WO2013075707A1 - Vorrichtung zur krafteinleitung in ein bauteil aus faserverbundwerkstoff - Google Patents

Vorrichtung zur krafteinleitung in ein bauteil aus faserverbundwerkstoff Download PDF

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WO2013075707A1
WO2013075707A1 PCT/DE2012/100356 DE2012100356W WO2013075707A1 WO 2013075707 A1 WO2013075707 A1 WO 2013075707A1 DE 2012100356 W DE2012100356 W DE 2012100356W WO 2013075707 A1 WO2013075707 A1 WO 2013075707A1
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collar
passage
bushing
sliding
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PCT/DE2012/100356
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Werner Hufenbach
Martin Lepper
Jens Werner
Enrico Ladusch
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Leichtbau-Zentrum Sachsen Gmbh
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    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
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    • B60G7/008—Attaching arms to unsprung part of vehicle
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16B5/01—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening elements specially adapted for honeycomb panels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • B62D27/065—Connections between superstructure or understructure sub-units readily releasable using screwthread
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    • F16B43/00—Washers or equivalent devices; Other devices for supporting bolt-heads or nuts
    • F16B43/002—Washers or equivalent devices; Other devices for supporting bolt-heads or nuts with special provisions for reducing friction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a device for power line m a component made of fiber composite material by means of a screw ⁇ connection with a angeord ⁇ in a passage of the component ⁇ neten bolt-like connection element.
  • the device is used in structures that are to be selectively connected to components made of relatively soft material such as a plate made of fiber-reinforced plastic, wherein forces acting on the construction in the compo ⁇ le be transferred from fiber composite material.
  • the known compounds consist essentially of a ⁇ the synthetic resin member which is screwed to the component similar to a ringbolzenver ⁇ bond penetrating, usually metallic Anschlus ⁇ selement.
  • Such devices are used in ⁇ example in the field of automotive technology in the wheel ⁇ suspension or the wishbone connection to Faserverbundbautei ⁇ le.
  • the invention has for its object to further develop a device of the type mentioned, which eliminates the disadvantages of the prior art, in particular ensures an improved durability of the screw on the component made of fiber composite material.
  • the screw connection has a two-part socket enclosing the passage of the component and receiving the connection element, wherein the first and the second socket part
  • the sleeve in the axial extent interlocking ⁇ out forms and each female part a radially extending collar with a collar facing the component side on ⁇ has, on which a sliding surface is formed.
  • the bush parts are designed so that they enclose the passage of the art fabric component in the Montagezu ⁇ and form a passage for the connection element.
  • Inventive carried ⁇ proper threaded connection of the connecting element medium ⁇ bar via the bushing parts to the component.
  • the bushing parts have collar that abut in the assembled state with their collar sides facing the component respectively at the top and bottom of the component. Due to the structural design of the socket parts according to the invention, through which engages the first book part in the second socket part or vice versa, the two socket parts are in operative connection with each other.
  • the tilting or bending moment may wel ⁇ ches results from over the connecting element cantilevered derive ⁇ th transverse force, mainly flat over the spigot in the socket ⁇ parts on the top or bottom of the
  • Plastic component to be supported The product resulting from the force to initiate ⁇ the bending moment can be induced by a pressure force of the respective female part over a large area via the collar the collar in the upper or lower side of the component from Faserverbundmateri ⁇ al.
  • the collar sides of the collar collar facing the component can slide on the upper or lower side of the plastic component.
  • the bush parts perform a relative movement relative to the component, which are largely directed radially by means of the construction according to the invention.
  • Socket parts has a low roughness and is preferably ⁇ polished or polished. But it is also an oil film on the collar side conceivable.
  • the increased Gleitfä ⁇ ability of the collar sides of the collar collar allows a low-friction sliding between the collar sides of the collar and the surface of the component and facilitates the radially ge ⁇ directed relative movements of the interlocking Buchsent ⁇ parts relative to the component.
  • the relative movements which occur intensively in a loading Sonders of dynamic transverse forces resul ⁇ tierendem tilting or bending moment may be so degraded with ge ⁇ ringer stress on the component.
  • the transverse force acting on the connecting element is primarily introduced perpendicularly to the bearing surface of the passage and not at an angle over the edge regions of the passage into the component made of fiber composite material.
  • the friction and wear in the bearing stress of the passage is reduced and the delicate edges gangs largely protected by the ⁇ from damage.
  • the invention Vorrich ⁇ tung affect on components made from fiber composite material with vertically arranged in Wesentli ⁇ chen to the longitudinal axis of the passage Fa ⁇ server running.
  • Such a component withstands the stresses caused by the introduction of force over the bearing surface of the passage, since the introduction of force takes place substantially in the fiber direction of the fiber composite component and thus in the direction of higher load capacity of the fiber composite structure.
  • the first socket part has an axially extended shaft for arrangement in the passage of the component and for engagement in an opening of the second socket part.
  • the introduction of the transverse force in the component can be done by means of the shaft over the entire Lochlei ⁇ advertising surface of the passage; the hole walls and the edge regions of the passage ⁇ are thereby protected even better.
  • the plug connection of the shaft end in the Opening the second socket part a structurally simple Lö ⁇ solution of the mesh of the socket parts in Montagezu ⁇ stood.
  • the outer contour of the shaft end is corres ⁇ diert formed to the inner contour of the opening, so that there is a positive connection.
  • the introduced lateral force can be better distributed to the bushing parts and transmitted in sequence to the collar.
  • the shank is flush against the bearing stress and forms a form-fit with the through ⁇ gear so that the introduced transverse force can be more uniformly distributed over the Lochleibungs Struct.
  • a sliding ⁇ disc preferably made of hardened metal, Teflon, ceramic or equivalent material .
  • the tilting or bending moment can thus be supported on the collar side of the collar collar on the sliding disk without heavy load on the surface of the construction ⁇ partly.
  • the resulting from the force to be introduced bending moment is introduced by a compressive force on the female part in the sliding disk and thus a large area in the component.
  • the socket part can slide over the sliding disk. The sliding disc thus reduces the fretting on the surface of the component.
  • Materialbe ⁇ thing has the contact point between the sliding surface of the Collar side of the collar and the sliding disk a clotting ⁇ cal friction coefficient, as the contact point between the sliding disk and the surface of the component. This creates a lower frictional resistance between the sliding disk and the collar of the respective bushing part than between the sliding disk and the component.
  • the relative movements from the introduction of force and the sliding of the female part take place primarily between the book part and the associated sliding ⁇ disc, the surface of the component is better protected against friction processes.
  • the sliding disk is constructed and attached ⁇ arranged that the surface of a side facing the collar side of the sliding collar has a lower roughness than the surface of a side facing the component side of the sliding disk. So z. As may be the side facing the collar of the sliding collar side ground or polished, whereas the side facing the component side of the slide washer may be roughened by playing, at ⁇ sandblasting. As a result, the different frictional resistance and friction coefficient on both sides of the sliding disk is even more pronounced.
  • the lubricity between the collar side of the collar and the sliding disc increases, so that friction is to be expected only to a very small extent on the surface of the component. Is the sliding cohesively, preferably by glue ⁇ Ver, connected to the component, is to protect the building ⁇ part surface prevented any friction between the sliding disk and the component.
  • the sliding disk on a circumferential gutter.
  • Gutter arranged pointing in the passage, serves to ⁇ additional attachment of the sliding disk to the bearing hole of the passage.
  • federal government web can Lochleibungsflä ⁇ che of passage in the component made of fiber composite still BES be protected against vibration vibration wear.
  • the protruding into the passage shaft of the female part is better protected against abrasion by the ends of the bearing surface of the passage with their hard cutting edges fibers of the component.
  • the collar webs thus prevent possibly occurring in the passage Schwingreibverschl founded on the female part as a result of mi ⁇ nimaler relative movements between the female part and the component.
  • an outer contour of the shaft of the first bushing part and an inner contour of the flange web of the sliding disk are formed correspondingly such that the first bushing part and the sliding disk can be connected to one another in a form-fitting, preferably positive and non-positive manner.
  • a socket form-fitting, preferably positive and non-positive, with the gutter of the sliding disk verbun ⁇ the, the normal force portion of the lateral force can be reliably introduced via the gutter in the bearing surface of the passage of the component.
  • the positive connection may for example be realized by means of press fit through an opening formed on the Au ⁇ Hzkontur the shaft mating surface with a pass ⁇ surface facing the shank internal contour of the collar web.
  • the first socket part has a transition between
  • the socket portions to each other have corresponding mating surfaces or mutually corresponding threads so that the socket parts are connected non-positively connectable with ⁇ means of a press fit or by means of a threaded connection.
  • This increases the operative connection of the bush parts in favor of an even better distributed introduction of the tilting or bending moment on both parts of the socket.
  • the detachable threaded connection also allows a simple and non-destructive assembly and disassembly of the bushing parts and ensures interchangeability of Vor ⁇ direction parts.
  • the socket and the connection element are designed such that the connection element is positively, preferably positively and non-positively, connectable to the first socket part and / or with the second socket part.
  • connection element is positively connected by corresponding contours, such as an outer contour of the connection element with an inner contour of the opening of the second book part, with the two ⁇ th socket part, the Biegemoment- share of the lateral force directly from the connection element on the second socket part are introduced into the top or bottom of the component.
  • first socket part and / or the second sleeve part at least in sections positively ⁇ material, preferably by bonding, to the component ver ⁇ prevented.
  • adverse relative movements between the metallic sleeve and the component parts made of fiber composite material can be fully Schlos ⁇ sen in certain Abschnit ⁇ th, such as in the passage of the component.
  • Fig. 1 is a sectional view of a device for introduction of force ⁇ line in a plate made of fiber composite material according to the prior art
  • Fig. 2 is a sectional view of an inventive Vorrich ⁇ tung for introducing force in a plate of Faserver ⁇ composite material according to a first embodiment
  • Fig. 3 is a sectional view of an inventive Vorrich ⁇ tung for introducing force in a plate of Faserver ⁇ composite material according to a second embodiment
  • Fig. 4 is a sectional view of an inventive processing Vorrich- for introducing force in a plate of Faserver ⁇ composite material according to a third embodiment
  • Fig. 5 is a detail view of Al of the compound of Buchsentei ⁇ le of the device according to Fig. 3 in a first off ⁇ guide die
  • Fig. 6 is a detailed view A.2 of the compound of Buchsentei ⁇ le of the device according to Fig. 3 in a second off ⁇ leadership form.
  • a device for introducing force is shown in a plate-like component 1 made of fiber composite material according to the prior art.
  • a through a hole 2 of the ⁇ part 1 leading bolt 3 is connected by means of a screw ⁇ connection with the component 1.
  • At a free end of the bolt 3 engages a construction not shown on.
  • Planar forces F Q of the construction occurring parallel to the plane of the plate, in particular also dynamic transverse forces, are introduced into the component 1 at one side of the component 1 and via a lever arm of the screw bolt 3.
  • Fig. 2 shows an inventive device for introduction of force ⁇ line in a plate 1 made of fiber composite material in for example a play ⁇ wishbone connection to a motor vehicle body part.
  • the plate 1 is a round hole-shaped
  • Passage 2 is formed.
  • the device has a zweeili ⁇ ge, metallic socket 6 with a first, lower socket part
  • 6.1 has an elongated hollow cylindrical shaft 7 which projects through the passage 2 in the plate 1.
  • the shaft 7 rests flush against a bearing surface 4 of the passage 2.
  • the hollow cylindrical shaft 7 terminates in a circular passage opening 8 of the upper bushing part 6.2, wherein an at least positive connection of the bushing parts 6.1, 6.2 is made as a plug connection. More exporting ⁇ approximately forms the connection of the two connector parts 6.1, 6.2 are shown in Figures 4, 5 and 6 and explained in the associated description.
  • a bolt-like connection element 9 leads one end through the hollow cylindrical shaft 7 of the lower bushing part 6.1 and is screwed by means of a nut 10 and a Unterleg ⁇ disc 11 with the socket parts 6.1, 6.2.
  • the shaft 7 has a conically extending inner mating surface 12, which corresponds to a conically shaped lateral surface of the An ⁇ closing element 9, so that in the screw connection of the connection element 9 with the socket parts 6.1, 6.2 an additional frictional connection by a
  • a connecting element 13 of a non-illustrated constructive ⁇ tion such as a suspension arm is arranged, wherein the connecting element 13 is connected via a further screw connection with a nut 14 with the connecting element.
  • a parallel to the plate plane acting transverse force F Q is introduced via the connecting element 9 selectively into the plate 1.
  • Both bush parts 6.1, 6.2 each have a collar collar 15.1, 15.2, which extends in the radial direction, with a collar side 16.1, 16.2, which faces one side of the plate 1, namely the top 17 or the bottom 18 of the plate 1.
  • the collar sides 16.1, 16.2 are each formed with a polished sliding surface 16.1, 16.2.
  • the acting on the device lateral force F Q is mainly introduced over the shaft 7 of the lower part of the socket 6.1 in the bed hole 4 of the passage 2 of the plate 1.
  • a resulting from the leverage effect tilting or bending moment 18 is supported to the plate via the collar the collar 15.1, 15.2 of the two bushing parts 6.1, 6.2 over a large area on the top side 17 and the bottom, without 5 to debit the edge portions of the through ⁇ gangs.
  • the relative movements of the bushing parts 6.1, 6.2 with low frictional force against the plate 1 are possible in the radial direction.
  • FIG. 3 shows an inventive device for introduction of force ⁇ line in the plate 1 made of fiber composite material according to a second embodiment. To avoid repetition, only those features and components which differ from the device according to FIG. 2 will be described below. Components with the same function have the same reference symbols .
  • the tilting or bending moment resulting from the lever action is supported on the sliding disks 20, 21 over the collar collar 15.1, 15.2 of the two bushing parts 6.1, 6.2.
  • the sliding discs 20, 21 in this case form a wear-resistant
  • Fig. 4 shows an inventive device for introduction of force ⁇ line in the plate 1 made of fiber composite material according to a third embodiment. To avoid repetition, only the features and components which differ from the device according to FIG. 2 will be described. Components with the same function have the same reference numerals.
  • the upper socket part is 6.2 x with a circular, austecden Opening 22 and a circular passage opening 23 forms ⁇ .
  • the end of the shaft 7 x of the lower bushing 6.1 x is inserted into the Austruden opening 22 of the upper sleeve 6.2 x , while the through hole 23 of the upper sleeve 6.2 x the performing terminal element 9 closes ⁇ .
  • the upper bushing 6.2 x includes the contact surface for the nut 10 and supported by their conical shape, the force ⁇ distribution on the top and bottom 17, 18 of the plate 1.
  • the sliding discs 24, 25 comprise the edge region 5 of the passage 2 and completely cover the bearing surface 4 of the passage 2. This results in a comprehensive positive engagement of the GleitScheiben 24, 25 with the plate 1.
  • the Gleitin 24, 25 at the same time protect the top and bottom 17, 18 and the Lochleibungs ⁇ surface 4 of the passage 2 against fretting.
  • a slip plane between the collar sides 16.1 x 16.2 x the collar collar 15.1 15.2 x and the GleitScheiben 24, 25 is created by the sliding ⁇ slices 24, 25.
  • the lower female part is 6.1 x 15.1 x x and the shaft 7 with a circumferential recess 28 from ⁇ executed at a junction between the spigot in the manner of a recessed groove. This gives the construction a certain elasticity between the shaft 7 x and the collar collar 15.1 so that any pressure forces acting on the angled sliding disk 25 are transmitted and reduced to the associated slip plane.
  • Fig. 5 shows a schematic detail view of Al Verbin ⁇ extension of the bushing parts 6.1, 6.2 of the device of FIG. 3 by means of a press fit.
  • the outer circumferential surface at the end of the shaft 7 of the lower bushing part 6.1 and the Mantelflä ⁇ che the passage opening 8 of the upper part of the book 6.2 are each a mating surface 30, 31 frictionally engaged with each other in operative connection.
  • FIG. 6 shows a schematic detail view A.2 of the connection of the bushing parts 6.1, 6.2 of the device according to FIG. 3 by means of a screw connection.
  • the outer circumferential surface at the end of the shaft 7 of the lower bushing part 6.1 and the Man- Surface of the through hole 8 each have a nested ⁇ cross thread 32, 33.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Krafteinleitung in ein Bauteil aus Faserverbundwerkstoff mittels einer Schraubverbindung mit einem in einem Durchgang des Bauteils angeordneten bolzenartigen Anschlusselement. Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, die Haltbarkeit der Schraubverbindung am Bauteil aus Faserverbundwerkstoff zu verbessern. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Schraubverbindung eine den Durchgang (2) des Bauteils (1) einfassende und das Anschlusselement (9) aufnehmende zweiteilige Buchse (6) aufweist, wobei das erste und das zweite Buchsenteil (6.1, 6.2) der Buchse (6) in axialer Erstreckung ineinander greifend ausgebildet sind und jedes Buchsenteil (6.1, 6.2) einen radial erstreckten Bundkragen (15.1, 15.2) mit einer dem Bauteil (1) zugewandten Kragenseite (16.1, 16.2) aufweist, auf der eine Gleitfläche ausgebildet ist.

Description

Vorrichtung zur Krafteinleitung in ein Bauteil aus Faserver- bundwerkstoff
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kraftemleitung m ein Bauteil aus Faserverbundwerkstoff mittels einer Schraub¬ verbindung mit einem in einem Durchgang des Bauteils angeord¬ neten bolzenartigen Anschlusselement.
Die Vorrichtung wird bei Konstruktionen verwendet, die mit Bauteilen aus relativ weichem Werkstoff wie z.B. mit einer Platte aus faserverstärktem Kunststoff, punktuell zu verbinden sind, wobei an der Konstruktion wirkende Kräfte in die Bautei¬ le aus Faserverbundwerkstoff übertragen werden. Die bekannten Verbindungen bestehen im Wesentlichen aus einem das Kunst¬ stoffbauteil durchdringenden, zumeist metallischen Anschlus¬ selement, das mit dem Bauteil ähnlich einer Schraubbolzenver¬ bindung verschraubt wird. Derartige Vorrichtungen werden bei¬ spielsweise im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik bei der Rad¬ aufhängung oder der Querlenkeranbindung an Faserverbundbautei¬ le angewandt .
Die - vornehmlich dynamisch - wirkenden Kräfte werden über das Anschlusselement in den Lochquerschnitt des Faserverbundbau¬ teils eingeleitet, wobei besonders flächige Bauteile mit ge¬ ringer Dicke eine hohe Belastung erfahren. Infolge der dynami¬ schen Kräfte kommt es zu minimalen Relativbewegungen des me- tallischen Anschlusselements gegenüber der Faserverbundstruk¬ tur des Bauteils, wobei ein sogenannter Schwingreibverschleiß am Faserverbundbauteil auftritt. Die Schwingreibvorgänge kön¬ nen sowohl eine Schädigung der Faserverbundstruktur als auch eine Schwächung des metallischen Anschlusselements bewirken.
Im Trend der Platz- und Materialökonomie, insbesondere im Kraftfahrzeugbereich, sind zunehmend Verbindungen mit einer einseitigen Krafteinleitung in das Kunststoffbauteil gefor¬ dert, die eine besondere hohe Belastung des Bauteils ergeben.
Aus den Kräften, die einseitig und quer zum Durchgang des Bau¬ teils über den Hebelarm des Anschlusselements angreifen, re¬ sultiert ein Kipp- bzw. Biegemoment in der Vorrichtung, wel¬ ches den Schwingreibverschleiß am KunstStoffbauteil zusätzlich begünstigt und letztlich zu einem vorzeitigen Versagen der Verbindung führt (vgl. Fig. 1, Vorrichtung zum Stand der Tech¬ nik) . Besonders gravierende Schäden entstehen infolge der Re¬ lativbewegungen und des Kipp- bzw. Biegemoments an Faserver¬ bundbauteilen, deren Faserausrichtung im Wesentlichen senk¬ recht zur Längsachse des Durchgangs verläuft. Die Verstär¬ kungsfasern halten in dieser Ausrichtung der Belastung weniger stand. Zudem wirken die orthogonal in der Lochleibungsfläche des Durchgangs endenden Verstärkungsfasern stark abrasiv auf das metallische Anschlusselement.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art weiterzuentwickeln, die die genannten Nachteile des Standes der Technik beseitigt, insbesondere eine verbesserte Haltbarkeit der Schraubverbindung am Bauteil aus Faserverbundwerkstoff gewährleistet .
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Schraubverbindung eine den Durchgang des Bauteils einfassende und das Anschlusselement aufnehmende zweiteilige Buchse aufweist, wobei das erste und das zweite Buchsenteil der Buchse in axialer Erstreckung ineinander greifend ausge¬ bildet sind und jedes Buchsenteil einen radial erstreckten Bundkragen mit einer dem Bauteil zugewandten Kragenseite auf¬ weist, auf der eine Gleitfläche ausgebildet ist. Die Buchsenteile sind so ausgebildet, dass diese im Montagezu¬ stand den Durchgang des Kunst Stoffbauteils einfassen und eine Durchführung für das Anschlusselement bilden. Die erfindungs¬ gemäße Schraubverbindung des Anschlusselements erfolgt mittel¬ bar über die Buchsenteile mit dem Bauteil. Die Buchsenteile verfügen über Bundkragen, die im Montagezustand mit ihren dem Bauteil zugewandten Kragenseiten jeweils an der Oberseite bzw. Unterseite des Bauteils anliegen. Durch die erfindungsgemäße konstruktive Gestaltung der Buchsenteile, durch die das erste Buchenteil in das zweite Buchsenteil eingreift oder umgekehrt, stehen die beiden Buchsenteile miteinander in Wirkverbindung.
Mit dieser Vorrichtung kann das Kipp- bzw. Biegemoment, wel¬ ches aus einer über das Anschlusselement einseitig eingeleite¬ ten Querkraft resultiert, vornehmlich über die Bundkragen bei¬ der Buchsenteile flach auf der Ober- bzw. Unterseite des
Kunststoffbauteils abgestützt werden. Das aus der einzuleiten¬ den Kraft resultierende Biegemoment kann durch eine Druckkraft des jeweiligen Buchsenteils großflächig über den Bundkragen in die Ober- bzw. Unterseite des Bauteils aus Faserverbundmateri¬ al eingeleitet werden. Dabei können die dem Bauteil zugewand- ten Kragenseiten der Bundkragen auf der Ober- bzw. Unterseite des Kunst stoffbauteils abgleiten. Die Buchsenteile vollführen eine Relativbewegung gegenüber dem Bauteil, die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Konstruktion weitestgehend radial gerichtet sind . Die vorgesehene Gleitfläche der Kragenseiten an jedem der
Buchsenteile weist eine geringe Rauheit auf und ist vorzugs¬ weise geschliffen oder poliert ausgeführt. Es ist aber auch ein Ölfilm auf der Kragenseite denkbar. Die erhöhte Gleitfä¬ higkeit der Kragenseiten der Bundkragen ermöglicht ein rei- bungsarmes Gleiten zwischen den Kragenseiten der Bundkragen und der Oberfläche des Bauteils und erleichtert die radial ge¬ richteten Relativbewegungen der ineinandergreifenden Buchsent¬ eile gegenüber dem Bauteil. Die Relativbewegungen, welche be- sonders intensiv bei einem aus dynamischen Querkräften resul¬ tierendem Kipp- bzw. Biegemoment auftreten, können so mit ge¬ ringer Belastung für das Bauteil abgebaut werden.
Die am Anschlusselement wirkende Querkraft wird im Ergebnis vornehmlich senkrecht zur Lochleibungsfläche des Durchgangs und nicht winklig über die Randbereiche des Durchgangs in das Bauteil aus Faserverbundwerkstoff eingeleitet. Auf diese Weise wird die Reibung und der Verschleiß in der Lochleibung des Durchgangs verringert und die empfindlichen Kanten des Durch¬ gangs weitestgehend vor Beschädigung geschützt. Besonders vorteilhaft wirkt sich die erfindungsgemäße Vorrich¬ tung bei Bauteilen aus Faserverbundwerkstoff mit im Wesentli¬ chen senkrecht zur Längsachse des Durchgangs angeordneten Fa¬ serverlauf aus. Ein solches Bauteil hält den Belastungen durch die Krafteinleitung über die Lochleibungsfläche des Durchgangs vorzüglich stand, da die Krafteinleitung im Wesentlichen in Faserrichtung des Faserverbundbauteils und damit in Richtung höherer Belastbarkeit der Faserverbundstruktur erfolgt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 12, der nach- folgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen hervor.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung weist das erste Buchsenteil einen axial erstreckten Schaft zur Anordnung im Durchgang des Bauteils und zum Eingriff in eine Öffnung des zweiten Buchsenteils auf. Die Einleitung der Querkraft in das Bauteil kann mittels des Schaftes über die gesamte Lochlei¬ bungsfläche des Durchgangs erfolgen; die Lochleibung und Rand¬ bereiche des Durchgangs werden dadurch noch besser geschont. Zugleich bietet die Steckverbindung des Schaftendes in der Öffnung des zweiten Buchsenteils eine konstruktiv einfache Lö¬ sung des Ineinandergreifens der Buchsenteile im Montagezu¬ stand .
Ist die Länge des Schaftes größer als die Wandstärke des Bau- teils ausgebildet, kann im Montagezustand ein Schaftüberstand zur einfacheren Montage des zweiten Buchsenteils bereitge¬ stellt werden.
Vorzugsweise ist die Außenkontur des Schaftendes korrespon¬ diert zur der Innenkontur der Öffnung ausgebildet, so dass sich eine formschlüssige Steckverbindung ergibt. So kann die eingeleitete Querkraft besser auf die Buchsenteile verteilt und in Folge auf die Bundkragen übertragen werden.
Ist eine Außenkontur des Schaftes korrespondierend zur Innen¬ kontur des Durchgangs ausgebildet, liegt der Schaft bündig an der Lochleibung an und bildet einen Formschluss mit dem Durch¬ gang, so dass die eingeleitete Querkraft umso gleichmäßiger über die Lochleibungsfläche des Durchganges verteilt werden kann .
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Bundkragen des ersten Buchsenteils und einer ersten Seite des Bauteils und /oder zwischen dem Bundkragen des zweiten Buchsenteils und einer zweiten Seite des Bauteils eine Gleit¬ scheibe, vorzugsweise aus gehärtetem Metall, Teflon, Keramik oder gleichwertigem Material angeordnet. Das Kipp- bzw. Biege- moment kann so über die Kragenseite des Bundkragens auf der Gleitscheibe abgestützt werden, ohne die Oberfläche des Bau¬ teils stark zu beanspruchen. Das aus der einzuleitenden Kraft resultierende Biegemoment wird durch eine Druckkraft über das Buchsenteil in die Gleitscheibe und damit großflächig in das Bauteil eingeleitet. Zusätzlich kann das Buchsenteil über die Gleitscheibe abgleiten. Die Gleitscheibe mindert damit den Reibverschleiß auf der Oberfläche des Bauteils. Materialbe¬ dingt weist die Kontaktstelle zwischen der Gleitfläche der Kragenseite des Bundkragens und der Gleitscheibe einen gerin¬ geren Reibungskoeffizient auf, als die Kontaktstelle zwischen der Gleitscheibe und der Oberfläche des Bauteils. Das erzeugt einen geringeren Reibungswiderstand zwischen der Gleitscheibe und dem Bundkragen des jeweiligen Buchsenteils als zwischen der Gleitscheibe und dem Bauteil. Die Relativbewegungen aus der Krafteinleitung und zum Abgleiten des Buchsenteils finden vornehmlich zwischen dem Buchenteil und der zugehörigen Gleit¬ scheibe statt, wobei die Oberfläche des Bauteils vor Reibungs- Vorgängen besser geschützt ist.
Vorzugsweise ist die Gleitscheibe derart ausgebildet und ange¬ ordnet, dass die Oberfläche einer dem Bundkragen zugewandten Seite der Gleitscheibe eine geringere Rauheit aufweist, als die Oberfläche einer dem Bauteil zugewandten Seite der Gleit- scheibe. So z. B. kann die dem Bundkragen zugewandten Seite der Gleitscheibe geschliffen oder poliert sein, wogegen die dem Bauteil zugewandten Seite der Gleitscheibe durch bei¬ spielsweise Sandstrahlen aufgeraut sein kann. Dadurch ist der unterschiedliche Reibungswiderstand und Reibungskoeffizient beiderseits der Gleitscheibe noch deutlicher ausgeprägt. Die Gleitfähigkeit zwischen der Kragenseite des Bundkragens und der Gleitscheibe erhöht sich, so dass Reibung nur in einem sehr geringen Maß auf der Oberfläche des Bauteils zu erwarten ist . Ist die Gleitscheibe Stoffschlüssig, vorzugsweise durch Ver¬ kleben, mit dem Bauteil verbunden, ist zum Schutze der Bau¬ teiloberfläche jegliche Reibung zwischen der Gleitscheibe und dem Bauteil unterbunden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung weist die Gleitscheibe einen umlaufenden Bundsteg auf. Dieser
Bundsteg, in den Durchgang weisend angeordnet, dient der zu¬ sätzlichen Anlage der Gleitscheibe an die Lochleibung des Durchganges. Mittels des Bundsteges kann die Lochleibungsflä¬ che des Durchganges im Bauteil aus Faserverbundstoff noch bes- ser vor Schwingreibverschleiß geschützt werden. Zudem wird der in den Durchgang ragende Schaft des Buchsenteils besser vor dem Abrieb durch die an der Lochleibungsfläche des Durchgangs mit ihren harten Schnittkanten endenden Fasern des Bauteils geschützt. Die Bundstege verhindern somit ggf. im Durchgang auftretenden Schwingreibverschleiß am Buchsenteil infolge mi¬ nimaler Relativbewegungen zwischen dem Buchsenteil und dem Bauteil .
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Vorrich- tung sind eine Außenkontur des Schafts des ersten Buchsenteils und eine Innenkontur des Bundstegs der Gleitscheibe derart korrespondierend ausgebildet, dass das erste Buchsenteil und die Gleitscheibe miteinander formschlüssig, vorzugsweise form- und kraftschlüssig, verbindbar sind. Ist im Montagezustand der Vorrichtung ein Buchsenteil formschlüssig, vorzugsweise form- und kraftschlüssig, mit dem Bundsteg der Gleitscheibe verbun¬ den, kann der Normalkraft-Anteil der Querkraft zuverlässig über den Bundsteg in die Lochleibungsfläche des Durchgangs vom Bauteil eingeleitet werden. Die kraftschlüssige Verbindung kann beispielsweise mittels Presspassung durch eine an der Au¬ ßenkontur des Schaftes ausgebildete Passfläche mit einer Pass¬ fläche der dem Schaft zugewandten Innenkontur des Bundsteges realisiert sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Vorrich- tung weist das erste Buchsenteil an einem Übergang zwischen
Bundkragen und Schaft eine umlaufende Ausnehmung auf und/oder ist das zweite Buchsenteil an einem Übergang zwischen Bundkra¬ gen und Öffnung mit einer Phase ausgebildet. Hierdurch ist der Übergang zwischen Schaft und Bundkragen des ersten Buch- senteils durch eine umlaufende Nut kontaktfrei zum Bauteil bzw. zur Gleitscheibe . Ebenso verfügt das zweite Buchsenteil an der Phase der Öffnung des zweiten Buchsenteils ein gewisses Spiel zum Bauteil bzw. zur Gleitscheibe . Damit wird die Gefahr einer winkligen Krafteinleitung auf die Kanten des Durchgangs des KunstStoff auteils zusätzlich gemindert, wodurch das Bau¬ teil noch besser vor dem Einwirken des Kipp- bzw. Biegemoments geschützt ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weisen die Buchsenteile miteinander korrespondierende Passflächen oder miteinander korrespondierende Gewinde auf, so dass die Buchsenteile mit¬ tels einer Presspassung oder mittels einer Gewindeverbindung miteinander kraftschlüssig verbindbar sind. Das erhöht die Wirkverbindung der Buchsenteile zugunsten einer noch besser verteilten Einleitung des Kipp- bzw. Biegemoments auf beide Buchsenteile. Die lösbare Gewindeverbindung ermöglicht zudem eine einfache und zerstörungsfreie Montage und Demontage der Buchsenteile und gewährleistet eine Austauschbarkeit der Vor¬ richtungsteile .
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung sind die Buchse und das Anschlusselement derart ausgebildet, dass das Anschlusselement formschlüssig, vorzugsweise form- und kraftschlüssig, mit dem ersten Buchsenteil und/ oder mit dem zweiten Buchsenteil verbindbar ist.
Ist zum Beispiel eine Außenkontur des Anschlusselements kor¬ respondierend mit einer Innenkontur des Schaftes des ersten Buchsenteils ausgebildet, kann im Montagezustand ein Form- schluss zwischen dem Anschlusselement und dem ersten Buchsent¬ eil realisiert werden, durch den der Normalkraft-Anteil der an dem Anschlusselement wirkenden Querkraft zuverlässig in das erste und zweite Buchsenteil und folglich plan in die Lochlei¬ bungsfläche des Durchgangs des Bauteils und in die Ober- und Unterseite des Bauteils eingeleitet werden.
Ist das Anschlusselement durch korrespondierende Konturen, wie zum Beispiel einer Außenkontur des Anschlusselements mit einer Innenkontur der Öffnung des zweiten Buchenteils, mit dem zwei¬ ten Buchsenteil formschlüssig verbunden, kann der Biegemoment- Anteil der Querkraft direkt vom Anschlusselement über das zweite Buchsenteil in die Ober- bzw. Unterseite des Bauteils eingeleitet werden.
Ist die Außenkontur des Anschlusselements und die Innenkontur des Schaftes des ersten Buchsenteils konisch ausgebildet, kann im Montagezustand eine kraftschlüssige Verbindung mittels Presspassung erzeugt werden, was die Kraftübertragung vom An¬ schlusselement auf die Buchsenteile noch wirksamer macht.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn das erste Buchsenteil und/ oder das zweite Buchsenteil zumindest abschnittsweise stoff¬ schlüssig, vorzugsweise durch Verkleben, mit dem Bauteil ver¬ bunden ist. Mit dieser Maßnahme können in bestimmten Abschnit¬ ten, wie zum Beispiel im Durchgang des Bauteils, ungünstige Relativbewegungen zwischen den metallischen Buchsenteilen und dem Bauteil aus Faserverbundwerkstoff vollständig ausgeschlos¬ sen werden.
Diese und weitere aus den Patentansprüchen, der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale können jeweils für sich oder in Kombination als vor¬ teilhafte Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein, für die hier Schutz beansprucht wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachfolgend an zwei Aus¬ führungsbeispielen näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnun¬ gen zeigen in einer schematischen Darstellung in
Fig. 1 eine Schnittansicht einer Vorrichtung zur Kraftein¬ leitung in eine Platte aus Faserverbundwerkstoff nach dem Stand der Technik,
Fig. 2 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrich¬ tung zur Krafteinleitung in eine Platte aus Faserver¬ bundwerkstoff nach einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 3 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrich¬ tung zur Krafteinleitung in eine Platte aus Faserver¬ bundwerkstoff nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 4 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrich- tung zur Krafteinleitung in eine Platte aus Faserver¬ bundwerkstoff nach einem dritten Ausführungsbeispiel,
Fig. 5 eine Detailansicht A.l der Verbindung der Buchsentei¬ le der Vorrichtung nach Fig. 3 in einer ersten Aus¬ führungsform, Fig. 6 eine Detailansicht A.2 der Verbindung der Buchsentei¬ le der Vorrichtung nach Fig. 3 in einer zweiten Aus¬ führungsform.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Krafteinleitung in ein plattenartiges Bauteil 1 aus Faserverbundwerkstoff nach dem Stand der Technik dargestellt. Ein durch ein Loch 2 des Bau¬ teils 1 führender Schraubbolzen 3 ist mittels einer Schraub¬ verbindung mit dem Bauteil 1 verbunden. An einem freien Ende des Schraubbolzens 3 greift eine nicht dargestellte Konstruk- tion an. Planparallel zur Plattenebene auftretende Querkräfte FQ der Konstruktion, insbesondere auch dynamische Querkräfte, werden einseitig des Bauteils 1 und über einen Hebelarm des Schraubbolzens 3 punktuell in das Bauteil 1 eingeleitet. Trotz der axialen form- und kraftschlüssigen Verspannung des
Schraubbolzens 3 durch die Schraubverbindung mit dem Bauteil wird ein Kipp- bzw. Biegemoment MB und folglich ein Kippen des Schraubbolzens 3 im Loch 2 des Bauteils 1 nicht verhindert. Während der Dauerbelastung durch die krafteinleitende Kon¬ struktion erfährt die empfindliche Lochleibung 4 des Loch 2 einen erheblichen Schwingreibverschleiß, der sich in den Rand¬ bereichen 5 des Loch 2 besonders stark auswirkt, was letztlich zum Versagen der Verbindung führt. Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kraftein¬ leitung in eine Platte 1 aus Faserverbundwerkstoff für bei¬ spielsweise eine Querlenkeranbindung an ein Kraftfahrzeug- Karosserieteil. In der Platte 1 ist ein rundlochförmiger
Durchgang 2 ausgebildet. Die Vorrichtung weist eine zweiteili¬ ge, metallische Buchse 6 mit einem ersten, unteren Buchsenteil
6.1 und einem zweiten, oberen Buchsenteil 6.2 auf, die beider¬ seits der Platte 1 angeordnet sind. Beide Buchsenteile 6.1,
6.2 sind rotationssymmetrisch ausgebildet und mittels drehen- der Bearbeitung leicht herzustellen. Das untere Buchsenteil
6.1 verfügt über einen längserstreckten hohlzylindrischen Schaft 7, der durch den Durchgang 2 in der Platte 1 ragt. Der Schaft 7 liegt dabei bündig an einer Lochleibungsfläche 4 des Durchgangs 2 an. Der hohlzylindrische Schaft 7 endet in einer kreisrunden Durchgangsöffnung 8 des oberen Buchsenteils 6.2, wobei ein zumindest formschlüssiger Verbund der Buchsenteile 6.1, 6.2 als Steckverbindung hergestellt ist. Weitere Ausfüh¬ rungsformen der Verbindung beider Buchsenteile 6.1, 6.2 sind in den Figuren 4, 5 und 6 dargestellt und in der zugehörigen Beschreibung erläutert.
Ein bolzenartiges Anschlusselement 9 führt einen Endes durch den hohlzylindrischen Schaft 7 des unteren Buchsenteils 6.1 hindurch und ist mittels einer Mutter 10 und einer Unterleg¬ scheibe 11 mit den Buchsenteilen 6.1, 6.2 verschraubt. Der Schaft 7 weist eine konisch verlaufende innere Passfläche 12 auf, die mit einer konisch ausgebildeten Mantelfläche des An¬ schlusselementes 9 korrespondiert, so dass bei der Verschrau- bung des Anschlusselementes 9 mit den Buchsenteilen 6.1, 6.2 eine zusätzliche kraftschlüssige Verbindung durch eine
Presspassung zwischen dem Schaft 7 und dem Anschlusselement 9 erzeugt wird. An dem anderen Ende des Anschlusselements 9 ist ein Verbindungselement 13 einer nicht dargestellten Konstruk¬ tion, wie z.B. der eines Querlenkers, angeordnet, wobei das Verbindungselement 13 über eine weitere Schraubverbindung mit einer Mutter 14 mit dem Anschlusselement 9 verbunden ist. Von der nicht dargestellten Konstruktion wird eine parallel zur Plattenebene wirkende Querkraft FQ über das Anschlusselement 9 punktuell in die Platte 1 eingeleitet.
Beide Buchsenteile 6.1, 6.2 verfügen über jeweils einen in ra- dialer Richtung erstreckten Bundkragen 15.1, 15.2 mit einer Kragenseite 16.1, 16.2, die jeweils einer Seite der Platte 1, nämlich der Oberseite 17 bzw. der Unterseite 18 der Platte 1 zugewandt ist. Die Kragenseiten 16.1, 16.2 sind jeweils mit einer polierten Gleitfläche 16.1, 16.2 ausgebildet.
Die an der Vorrichtung angreifende Querkraft FQ wird über den Schaft 7 des unteren Buchsenteils 6.1 hauptsächlich flächig in die Lochleibung 4 des Durchgangs 2 der Platte 1 eingeleitet. Ein aus der Hebelwirkung resultierendes Kipp- bzw. Biegemoment wird über die Bundkragen 15.1, 15.2 der beiden Buchsenteile 6.1, 6.2 großflächig auf der Oberseite 17 und der Unterseite 18 der Platte abgestützt, ohne die Randbereiche 5 des Durch¬ gangs zu belasten. An der Kontaktstelle zwischen den Gleitflä¬ chen 16.1, 16.2 der Bundkragen 15.1, 15.2 und der Oberseite 17 bzw. Unterseite 18 der Platte 1 werden in radialer Richtung die Relativbewegungen der Buchsenteile 6.1, 6.2 mit geringer Reibkraft gegenüber der Platte 1 ermöglicht.
Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermög¬ licht es, Schädigung oder Abnutzung der Platte 1 aus Faserver¬ bundwerkstoff weitestgehend zu mindern. Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kraftein¬ leitung in die Platte 1 aus Faserverbundwerkstoff nach einem zweiten Ausführungsbeispiel. Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen nachfolgend nur die sich gegenüber der Vorrichtung nach Fig. 2 unterscheidenden Merkmale und Bauteile beschrieben wer- den. Bauteile mit gleicher Funktion haben gleiche Bezugszei¬ chen .
Im Unterschied zur Vorrichtung nach Fig. 2 ist bei dieser Aus¬ führungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwischen der Kragenseite 16.2 des Bundkragens 15.2 des oberen Buchsenteils 6.2 und der Oberseite 17 der Platte 1 sowie zwischen der Kra¬ genseite 16.1 des Bundkragens 15.1 des unteren Buchsenteils 6.1 und der Unterseite 18 der Platte 1 jeweils eine dünne Gleitscheibe 20, 21 aus gehärtetem Metall angeordnet. Die GleitScheiben 20, 21 haben eine mit dem Lochquerschnitt des Durchganges 2 übereinstimmenden Lochquerschnitt und bedecken so den Randbereich 5 des Durchgangs 2 vollständig. Die Gleit¬ scheiben 20, 21 sind auf der Ober- bzw. Unterseite 17, 18 der Platte 1 aufgeklebt. Die den Bundkragen 15.1, 15.2 zugewandten Seiten der GleitScheiben 20, 21 sind geschliffen oder poliert ausgeführt .
Das aus der Hebelwirkung resultierendes Kipp- bzw. Biegemoment wird über die Bundkragen 15.1, 15.2 der beiden Buchsenteile 6.1, 6.2 flächig auf den GleitScheiben 20, 21 abgestützt. Die Gleitscheiben 20, 21 bilden hierbei eine verschleißfeste
Schutzschicht für die empfindlichen Oberflächen an der Ober- und Unterseite 17, 18 der Platte 1. Die Relativbewegungen der Buchsenteile 6.1, 6.2 finden mit geringer Reibkraft aus- schließlich an der Kontaktstelle zwischen den Gleitflächen
16.1, 16.2 der Bundkragen 15.1, 15.2 und der GleitScheiben 20, 21 statt. Somit wird die Druckkraft aus dem Kipp- bzw. Biege¬ moment auf die Ober- bzw. Unterseite 17, 18 der Platte 1 noch besser verteilt und ein Reibverschleiß an den Randbereichen 5 des Durchgangs 2 und an der Ober- bzw. Unterseite 17, 18 gänz¬ lich vermieden.
Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kraftein¬ leitung in die Platte 1 aus Faserverbundwerkstoff nach einem dritten Ausführungsbeispiel. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden lediglich die sich gegenüber der Vorrichtung nach Fig. 2 unterscheidenden Merkmale und Bauteile beschrieben. Bauteile mit gleicher Funktion haben gleiche Bezugszeichen.
Bei der alternativen Buchse 6 x nach dieser Ausführungsform ist das obere Buchsenteil 6.2 x mit einer kreisrunden, ausnehmenden Öffnung 22 und einer kreisrunden Durchgangsöffnung 23 ausge¬ bildet. Das Ende des Schaftes 7 x des unteren Buchsenteils 6.1 x ist in der ausnehmenden Öffnung 22 des oberen Buchsenteils 6.2 x gesteckt, während die Durchgangsöffnung 23 des oberen Buchsenteils 6.2 x das durchführende Anschlusselement 9 um¬ schließt. Hierdurch wird sowohl ein formschlüssiger Verbund der Buchsenteile 6.1 6.2 x miteinander als auch ein form¬ schlüssiger Verbund des Anschlusselements 9 mit dem unteren und oberen Buchsenteil 6.1 6.2 x erzeugt. Dieser Formschluss trägt zu einer noch besseren Übertragung des Biegemomentan- teils der Querkraft bei.
Das obere Buchsenteil 6.2 x umfasst die Anlagefläche für die Mutter 10 und unterstützt durch ihre konische Form die Kraft¬ verteilung auf die Ober- und Unterseite 17, 18 der Platte 1. Zwischen der Kragenseite 16.2 x des Bundkragens 15.2 x des obe¬ ren Buchsenteils 6.2 x und der Oberseite 17 der Platte 1 sowie zwischen der Kragenseite 16.1 x des Bundkragens 15.1 x des unte¬ ren Buchsenteils 6.1 x und der Unterseite 18 der Platte 1 ist jeweils eine winklige Gleitscheibe 24, 25 mit je einem umlau- fenden Bundsteg 26, 27 angeordnet. Die GleitScheiben 24, 25 umfassen den Randbereich 5 des Durchgangs 2 und bedecken die Lochleibungsfläche 4 des Durchgangs 2 vollständig. Damit ergibt sich ein umfassender Formschluss der GleitScheiben 24, 25 mit der Platte 1. Die GleitScheiben 24, 25 schützen zu- gleich die Ober- bzw. Unterseite 17, 18 und die Lochleibungs¬ fläche 4 des Durchgangs 2 vor Reibverschleiß. Wie bei den GleitScheiben 20, 21 nach Fig. 3 wird auch durch die Gleit¬ scheiben 24, 25 eine Gleitebene zwischen den Kragenseiten 16.1 16.2 x der Bundkragen 15.1 15.2 x und der GleitScheiben 24, 25 geschaffen.
Das untere Buchsenteil 6.1 x ist an einem Übergang zwischen dem Bundkragen 15.1 x und dem Schaft 7 x mit einer umlaufenden Aus¬ nehmung 28 in der Art einer vertieften Nut ausgeführt. Das verleiht der Konstruktion eine gewisse Elastizität zwischen dem Schaft 7 x und dem Bundkragen 15.1 so dass ggf. wirkende Druckkräfte über die winklige Gleitscheibe 25 übertragen und auf der zugehörigen Gleitebene abgebaut werden.
Mit analoger Funktion ist der Übergang zwischen dem Bundkragen 15.2 x des oberen Buchsenteils 6.2 x und der ausnehmenden Öff¬ nung 22 des oberen Buchsenteils 6.2 x angefast. Ein diesem Be¬ reich zugeordneter Abschnitt des Schaftes 7 x des unteren Buch¬ senteils 6.1 x ist verjüngt ausgebildet.
An einem Abschnitt des Schaftes 7 x zwischen der Ausnehmung 28 und der Schaftverjüngung ist ein über den Umfang ragender Ab¬ satz mit einer äußeren Passfläche 29 ausgebildet, die mit den Bundstegen 26, 27 der GleitScheiben 24, 25 korrespondiert. Über diese Passfläche 29 wird der Normalkraft-Anteil der ein¬ wirkenden Querkraft FQ vorrangig in die GleitScheiben 24, 25 und nachfolgend besonders gleichmäßig in die Lochleibungsflä¬ che 4 eingeleitet.
Mit dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine winklige Krafteinleitung in die Platte 1 infolge des Kipp-bzw. Biegemoments weitestgehend vermieden werden. Insbe- sondere werden die Randbereiche 5 des Durchgangs 2 der Platte 1 noch besser geschützt.
Fig. 5 zeigt eine schematische Detailansicht A.l der Verbin¬ dung der Buchsenteile 6.1, 6.2 der Vorrichtung nach Fig. 3 mittels einer Presspassung. Die äußere Mantelfläche am Ende des Schafts 7 des unteren Buchsenteils 6.1 und die Mantelflä¬ che der Durchgangsöffnung 8 des oberen Buchenteils 6.2 stehen über je eine Passfläche 30, 31 kraftschlüssig miteinander in Wirkverbindung .
Fig. 6 zeigt eine schematische Detailansicht A.2 der Verbin- dung der Buchsenteile 6.1, 6.2 der Vorrichtung nach Fig. 3 mittels einer Schraubverbindung. Die äußere Mantelfläche am Ende des Schafts 7 des unteren Buchsenteils 6.1 und die Man- telfläche der Durchgangsöffnung 8 weisen je ein ineinander¬ greifendes Gewinde 32, 33 auf.
Diese Maßnahmen erhöhen die Wirkverbindung der Buchsenteile 6.1, 6.2, um das Kipp- bzw. Biegemoment gleichmäßig in beide Buchsenteile 6.1, 6.2 einleiten zu können.
Bezugszeichenliste Bauteil, Platte aus Faserverbundwerkstoff Loch, Durchgang
Schraubbolzen
Lochleibung des Loches, Durchgangs
Randbereich des Loches, Durchgangs
zweiteilige Buchse
erstes, unteres Buchsenteil
zweites, oberes Buchsenteil
Schaft des Buchsenteils
Öffnung, Durchgangsöffnung des Buchsenteils Anschlusselement
Mutter
Unterlegscheibe
innere Passfläche des Schaftes
Verbindungselement
Mutter
Bundkragen des Buchsenteils, .1, .2
Kragenseite, Gleitfläche des Bundkragens .1, .2 Oberseite der Platte
Unterseite der Platte
Gleitscheibe
Gleitscheibe
Öffnung, ausnehmende Öffnung des Buchsenteils Öffnung, Durchgangsöffnung des Buchsenteils winklige Gleitscheibe
winklige Gleitscheibe
Bundsteg
Bundsteg
umlaufenden Ausnehmung
äußere Passfläche des Schaftes
innere Passfläche der Öffnung
äußere Passfläche des Schaftendes
Innengewinde der Öffnung
Außengewinde des Schaftendes

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Krafteinleitung in ein Bauteil aus Faser¬ verbundwerkstoff mittels einer Schraubverbindung mit einem in einem Durchgang des Bauteils angeordneten bolzenartigen Anschlusselement, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraub¬ verbindung eine den Durchgang (2) des Bauteils (1) einfas¬ sende und das Anschlusselement (9) aufnehmende zweiteilige Buchse (6) aufweist, wobei das erste und das zweite Buchs¬ enteil (6.1, 6.2) der Buchse (6) in axialer Erstreckung in¬ einander greifend ausgebildet sind und jedes Buchsenteil (6.1, 6.2) einen radial erstreckten Bundkragen (15.1, 15.2) mit einer dem Bauteil (1) zugewandten Kragenseite (16.1, 16.2) aufweist, auf der eine Gleitfläche ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Buchsenteil (6.1) einen axial erstreckten Schaft
(7) zur Anordnung im Durchgang (2) des Bauteils (1) und zum Eingriff in eine Öffnung (8, 22) des zweiten Buchsenteils
(6.2) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenkontur des Schaftes (7) korrespondierend zur Innenkontur der Öffnung (8, 22) des zweiten Buchsenteils (6.2) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge¬ kennzeichnet , dass eine Außenkontur des Schaftes (7) kor¬ respondierend zur Innenkontur (4) des Durchgangs (2) ausge¬ bildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Bundkragen (15.1) des ersten Buchsenteils (6.1) und einer ersten Seite (18) des Bauteils (1) und/oder zwischen dem Bundkragen (15.2) des zweiten Buchsenteils (6.2) und einer zweiten Seite (17) des Bauteils (1) eine Gleitscheibe (20, 21, 24, 25), vor¬ zugsweise aus gehärtetem Metall, Teflon, Keramik oder gleichwertigem Material, angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitscheibe (20, 21, 24, 25) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass die Ober¬ fläche einer dem Bundkragen (15.1, 15.2) zugewandten Seite der Gleitscheibe (20, 21, 24, 25) eine geringere Rauheit aufweist, als die Oberfläche einer dem Bauteil (1) zuge¬ wandten Seite der Gleitscheibe (20, 21, 24, 25) .
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitscheibe (20, 21, 24, 25) Stoffschlüssig, vorzugsweise durch Verkleben, mit dem Bauteil (1) verbunden ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitscheibe (24, 25) ei¬ nen umlaufenden Bundsteg (26, 27) aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenkontur (29) des Schafts (7) des ersten Buch¬ senteils (6.1) und eine Innenkontur des Bundstegs (26, 27) der Gleitscheibe (24, 25) derart korrespondierend ausgebil¬ det sind, dass das erste Buchsenteil (6.1) und die Gleit- Scheibe (24, 25) miteinander formschlüssig, vorzugsweise form- und kraftschlüssig, verbindbar sind.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Buchsenteil (6.1) an einem Übergang zwischen Bundkragen (15.1) und Schaft (7) eine umlaufende Ausnehmung (28) aufweist und/oder das zwei¬ te Buchsenteil (6.2) an einem Übergang zwischen Bundkragen (15.2) und Öffnung (22) mit einer Phase ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Buchsenteile (6.1, 6.2) miteinander korrespondierende Passflächen (30, 31) oder miteinander korrespondierende Gewinde (32, 33) aufweisen.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (6) und das An¬ schlusselement (9) derart ausgebildet sind, dass das An¬ schlusselement (9) formschlüssig, vorzugsweise form- und kraftschlüssig, mit dem ersten Buchsenteil (6.1) und/ oder mit dem zweiten Buchsenteil (6.2) verbindbar ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Buchsenteil (6.1) und/ oder das zweite Buchsenteil (6.2) zumindest ab¬ schnittsweise Stoffschlüssig, vorzugsweise durch Verkleben, mit dem Bauteil (1) verbunden ist.
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