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Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugbaugruppe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beziehungsweise des Anspruchs 15.
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Eine derartige Kraftfahrzeugbaugruppe umfasst ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil, welches (flächig) an dem ersten Bauteil anliegt und welcher zumindest bereichsweise aus einem weicheren Material besteht als das erste Bauteil und/oder als mindestens ein Befestigungselement, z. B. in Form einer Schraube oder eines Niets, über das die beiden Bauteile miteinander verbunden sind.
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Derartige Bauteilverbindungen treten in Kraftfahrzeugen beispielsweise im Türbereich auf, etwa wenn an einem ersten Bauteil in Form eines Bestandteils einer tragenden Türstruktur ein zweites Bauteil in Form eines Türmodulträgers oder einer Türinnenverkleidung zu befestigen ist. Hierbei besteht die tragende Türstruktur typischerweise aus einem festen Material, wie z. B. Stahl oder Aluminium, während für das hieran zu befestigende zweite Bauteil in Form eines Türmodulträgers oder einer Türinnenverkleidung ein vergleichsweise leichteres und weicheres Material, wie Kunststoff, Aluminium oder Magnesium, gewählt wird.
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Durchgreift das Befestigungselement bei einer derartigen Bauteilverbindung (z. B. mit seinem Schaft) einen aus dem weicheren Material bestehenden Bereich des zweiten Bauteiles, um dieses gegen das erste Bauteil zu verspannen, so kann es mit der Zeit zu einer Lockerung der Verbindung kommen, wenn das weichere Material des zweiten Bauteiles im Bereich des Befestigungselementes und/oder im Bereich der Anlage an dem ersten Bauteil relaxiert bzw. schrumpft. In diesem Fall oder allgemein beim Auftreten von Relaxation an der Verbindung und bei Vorspannungsverlust können an dem zweiten Bauteil wirkende Kräfte (insbesondere Querkräfte), etwa wenn sich ein Fahrzeuginsasse an dem zweiten Bauteil (z. B. einer Türinnenverkleidung) abstützt, nicht mehr zuverlässig über das Befestigungselement in das erste Bauteil, etwa eine Türstruktur, übertragen werden.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Kraftfahrzeugbaugruppe der eingangsgenannten Art zu schaffen, die auch bei längerer Nutzung eine zuverlässige Übertragung an dem zweiten Bauteil auftretender Kräfte (insbesondere Querkräfte) in das erste Bauteil ermöglicht.
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Dieses Problem wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Danach durchgreift das Befestigungselement mit einem Befestigungsschaft, z. B. einem Gewindeschaft oder einem Nietschaft, den aus einem weicheren Material bestehenden Bereich des zweiten Bauteiles sowie das erste Bauteil, um jene Bauteile miteinander zu verbinden, und es liegt außerdem über eine quer zum Befestigungsschaft verlaufende Anlagefläche, z. B. über einen Befestigungskopf oder eine Unterlegscheibe, an dem aus einem weicheren Material bestehenden Bereich des zweiten Bauelementes an. Dabei steht von der Anlagefläche mindestens ein Vorsprung in Richtung auf das zweite Bauteil ab, welcher in das weichere Material des zweiten Bauteiles eingreift.
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Über den Vorsprung oder die Vorsprünge kann auch dann eine Kraftübertragung von dem zweiten Bauteil in das Befestigungselement und hierüber in das erste Bauteil erfolgen, wenn aufgrund einer Relaxation bzw. Schrumpfung des vergleichsweise weichen Materials des zweiten Bauteiles die beiden Bauteile nicht mehr mit der ursprünglichen Vorspannkraft gegeneinander verspannt sind. Insbesondere kann ein Formschluss zwischen dem zweiten Bauteil und dem Befestigungselement erzeugt werden, der trotz eventueller Relaxationseffekte in der Schraubverbindung und einem damit einhergehenden Vorspannungsverlust eine (Quer-)Kraftübertragung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil sicherstellt
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Bei Verwendung einer Unterlegscheibe als Bestandteil des Befestigungselementes kann diese an dem Befestigungselement, insbesondere an dessen Kopf, festgelegt sein, um ein Verrutschen der Unterlegscheibe zu verhindern.
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Der Vorsprung kann (bezüglich des Befestigungsschaftes des Befestigungselementes) an der Anlagefläche ringförmig, insbesondere kreisringförmig, umlaufen. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass sich ein jeweiliger Vorsprung in Umfangsrichtung nur über einen Teil des Umfangs der Anlagefläche erstreckt. In diesem Fall können in Umfangsrichtung mehrere Vorsprünge hintereinander angeordnet sein, die sich jeweils nur über einen Teil jenes Umfanges erstrecken.
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An der Anlagefläche können weiterhin zwei oder mehr Vorsprünge in radialer Richtung, bezogen auf den Befestigungsschaft, nebeneinander angeordnet sein.
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Zudem kann ein jeweiliger Vorsprung an seinem – bezogen auf den Befestigungsschaft – äußeren radialen Ende eine Anschlagfläche bilden.
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Insbesondere wenn es sich bei dem Befestigungselement, an dessen Anlagefläche der Vorsprung vorgesehen ist, um ein Befestigungselement handelt, welches zur Herstellung einer Bauteilverbindung zwischen dem ersten und zweiten Bauteil gedreht wird, also beispielsweise um eine Schraube, kann der Vorsprung so ausgeführt sein, dass er sich beim Drehen des Befestigungselementes zur Herstellung der Bauteilverbindung mit seinem in Drehrichtung vorderen Endabschnitt in das weichere Material des zweiten Bauteiles eingräbt. Der vordere Endabschnitt des entsprechenden Vorsprunges kann hierfür beispielsweise spitz zulaufend, etwa keilförmig, ausgeführt sein. Weiterhin kann entlang des Vorsprunges ein- oder beidseitig eine Nut in Umfangsrichtung verlaufen, um aus dem zweiten Bauteil abgetragenes Material aufzunehmen. Der andere, hintere Endabschnitt des Vorsprunges kann als ein (im Wesentlichen senkrecht zur Anlagefläche orientierter) Anschlag ausgebildet sein, der einem Lösen der Bauteilverbindung, also insbesondere der Schraubverbindung, entgegenwirkt.
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Nach einem anderen Aspekt der Erfindung, welcher auch mit dem zuvor genannten Erfindungsaspekt kombinierbar ist, steht von dem ersten Bauteil mindestens ein Vorsprung ab, der in den aus einem weicheren Material bestehenden Bereich des zweiten Bauteiles eingreift, um hierüber eine direkte Kraftübertragung vom zweiten Bauteil in das erste Bauteil zu ermöglichen, wenn sich die Verbindung im Bereich des Befestigungselementes aufgrund einer Relaxation bzw. Schrumpfung des vergleichsweise weicheren Materials des zweiten Bauteiles gelockert hat.
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Vorliegend kann ein jeweiliger Vorsprung einerseits mit abgerundeten Kanten ausgeführt sein, insbesondere für einen Eingriff in spröde, bruchgefährdete Materialien; andererseits kann ein jeweiliger Vorsprung scharfkantig ausgeführt sein, insbesondere für einen Eingriff in ein duktiles Material.
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Ferner kann das zweite Bauteil zum einen insgesamt aus einem weicheren Material bestehen als das Befestigungselement bzw. das erste Bauteil; oder es kann vorgesehen sein, dass gerade die über das betreffende Befestigungselement zu verbindenden und aneinander anliegenden Bereiche des ersten und zweiten Bauteiles aus Materialien mit unterschiedlicher Festigkeit bestehen, wobei der relevante Bereich des zweiten Bauteils aus dem vergleichsweise weicheren Material besteht.
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Bei der Kraftfahrzeugbaugruppe kann es sich insbesondere um eine Türbaugruppe eines Kraftfahrzeugs handeln, wobei das erste Bauteil einen Bestandteil einer tragenden Türstruktur bildet und das zweite Bauteil als eine an der tragenden Türstruktur befestigte Komponente der Fahrzeugtür, etwa als ein Türmodulträger oder eine Türinnenverkleidung ausgebildet ist, die zumindest bereichsweise aus einem weicheren Material besteht als die Tragetürstruktur, etwa aus Kunststoff oder einem Leichtmetall, wie Aluminium oder Magnesium.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren deutlich werden.
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Es zeigen:
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1 einen Schnitt durch eine Kraftfahrzeugbaugruppe mit einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil, die über ein Befestigungselement miteinander verbunden sind;
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2 eine Seitenansicht des Befestigungselementes aus 1;
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2A eine Unteransicht des Befestigungselementes aus 1;
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3 einen Ausschnitt des Befestigungselementes aus den 2 und 2A in einer ersten Ausführungsform;
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3A ein Detail des Ausschnittes aus 3;
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4 einen Ausschnitt des Befestigungselementes aus den 2 und 2A in einer zweiten Ausführungsform;
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4A ein erstes Detail des Ausschnittes aus 4
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4B ein zweites Detail des Ausschnittes aus 4;
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4C eine Abwandlung des Details gemäß 4B;
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4D eine weitere Abwandlung des Details aus 4B;
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4E ein weiteres Detail des Ausschnittes aus 4;
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4F eine Abwandlung des Details aus 4E;
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5 eine Seitenansicht des Befestigungselementes aus 1 in einer zweiten Variante;
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6 eine Unteransicht eines Befestigungselementes der in 5 gezeigten Art in einer ersten Ausführungsform;
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6A ein Detail der Ansicht gemäß 6;
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6B eine Abwandlung des Details aus 6A;
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7 eine Unteransicht des Befestigungselementes der in 5 gezeigten Art in einer zweiten Ausführungsform;
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7A ein Detail der Ansicht aus 7;
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8 ein weiteres Detail der Ansicht aus 6;
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8A einen Schnitt durch das Detail gemäß 8;
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9 eine Abwandlung des Details aus 8;
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9A ein erster Schnitt durch das Detail gemäß 9;
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9B ein zweiter Schnitt durch das Detail gemäß 9;
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10 eine weitere Abwandlung des Details aus 8;
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10A einen Schnitt durch das Detail gemäß 10;
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11 eine weitere Abwandlung des Details aus 8;
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11A einen Schnitt durch das Detail gemäß 11;
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12 eine weitere Abwandlung des Details aus 8;
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12A einen Schnitt durch das Detail gemäß 12;
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13 eine weitere Abwandlung des Details aus 8;
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13A einen Schnitt durch das Detail gemäß 13;
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14 eine weitere Abwandlung des Details aus 8;
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14A einen Schnitt durch das Detail gemäß 14;
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15 eine weitere Abwandlung des Details aus 8;
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15A einen Schnitt durch das Detail gemäß 15;
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16 einen Ausschnitt einer Weiterbildung des Befestigungselementes aus 2;
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17 eine vergrößerte Darstellung des Befestigungselementes aus 2;
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18 eine Abwandlung des Befestigungselementes aus 17;
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19 eine Unteransicht einer weiteren Ausführungsform des ersten Bauteiles;
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19A einen Querschnitt durch das erste Bauteil aus 19.
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1 zeigt eine Kraftfahrzeugbaugruppe mit einem ersten Bauteil 1 und einem zweiten Bauteil 2, die über ein oder mehrere Befestigungselemente miteinander verbunden sind, wovon in 1 ein Befestigungselement 3 dargestellt ist.
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Das erste Bauteil 1 weist eine dem zweiten Bauteil 2 zugewandte Oberfläche 11 und eine hiervon abgewandte Oberfläche 12 auf; und das zweite Bauteil 2 liegt mit einer dem ersten Bauteil 1 zugewandten Oberfläche 21 an diesem bzw. an dessen hierfür vorgesehener Oberfläche 11 an. Eine weitere Oberfläche 22 des zweiten Bauteils 2 ist dem ersten Bauteil 1 abgewandt.
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Bei dem ersten Bauteil 1 kann es sich beispielsweise um eine Türstruktur, wie etwa die Türinnenwand einer Kraftfahrzeugtür, oder um einen Bestandteil hiervon handeln. Das zweite Bauteil 2 kann als eine hieran zu befestigende Türkomponente, etwa als ein Türmodulträger oder eine Türinnenverkleidung, ausgebildet sein.
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Das Befestigungselement 3, welches im Ausführungsbeispiel als eine Schraube ausgeführt ist, weist einen Kopf 30 sowie einen die beiden Bauteile 1, 2 durchgreifenden Befestigungsschaft 35 (Gewindeschaft) auf. Hierfür sind die beiden Bauteile 1, 2 jeweils mit einer Durchgangsöffnung 15 bzw. 25 versehen.
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An seiner dem zweiten Bauteil 2 zugewandten Seite (Unterseite) bildet das Befestigungselement 3 bzw. im Ausführungsbeispiel dessen Kopf 30 eine Anlagefläche 32, über die das Befestigungselement 3 an dem zweiten Bauteil 2 anliegt. Konkret liegt das Befestigungselement 3 im Ausführungsbeispiel gemäß 1 mit seiner Anlagefläche 32 an der dem ersten Bauteil 1 abgewandten Oberfläche 22 des zweiten Bauteils 2 an.
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Dem Befestigungselement 3 in Form einer Schraube ist zur Herstellung einer Schraubverbindung eine Mutter 38 zugeordnet, in die das Befestigungselement 3 mit seinem als Gewindeschaft ausgeführten Befestigungsschaft 35 eingeschraubt ist. Die Mutter 38 ist dabei im Ausführungsbeispiel als eine Schweißmutter mit dem ersten Bauteil 1, genauer mit dessen dem zweiten Bauteil 2 abgewandter Oberfläche 12, verschweißt. Alternativ kann das Befestigungselement auch als eine Dünnblechschraube zur Direktverschraubung in dem Bauteil 1 oder auch als ein Niet ausgeführt sein.
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Das zweite Bauteil 2 besteht zumindest in einem Teilbereich, der von dem Befestigungselement 3 durchgriffen wird und an dem das Befestigungselement 3 mit seiner Anlagefläche 32 anliegt, aus einem weicheren Material als das Befestigungselement 3 sowie gegebenenfalls das erste Bauteil 1, z. B. aus Kunststoff oder einem weichen Metall, wie Aluminium oder Magnesium. Das erste Bauteil 1 kann beispielsweise aus Stahl gefertigt sein. Und das Befestigungselement 3 besteht typischerweise aus Stahl, Messing, Kupfer, einer Aluminiumlegierung oder Titan.
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Im (häufig mehrjährigen) Gebrauch einer Bauteilverbindung der in 1 dargestellten Art kann es zu einer Lockerung der Verbindung in der Weise kommen, dass die Vorspannkraft, mit der die beiden Bauteile 1, 2 gegeneinander verspannt sind, nachlässt. Dies kann insbesondere die Folge einer Relaxation bzw. Schrumpfung (Setzverhalten) des zweiten Bauteiles im Bereich des Befestigungselementes 3 sein, wo ersteres ja aus einem im Vergleich zum Befestigungselement 3 bzw. zum ersten Bauteil 1 weicheren Material besteht. Dies hat wiederum zur Folge, dass an dem zweiten Bauteil 2 auftretende Kräfte, und zwar insbesondere eine dort wirkende, quer zum Befestigungsschaft 35 verlaufende Querkraftkomponente Fquer, nicht mehr zuverlässig (durch Reibung) über das Befestigungselement 3 in das hochstabile erste Bauteil 1 abgeleitet werden können. Derartige Kräfte können etwa auftreten, wenn sich ein Fahrzeuginsasse an einem als Türinnenverkleidung oder Türmodulträger ausgebildeten zweiten Bauteil 2 abstützt.
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Um einer solchen Beeinträchtigung der Übertragung an dem zweiten Bauteil 2 wirkender Kräfte in das erste Bauteil 1 entgegenzuwirken, sind an dem Befestigungselement 3, im Ausführungsbeispiel genauer an dessen dem zweiten Bauteil 2 zugewandte Anlagefläche 32, Vorsprünge 4 vorgesehen, die in das Material des zweiten Bauteiles 2 eingreifen. Ein solcher Eingriff kann beispielsweise erzeugt werden, wenn das Befestigungselement 3 in Form einer Schraube zur Herstellung der in 1 dargestellten Bauteilverbindung in die zugeordnete Mutter 3 eingedreht wird. In entsprechender Weise lässt sich ein solcher Eingriff auch bei Herstellung einer Nietverbindung erzeugen, wenn das Befestigungselement 3 als ein Niet ausgeführt ist. Die Vorsprünge 4 müssen hierbei nicht zwingend ringförmig und konzentrisch zum Befestigungsschaft 35 angeordnet sein.
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Hierdurch greift das Befestigungselement 3 – im Ausführungsbeispiel außerhalb seines Schaftes 35 – zusätzlich formschlüssig (und kraft- bzw. reibschlüssig) in das zweite Bauteil 2 ein. An dem zweiten Bauteil 2 wirkende Kräfte können somit über jene Vorsprünge 4 in das Befestigungselement 3 und hierüber wiederum in das erste Bauteil 1 eingeleitet werden.
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Eine erste Ausführungsform eines solchen Befestigungselementes 3 ist in den 2 und 2A in einer Seitenansicht sowie einer Unteransicht dargestellt. Danach weist das Befestigungselement 3 an seiner Anlagefläche 32 eine Mehrzahl hiervon abstehender Vorsprünge 4 auf. Diese sind als ringförmig an der Anlagefläche 32 umlaufende, in Umfangsrichtung u jeweils geschlossene Stege ausgeführt. Die Vorsprünge 4 sind dabei in radialer Richtung r, bezogen auf den Schaft 35 des Befestigungselementes 3 bzw. auf eine Mittellinie jenes Befestigungsschaftes 35 (entlang der axialen Richtung a erstreckte Achse A), nebeneinander angeordnet.
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Gemäß einem in 3 in einem Querschnitt gezeigten Ausschnitt des Befestigungselementes 3 im Bereich der Anlagefläche 32 sowie gemäß dem in 3A gezeigten Detail aus 3 weisen die Vorsprünge 4 jeweils zwei geneigt zur Anlagefläche 32 verlaufende radial seitliche Begrenzungen 43, 44 auf, die gerundete Übergänge in die Anlagefläche 32 bilden und die am freien Ende des jeweiligen Vorsprunges 4 in einem abgerundeten Endbereich zusammentreffen. Derartige Vorsprünge 4 sind insbesondere geeignet für einen Eingriff in ein sprödes, bruchgefährdetes Material des zweiten Bauteiles 2.
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4 zeigt in einem der 3 entsprechenden Ausschnitt eine angewandelte Ausführungsform der Ausgestaltung des Befestigungselementes 3 im Bereich der Anlagefläche 32 und der dortigen Vorsprünge 4. Ein Unterschied zur 3 besteht darin, dass sich gemäß 4 auch am in radialer Richtung r äußeren Rand der Anlagefläche 32 ein Vorsprung 4 erstreckt. Ein weiterer Unterschied besteht in der Ausgestaltung der einzelnen Vorsprünge, wobei in 4 mehrere unterschiedlich gestaltete Vorsprünge 4 in radialer Richtung r nebeneinander von der Anlagefläche 32 abstehen.
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Gemäß einem in 4A gezeigten Detail aus 4 geht ein Vorsprung 4 mit seinen radial seitlichen Begrenzungen 43, 44 jeweils scharfkantig in die Anlagefläche 32 über, wobei die beiden seitlichen Begrenzungen 43, 44 an ihrem freien Ende wiederum in einem abgerundeten Endbereich zusammentreffen. Nach 4B treffen die beiden radial seitlichen Begrenzungen 43, 44 am freien Ende demgegenüber scharfkantig zusammen. Und gemäß 4C ist am freien Ende des Vorsprunges 4 ein abgeplatteter, parallel zur Anlagefläche 32 verlaufender Endabschnitt vorgesehen. Nach 4D schließlich können die radial seitlichen Begrenzungen 43, 44 eines Vorsprunges 4 jeweils senkrecht zur Anlagefläche 32 verlaufen, so dass sie je einen radial wirkenden Anschlag bilden.
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4E zeigt eine Ausgestaltung eines Vorsprunges 4, bei dem eine radial seitliche Begrenzung 43 geneigt zur Anlagefläche 32 verläuft; und die andere (in radialer Richtung r äußere) seitliche Begrenzung 44 senkrecht zur Anlagefläche 32 ausgerichtet ist und hierdurch an der radialen Außenseite des Vorsprunges 4 eine Anschlagfläche bildet. Gemäß der in 4F gezeigten Abwandlung des Details aus 4E verlaufen die beiden seitlichen Begrenzungen 43, 44 eines Vorsprunges 4 unterschiedlich geneigt zu der Anlagefläche 32. D. h., sie bilden unterschiedliche Winkel φ1, φ2 mit einer Senkrechten auf die Anlagefläche 32.
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Vorsprünge mit scharfkantigen Übergängen in die Anlagefläche 32 und gegebenenfalls weiteren scharfen Kanten sind insbesondere geeignet zum Einsatz an einem Materialbereich des zweiten Bauteiles 2, welche aus einem duktilen Material besteht.
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In den 5 und 6 ist eine Abwandlung des Befestigungselementes 3 aus den 2 und 2A dargestellt, wonach ein jeweiliger Vorsprung 5 in Umfangsrichtung u des Befestigungselementes 3 nur teilweise umläuft. Die einzelnen Vorsprünge 5 bilden also jeweils Ringsegmente an der Anlagefläche 32 des Befestigungselementes 3. Dabei sind in Umfangsrichtung u des Befestigungselementes 3 mehrere derartige Vorsprünge 5 hintereinander angeordnet. Ferner können, wie in 5 angedeutet, in radialer Richtung r, bezogen auf den Befestigungsschaft 35 des Befestigungselementes 3 bzw. dessen Mittellinie (Achse A), mehrere derartige Vorsprünge 5 nebeneinander angeordnet sein. (In 6 sind demgegenüber alle Vorsprünge 5 radial in gleichem Abstand vom Befestigungsschaft 35 angeordnet.)
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6A zeigt im Querschnitt ein Detail aus 6 im Bereich eines Vorsprunges 5. Das vordere und hintere Ende 51, 52 des Vorsprunges 5 – entlang der Drehrichtung d beim Festdrehen des Befestigungselementes 3 betrachtet – gehen dabei jeweils senkrecht in die Anlagefläche 32 über. Durch Variation der Neigung des in Drehrichtung d vorderen Endes 51 bezüglich der Anlagefläche (über die Wahl eines entsprechenden Winkels φs1) lässt sich ein zusätzlicher Schneideffekt erzeugen. Hierdurch kann das Eingraben der Vorsprünge 5 in das Material des zweiten Bauteiles 2 erleichtert werden. Das hintere Ende (mit einem Winkel φs2) soll vor allem als Anschlag dienen, um ein selbsttätiges Lösen (Losdrehen) des Befestigungselementes zu verhindern, das in kritischen Lastfällen, etwa bei Vibrationen, auftreten könnte. Im Fall der in 6B gezeigten Abwandlung des Details aus 6A das in Drehrichtung d vordere Ende 51 des Vorsprunges 5 geneigt zur Anlagefläche 32 in diese über, ist jedoch zur Reduzierung des Schneideffektes abgerundet.
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Gemäß 7 sind an der Anlagefläche 32 des Befestigungselementes 3 in radialer Richtung r zwei Gruppen von Vorsprüngen 5, 5’ nebeneinander angeordnet (wie auch in 5 angedeutet), wobei jede dieser beiden Gruppen aus einer Mehrzahl entlang der Umfangsrichtung u hintereinander angeordneter Vorsprünge 5, 5’ besteht. Die in radialer Richtung r inneren Vorsprünge 5’ sind dabei, wie in dem Detail gemäß 7A im Schnitt verdeutlicht, jeweils keilförmig ausgestaltet, wiederum mit dem Zweck, ein Eingraben der Vorsprünge 5’ in das Material des zweiten Bauteiles zu befördern, wobei die (senkrecht zur Anlagefläche 32 ausgerichteten) hinteren Enden 52 einem selbsttätigen Lösen des Befestigungselementes 3 (entgegen der Drehrichtung d) entgegenwirken.
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In den 8 bis 15 sind unterschiedliche Abwandlungen hinsichtlich der Ausgestaltung der Vorsprünge 5 aus 6 bzw. der radial äußeren Vorsprünge 5 aus 7 (in Form von Ringsegmenten) gezeigt.
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Nach den 8 und 8A weist ein jeweiliger Vorsprung 5 zwei radial seitliche Begrenzungen 53, 54 auf, welche sich jeweils in Umfangsrichtung u an der Anlagefläche 32 erstrecken; und er ist weiterhin entlang der Umfangsrichtung u bzw. der Drehrichtung d durch ein vorderes Ende 51 und ein hinteres Ende 52 begrenzt. Die beiden radial seitlichen Begrenzungen 53, 54 verlaufen gemäß 8A jeweils geneigt zu der Anlagefläche 32 und bilden am freien Ende des Vorsprungs 5 einen spitzwinkligen Abschluss.
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Gemäß einer in den 9, 9A und 9B gezeigten Abwandlung des Vorsprungs 5 aus 5 verjüngt sich dieser in Drehrichtung d des Befestigungselementes von seinem hinteren Ende 52 in Richtung auf sein vorderes Ende 51. (Unter der Drehrichtung d wird dabei wiederum diejenige Richtung verstanden, entlang der das Befestigungselement 3 zu drehen ist, um ausgehend von einer Anordnung gemäß 1 die beiden Bauteile 1, 2 über das Befestigungselement 3 gegeneinander zu verspannen und damit zu verbinden.) Dies erleichtert zum einen das Eindrehen des Befestigungselementes 3 und verstärkt zum anderen die radiale Vorspannung.
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Die 10 und 10A zeigen eine Weiterbildung des Vorsprunges aus 8, wonach neben den radial seitlichen Begrenzungen 53, 54 des Vorsprungs 5 in Form eines Ringsegmentes jeweils eine Vertiefung 56, z.B. in Form einer Nut, verläuft, in welcher Material aufgenommen werden kann, das beim Herstellen einer Bauteilverbindung gemäß 1 aus dem zweiten Bauteil 2 abgetragen wird.
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In den 11 und 11A ist eine Abwandlung des Vorsprungs 5 aus den 8 und 8A dargestellt, gemäß welcher die beiden radial seitlichen Begrenzungen 53, 54 des Vorsprungs 5 von dessen hinterem Ende 52 ausgehend zunächst jeweils in Umfangsrichtung u verlaufenen, dann aber in Richtung auf das vordere Ende 51 entlang der Drehrichtung d spitz zusammenlaufen.
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Bei der Ausführungsform eines Vorsprunges 5 nach den 12 und 12A verlaufen die radial seitlichen Begrenzungen 53, 54 des Vorsprungs 5 ausgehend von dessen in Drehrichtung d hinterem Ende 52 ebenfalls zunächst jeweils entlang der Umfangsrichtung u, wobei sich neben einer radial seitlichen Begrenzung 53 außerdem eine Vertiefung 56 (Nut) für die Aufnahme von aus dem zweiten Bauteil 2 abgetragenem Material erstreckt. Im Bereich des in Drehrichtung d vorderen Endes 51 des Vorsprunges 5 knickt die eine seitliche Begrenzung 53 (unter Bildung eines Schneidwinkels φs3) schräg in Richtung auf die andere radial seitliche Begrenzung 54 ab. Beide seitliche Begrenzungen 53, 54 sind dabei – ebenso wie bei den Ausführungsbeispielen der 8 bis 11 – entlang der axialen Richtung a, vergleiche 5, jeweils schräg geneigt zur Anlagefläche 32.
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Die 13 bis 15 zeigen – in Abwandlung der Anordnung aus den 12 und 12A – weitere Vorsprünge 5 mit Schneidgeometrie am (in Drehrichtung d) vorderen Ende 51, um beim Festdrehen des Befestigungselementes 3 spanend Vertiefungen bzw. Rillen in dem zweiten Bauteil 2, vergleiche 1, herzustellen.
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Nach den 13 und 13A ist demgegenüber die radial äußere seitliche Begrenzung 54 des Vorsprungs 5 senkrecht zur Anlagefläche 32 orientiert. Und gemäß den 14 und 14A gilt dies für beide radial seitliche Begrenzungen 53, 54, so dass dort der Vorsprung 5 an seinem freien Ende abgeplattet ist.
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Der in den 15 und 15A gezeigte Vorsprung unterscheidet sich von den in den 12 bis 14 dargestellten Vorsprüngen zum einen dadurch, dass hier die radial innere seitliche Begrenzung 53 durchgängig entlang der Umfangsrichtung u verläuft, während die radial äußere seitliche Begrenzung 54 im Bereich des in Drehrichtung d vorderen Endes 51 des Vorsprunges 5 in Richtung auf die radial innere seitliche Begrenzung 53 abknickt. Diese Ausgestaltung ist vorteilhaft bei an der Anlagefläche 32 radial außen angeordneten Vorsprüngen, da hiermit von dem zweiten Bauteil 2 abgetragenes Material nach außen abgeleitet wird. Demgegenüber erfolgt bei einer Ausgestaltung eines Vorsprunges 5 gemäß den 12 bis 14 eine Ableitung des abgetragenen Materials radial nach innen, weshalb bei dem in 12 gezeigten Vorsprung eine zugeordnete Vertiefung 56 für die Aufnahme abgetragenen Materials seitlich neben der radial inneren seitlichen Begrenzung 53 des Vorsprunges 5 vorgesehen ist.
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16 zeigt eine Weiterbildung des in 3 dargestellten Ausschnittes eines Befestigungselementes 3, wobei am radial äußeren Bereich der Anlagefläche 32 ein zur Bildung eines Zentriermittels dienender Vorsprung 6 ausgebildet ist, der von der Anlagefläche 32 axial weiter absteht als die übrigen Vorsprünge 4 (h6 > h4) und einen größeren Öffnungswinkel an seinem freien Ende aufweisen kann (φ6 > φ4). Hiermit kann bei Wiederholmontagen, also beim erneuten Herstellen einer Bauteilverbindung der in 1 gezeigten Art, nachdem diese zwischenzeitlich gelöst worden ist, die ursprüngliche Anschraubposition selbsttätig wiedergefunden werden, indem der Zentriervorsprung 6 in die von ihm bei der erstmaligen Herstellung der Bauteilverbindung erzeugte Rille eingreift.
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17 zeigt vergrößert ein Befestigungselement der in 2 dargestellten Art, wobei anhand 17 insbesondere erkennbar ist, dass die Anlagefläche 32 einstückig am Kopf 30 des Befestigungselementes 3 angeformt ist.
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18 betrifft eine gegenüber 17 abgewandelte Ausführungsform, gemäß der die Anlagefläche 32‘ durch eine am Kopf 30 des Befestigungselementes 3 abgestützte zusätzliche Scheibe 34 (Unterlegscheibe) als einer weiteren Komponente des Befestigungselementes 3 gebildet wird. Diese ist – zur Bildung einer Verdreh- bzw. Lösesicherung – bevorzugt mit dem Befestigungselement 3, insbesondere mit dessen Kopf 30, verbunden, wie in 18 durch eine entsprechende Verbindungsstelle 33 angedeutet. Letztere kann beispielsweise durch eine Sperrverzahnung gebildet sein und gegebenenfalls auch eine verliersichere Abringung der Scheibe 34 am Befestigungselement 3 bewirken. Weiterhin ist die Scheibe 34 vorteilhaft mit geringem radialen Spiel bezüglich des Befestigungselementes 3 bzw. dessen Schaft 35 angeordnet, um die Kraftübertragung über die Scheibe 35 und das Befestigungselement 3 in das erste Bauteil 1 sicher zu stellen.
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Den vorstehend anhand der 1 bis 18 beschriebenen Ausführungsbeispielen ist gemein, dass dort jeweils als Befestigungselement 3, von welchem Vorsprünge 4, 5 abstehen, eine Schraube vorgesehen ist. Die entsprechenden Vorsprünge 4, 5 können aber ebenso an einem Niet vorgesehen sein. Es müsste dann bei den Ausführungsbeispielen jeweils lediglich der Befestigungsschaft 35 in Form eines Gewindeschaftes durch einen Nietschaft ersetzt werden.
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Soweit in den 1 bis 18 auf die Drehrichtung d beim Anziehen bzw. Festdrehen des Befestigungselementes 3 Bezug genommen wird (und deren Einfluss auf die Geometrie der Vorsprünge dargestellt wird), ist dies für jeweils beispielhaft für eine Schraube mit Rechtsgewinde dargestellt. Für Schrauben mit Linksgewinde gelten die entsprechenden Beschreibungen sinngemäß.
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In einer weiteren Ausgestaltung können entsprechende Vorsprünge – mit Blick auf 1 – auch von dem ersten Bauteil 1 bzw. genauer von der dem zweiten Bauteil 2 zugewandten Oberfläche 11 des ersten Bauteiles 1 abstehen und in das zweite Bauteil 2 bzw. genauer in dessen dem ersten Bauteil 1 zugewandte Oberfläche 21 eingreifen. Auch hierdurch lässt sich eine Übertragung von Kräften vom zweiten Bauteil 2 in das erste Bauteil 1 zuverlässig sicherstellen. Insbesondere bei einer erwarteten schwerpunktmäßigen Krafteinleitung FQue entlang einer Querrichtung (r), wie in 19 dargestellt, können die Vorsprünge 6 von der dem zweiten Bauteil 2 zugewandten Oberfläche 11 des ersten Bauteiles 1 senkrecht zu jener Kraftrichtung abstehen, vergl. 19A.
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Durch eine Kombination an dem ersten Bauteil 1 vorgesehener Vorsprünge mit den anhand der 1 bis 18 beschriebenen Vorsprüngen 4, 5 am Befestigungselement 3 lässt einer weiteren Verbesserung der Kraftübertragung durch Formschluss erreichen.
