DE102009023032A1

DE102009023032A1 - Befestigungsvorrichtung für ein aus einem Faserverbundwerkstoff bestehendes Bauteil eines Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102009023032A1
Application number: DE102009023032A
Authority: DE
Inventors: Andreas Winkler; Carsten Dr. Bär
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2009-05-28
Filing date: 2009-05-28
Publication date: 2010-12-02
Anticipated expiration: 2029-05-29
Also published as: DE102009023032B4

Abstract

Eine Befestigungsvorrichtung für ein aus einem Faserverbundwerkstoff bestehendes Bauteil eines Kraftfahrzeugs weist ein an dem Bauteil angebrachtes erstes Verbindungselement auf, an welchem ein zweites Verbindungselement anbringbar ist. Das erste Verbindungselement ist mittels einer Klebeschicht mit dem Bauteil verbunden. Es ist eine einen Formschluss zwischen dem ersten Verbindungselement und dem Abschnitt herstellende Verdrehsicherung zum Verhindern einer Verdrehung des ersten Verbindungselements gegenüber dem Bauteil vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung für ein aus einem Faserverbundwerkstoff bestehendes Bauteil eines Kraftfahrzeugs nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Auf Grund Ihrer geringen Dichte bei gleichzeitig hoher Festigkeit werden Faserverbundwerkstoffe bzw. faserverstärkte Kunststoffe immer interessanter für den Automobilbau, insbesondere wenn sie als Karosserieteile eingesetzt werden, da hierbei im Gegensatz zu Fahrwerks- oder Motorbauteilen Metallwerkstoffe verhältnismäßig einfach durch Faserverbundwerkstoffe ersetzt werden können.
Bei bekannten Karosseriebauteilen ist es häufig erforderlich, sogenannte Schweißbolzen zu setzen, um beispielsweise Befestigungsclips oder ähnliche Bauteile an der Karosserie anbringen zu können. Des weiteren ist es teilweise erforderlich, Muttern, Schrauben oder andere Verbindungselemente an einem Karosserieteil anzubringen, um andere Bauteile oder Aggregate mit dem Karosseriebauteil verbinden zu können. Wenn das Karosseriebauteil aus Stahl oder Aluminium besteht, können solche Verbindungselemente sehr schnell und kostengünstig beispielsweise durch Schweißen angebracht werden.
Bei Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen ist ein Verbinden mittels Schweißen jedoch nicht möglich, vielmehr kann das Verbindungselement allenfalls durch Vernieten mit dem Bauteil verbunden werden, was jedoch einen sehr großen Aufwand erfordert und außerdem die Größe und somit auch den Platzbedarf und das Gewicht des Verbindungselements erheblich erhöht.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Befestigungsvorrichtung für ein aus einem Faserverbundwerkstoff bestehendes Bauteil für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welche auf sehr einfache und sichere Weise an dem Bauteil angebracht werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Klebeschicht, mittels welcher das Verbindungselement mit dem aus dem Faserverbundwerkstoff bestehenden Bauteil verbunden ist, ergibt sich eine sehr einfache Anbringung desselben an dem Bauteil, die mit geringem Aufwand und sehr kostengünstig realisiert werden kann.
Eine Verdrehung des Verbindungselements gegenüber dem Bauteil wird erfindungsgemäß durch die einen Formschluss zwischen dem Verbindungselement und dem aus dem Faserverbundwerkstoff bestehenden Abschnitt herstellende Verdrehsicherung verhindert, welche die Lage des Verbindungselements gegenüber dem Abschnitt fixiert. Dadurch ergibt sich eine mit sehr geringem Aufwand realisierbare Möglichkeit zur Anbringung eines Verbindungselements an einem aus einem Faserverbundwerkstoff bestehenden Bauteil.
Eine sehr einfache Ausführungsform der Verdrehsicherung ergibt sich, wenn diese in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wenigstens zwei miteinander korrespondierende Flächen an dem Verbindungselement und dem Abschnitt aufweist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen. Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.
Es zeigt:
1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung;
2 eine Ansicht gemäß dem Pfeil II aus 1;
3 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung; und
3 einen Schnitt nach der Linie IV-IV aus 3.
1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Befestigungsvorrichtung 1 für ein nur teilweise dargestelltes, aus einem Faserverbundwerkstoff bzw. einem faserverstärkten Kunststoff, wie z. B. CFK, bestehendes Bauteil 2 eines Kraftfahrzeugs, wobei es sich insbesondere um ein Karosseriebauteil handelt. Die Befestigungsvorrichtung 1 weist ein erstes, an dem Bauteil 2 angebrachtes Verbindungselement 3 und ein zweites, mit dem ersten Verbindungselement 3 verbindbares Verbindungselement 4 auf. Im vorliegenden Fall ist das erste Verbindungselement 3 als Mutter und das zweite Verbindungselement 4 als Schraube ausgebildet, wobei sich im vorliegenden Fall zwischen der Schraube und dem Bauteil 2 bzw. der Mutter eine Unterlegscheibe 5 befindet.
Um eine einfache und sichere Anbringung des ersten Verbindungselements 3 an dem Bauteil 2 zu ermöglichen, ist das erste Verbindungselement 3 mittels einer Klebeschicht 6 an dem Bauteil 2 angebracht. Die Klebeschicht 6 kann beispielsweise durch ein doppelseitiges Klebeband oder durch ein flüssiges oder pastöses Klebemittel gebildet sein.
Des weiteren weist die Befestigungsvorrichtung 1 eine Verdrehsicherung 7 auf, welche einen Formschluss zwischen dem ersten Verbindungselement 3 und dem Bauteil 2 herstellt, um eine Verdrehung des ersten Verbindungselements 3 gegenüber dem Bauteil 2 zu verhindern. Die Verdrehsicherung 7 weist dabei zwei miteinander korrespondierende Flächen 8 und 9 an dem ersten Verbindungselement 3 und an dem Bauteil 2 auf, wobei die Fläche 8 dem Bauteil 2 und die Fläche 9 dem ersten Verbindungselement 3 zugeordnet ist. Hierbei handelt es sich bei der Ausführungsform gemäß 2 um zwei im Wesentlichen gerade, zueinander parallele Flächen 8 und 9, wie auch der Ansicht gemäß 2 zu entnehmen ist. Des weiteren weist die Verdrehsicherung 7 im vorliegenden Fall zwei Vorsprünge 10 an dem Bauteil 2 auf, die die Fläche 8 aufweisen. Die beiderseits des ersten Verbindungselements 3 vorgesehenen Vorsprünge 10 sind im vorliegenden Fall durch eine Harztasche gebildet, welche wiederum durch eine Vertiefung in dem zur Herstellung des Bauteils 2 ver wendeten Werkzeug erzeugt wird.
Um eine gewisse Zentrierung des ersten Verbindungselements 3 gegenüber dem Bauteil 2 zu erreichen, weist dasselbe einen Vorsprung 11 auf, der in eine Bohrung 12 des Bauteils 2 eingreift.
Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform der Befestigungsvorrichtung 1 handelt es sich bei dem ersten, an dem Bauteil 2 mittels der Klebeschicht 6 angebrachten Verbindungselement 3 um eine Schraube, wohingegen das zweite Verbindungselement 4 in diesem Fall als Mutter ausgebildet ist. Auch hierbei ist zwischen dem zweiten Verbindungselement 4 und dem Bauteil 2 die Unterlegscheibe 5 angeordnet. Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß der 1 und 2 sind die miteinander korrespondierenden Flächen 8 und 9 jedoch dadurch gebildet, dass die Bohrung 12 in dem Bauteil 2 unrund ausgeführt ist und dass das erste Verbindungselement 3 einen entsprechend komplementären, d. h. ebenfalls unrunden Querschnitt aufweist, was in der Darstellung gemäß 4 deutlicher zu erkennen ist. Auch bei der Ausführungsform der Befestigungsvorrichtung 1 gemäß der 3 und 4 kann die Klebeschicht 6 durch ein doppelseitiges Klebeband oder ein flüssiges oder pastöses Klebemittel gebildet sein.
Prinzipiell ist die Ausgestaltung der Verdrehsicherung 7 bei den beschriebenen Ausführungsformen der Befestigungsvorrichtung 1 auch gegeneinander austauschbar, wobei insbesondere auch der in der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform vorgesehene Vorsprung 10 des Bauteils 2 bei der in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsform einsetzbar ist.
Durch die beschriebene Befestigungsvorrichtung ergibt sich also eine sehr einfache Möglichkeit, eine Schraube oder eine Mutter an einem aus einem Faserverbundwerkstoff bestehenden Bauteil eines Kraftfahrzeugs anzubringen, wobei gegebenenfalls auch andersartige Verbindungselemente eingesetzt werden können.

Claims

Befestigungsvorrichtung für ein aus einem Faserverbundwerkstoff bestehendes Bauteil eines Kraftfahrzeugs, mit einem an dem Bauteil angebrachten ersten Verbindungselement, an welchem ein zweites Verbindungselement anbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungselement (3) mittels einer Klebeschicht (6) mit dem Bauteil (2) verbunden ist, und dass eine einen Formschluss zwischen dem ersten Verbindungselement (3) und dem Bauteil (2) herstellende Verdrehsicherung (7) zum Verhindern einer Verdrehung des ersten Verbindungselements (3) gegenüber dem Bauteil (2) vorgesehen ist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung (7) wenigstens zwei miteinander korrespondierende Flächen (8, 9) an dem ersten Verbindungselement (3) und dem Bauteil (2) aufweist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander korrespondierenden Flächen (8, 9) zwei im Wesentlichen gerade, parallel zueinander verlaufende Flächen (8, 9) sind.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander korrespondierenden Flächen (8, 9) durch eine unrunde Bohrung (12) in dem Bauteil (2) und einen komplementären Querschnitt an dem ersten Verbindungselement (3) gebildet ist.
Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung (7) wenigstens einen Vorsprung (10) an dem Bauteil (2) aufweist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Vorsprung (10) durch eine Harztasche gebildet ist.
Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungselement (3) als Schraube oder Mutter ausgebildet ist.
Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungselement (3) einen Vorsprung (11) aufweist, der in eine Bohrung (12) in dem Bauteil (2) eingreift.
Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht (6) durch ein doppelseitiges Klebeband gebildet ist.
Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht (6) durch ein flüssiges oder pastöses Klebemittel gebildet ist.