kunststoff-Verbund-Bauteil(en) anliegt.  the fastener (130) is formed of a metal and rests on the anticorrosion layer (111) on the fiber-plastic composite component (s).
10. Verfahren zur Befestigung eines ersten Bauteils (110) an einem zweiten Bauteil (120), wobei zumindest das erste oder zweite Bau- teil ein Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteil ist und das Verfahren folgende Schritte aufweist: 10. A method of attaching a first component (110) to a second component (120), wherein at least the first or second component Part is a fiber-plastic composite component and the method comprises the following steps:
einen Vorbereitungsschritt, in dem ein reibwerterhöhendes Mittel (150) auf das Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteil oder das andere Bauteil aufgebracht wird, und  a preparation step in which a coefficient of friction increasing means (150) is applied to the fiber-plastic composite component or the other component, and
einen Befestigungsschritt, in dem die Bauteile (110, 120) derart klemmend verbunden werden, dass zwischen dem Faser- Kunststoff- Verbund-Bauteil und dem anderen Bauteil in einem Anpressbereich, in dem das erste Bauteil (110) und das zweite Bauteil (120) aneinander angepresst werden, das reibwerterhöhende Mittel (150) angeordnet ist, wobei das reibwerterhöhende Mittel (150) derart wirkt, dass sich eine für die klemmend verbundenen Bauteile (110, 120) ergebende Haftreibung gegenüber einem Fall, in dem das Mittel (150) nicht in dem Anpressbereich angeordnet ist, erhöht.  a fastening step in which the components (110, 120) are connected in a clamping manner such that between the fiber-plastic composite component and the other component in a contact pressure area, in which the first component (110) and the second component (120) pressed against each other, the Reibwerterhöhende means (150) is arranged, wherein the Reibwerterhöhende means (150) acts such that for the clamped connected components (110, 120) resulting static friction against a case in which the means (150) not is arranged in the contact area, increased.
11. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei 11. The method according to claim 10, wherein
in dem Vorbereitungsschritt das reibwerterhöhende Mittel durch eine Plasmabeschichtung auf das erste oder das zweite Bauteil (110, 120) aufgebracht wird.  in the preparatory step, the friction increasing means is applied to the first or the second component (110, 120) by a plasma coating.
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