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Die Erfindung betrifft ein Carbonfaser-Bauteil mit einer Flächenausdehnung, wobei in dem Carbonfaser-Bauteil eine Öffnung ausgebildet ist, die sich quer zu der Flächenausdehnung erstreckt und die mit einer umlaufenden Wand des Carbonfaser-Bauteils umgeben ist.
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Carbonfaser-Bauteile verbinden eine hohe Festigkeit mit geringem Gewicht. Sie werden heute vielfach in der Fertigung von technischen Gegenständen verwendet, bei denen ein geringes Gewicht angestrebt wird. Dazu gehören beispielsweise Fahrzeuge und Flugzeuge. In einer Reihe von Anwendungsfällen ist es wünschenswert, einen elektrischen Strom in das Carbonfaser-Bauteil einleiten zu können. Eine zufriedenstellende Lösung dafür wurde bislang nicht gefunden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Carbonfaser-Bauteil vorzustellen, mit dem auf kostengünstige und zuverlässige Weise eine Einleitung von elektrischen Strömen in das Carbonfaser-Bauteil möglich ist. Ausgehend vom genannten Stand der Technik wird die Aufgabe gelöst mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß ist ein Kontaktelement vorgesehen, das aus einem leitfähigen Material besteht und das eine an die umlaufende Wand angepasste Außenfläche aufweist, und dass das Kontaktelement einer Anpresskraft ausgesetzt ist, mit der das Kontaktelement gegen die umlaufende Wand gepresst wird, wobei eine Komponente der Anpresskraft parallel zur Flächenausdehnung des Carbonfaser-Bauteils wirkt.
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Zunächst werden einige Begriffe erläutert. Als Carbonfaser-Bauteile werden Verbundwerkstoffbauteile bezeichnet, in denen zumindest anteilig Carbonfaser enthalten sind. Die Carbonfasern können in sogenannten CFK-Bauteilen eingebettet sein in ein Trägermaterial, wie beispielsweise ein Epoxidharz. Unter den Begriff fallen beispielsweise auch glasfaserverstärkte Bauteile, die mit Carbonfasern ergänzt sind. Das Trägermaterial ist regelmäßig ein elektrischer Isolator. Das Trägermaterial kann jedoch auch mit elektrisch leitfähigen Zusatzstoffen versehen sein. Der Begriff Axialrichtung bezieht sich auf die Achse der Öffnung. Es ist nicht erforderlich, dass die Anpresskraft insgesamt parallel zu der Flächenausdehnung des Carbonfaser-Bauteils wirkt, sondern es reicht aus, wenn dies für eine Komponente der Anpresskraft gilt. Die Anpresskraft kann also auch eine Komponente in Axialrichtung der Öffnung haben.
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Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, den elektrischen Kontakt, über den elektrische Ströme in die Carbonfasern eingeleitet werden können, über die Endflächen der Carbonfasern herzustellen. Die Endflächen sind diejenigen Flächen, die beim Durchtrennen einer Carbonfaser entstehen. Im Unterschied zu den Umfangsflächen ist der elektrische Übergangswiderstand an den Endflächen wesentlich geringer, so dass hier eine wirksame Einleitung des elektrischen Stroms möglich ist. Erforderlich ist allerdings, dass der elektrische Leiter, der die elektrische Verbindung zu den Endflächen herstellt, in einem guten mechanischen Kontakt mit der Endfläche steht. Da die Carbonfasern parallel zu der Flächenausdehnung des Carbonfaser-Bauteils ausgerichtet sind, münden die Endflächen der Carbonfasern in der umlaufenden Wand der Öffnung. Die Erfindung hat erkannt, dass ein guter elektrischer Kontakt zwischen dem Kontaktelement und den Endflächen nur dann entsteht, wenn ein guter mechanischer Kontakt gegeben ist. Die Erfindung schlägt vor, den guten mechanischen Kontakt durch eine Anpresskraft zu erreichen, die mit einer Komponente parallel zur Längsrichtung der Carbonfasern wirkt.
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Es ist möglich, innerhalb der Öffnung direkt eine Anpresskraft zu erzeugen, die parallel zu der Flächenausdehnung des Carbonfaser-Bauteils wirkt. In vielen Fällen ist es jedoch einfacher, eine Kraft in Axialrichtung der Öffnung auszuüben und diese in eine parallel zu der Flächenausdehnung wirkende Antriebskraft umzusetzen. Das Carbonfaser-Bauteil kann zu diesem Zweck so gestaltet sein, dass die umlaufende Wand sich gegenüberliegende Keilflächen umfasst und dass das Kontaktelement ein an die Keilflächen angepasstes Keilelement ist. Eine in Axialrichtung auf das Keilelement wirkende Kraft wird durch die Keilflächen in die gewünschte Anpresskraft umgesetzt. Weiter vorzugsweise ist das Carbonfaser-Bauteil so gestaltet, dass die Öffnung eine Konusbohrung ist und dass das Kontaktelement ein an die Konusbohrung angepasstes Konuselement ist. Es kann eine Spanneinrichtung vorgesehen sein, um das Kontaktelement in Axialrichtung der Öffnung unter Spannung zu setzen.
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Carbonfasern haben einen sehr geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Der Wärmeausdehnungskoeffizient des Trägermaterials, in das die Carbonfasern eingebettet sind, ist in aller Regel deutlich höher. Aufgrund der hohen mechanischen Stabilität der Carbonfasern kann sich das Trägermaterial jedoch nicht in Längsrichtung der Carbonfasern ausdehnen, sondern die Ausdehnung findet quer zu den Carbonfasern statt. Bei einem Carbonfaser-Bauteil, bei dem die Carbonfasern parallel zur Fläche des Bauteils ausgerichtet sind, bedeutet dies, dass die Dicke des Bauteils sich erhöht, die Ausdehnung also in Axialrichtung des Kontaktelements stattfindet. Bei einem Kontaktelement, das starr gegen die beiden Oberflächen des Carbonfaser-Bauteils gespannt ist, würde dies bedeuten, dass die Spannung sich erhöht und der Anpressdruck zwischen dem Konaktelement und der umlaufenden Wand steigt. Kühlt das Carbonfaser-Bauteil anschließend wieder ab, kann der elektrische Kontakt zwischen dem Kontaktelement und der umlaufenden Wand beeinträchtigt sein. Die Spanneinrichtung kann deswegen mit einem in Axialrichtung wirkenden Federelement versehen sein. Dies hat den Vorteil, dass der Anpressdruck zwischen dem Kontaktelement und der umlaufenden Wand auch dann konstant gehalten werden kann, wenn das Carbonfaser-Bauteil sich in Axialrichtung ausdehnt.
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Das Spannen des Kontaktelements kann von der Rückseite des Carbonfaser-Bauteils erfolgen, also der Seite, die an das dünnere Ende der Konusbohrung angrenzt. Beispielsweise kann die Spanneinrichtung eine an der Rückseite angeordnetes Gegenstück umfassen, das über eine Schraubverbindung unter Spannung gesetzt wird. Jedoch ist häufig die Rückseite des Carbonfaser-Bauteils nur schlecht zugänglich. Um eine Bedienung der Spanneinrichtung von der Vorderseite des Carbonfaser-Bauteils aus zu ermöglichen, kann das Kontaktelement mit einer Durchgangsbohrung versehen sein. Mittels eines Bolzens, der sich durch die Durchgangsbohrung hindurch erstreckt, kann das Kontaktelement von der Vorderseite aus unter Spannung gesetzt werden.
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Das Gegenstück der Spanneinrichtung hintergreift das Carbonfaser-Bauteil, so dass es sich auf der Rückseite des Carbonfaser-Bauteils abstützen kann. Das Gegenstück hat in diesem Zustand also einen größeren Durchmesser als die Mündung der Öffnung auf der Rückseite des Carbonfaser-Bauteils. Für die Spanneinrichtung kann deswegen ein Montagezustand vorgesehen sein, in dem das Gegenstück einen verminderten Durchmesser hat, so dass es durch die Öffnung hindurchgeführt werden kann. Das Kontaktelement und die Spanneinrichtung können dann montiert werden, ohne dass ein Zugang zur Rückseite des Carbonfaser-Bauteils erforderlich ist. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Durchmesser des Gegenstücks im Montagezustand kleiner als der Durchmesser der Durchgangsbohrung. Das Gegenstück kann dann durch die Durchgangsbohrung hindurchgeführt werden.
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Der elektrische Übergangswiderstand vermindert sich, wenn ein guter Flächenkontakt zwischen dem Kontaktelement und der Endfläche der Carbonfaser gegeben ist. Verbessert werden kann der Flächenkontakt durch eine sorgfältige Bearbeitung der aneinander liegenden Oberflächen. Beispielsweise kann die Rauheit Ra der Kontaktfläche des Kontaktelements kleiner sein als 0,5 μm, vorzugsweise kleiner als 0,3 μm, weiter vorzugsweise kleiner als 0,1 μm. Die umlaufende Wand kann ebenfalls eine Rauheit von weniger als 0,5 μm, vorzugsweise weniger als 0,3 μm, weiter vorzugsweise weniger als 0,1 μm haben. Vorzugsweise sind die Oberflächen so bearbeitet, dass die gewünschte Rauheit bereits gegeben ist, bevor das Kontaktelement in die Öffnung eingesetzt ist.
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Ist das Keilelement ein Konuselement, ist ein Einschleifen in die Konusbohrung möglich. Das Konuselement wird dazu so in die Konusbohrung eingesetzt, dass ein flächiger Kontakt besteht, und dann in Rotation versetzt, so dass die Flächen aneinander reiben. Unebenheiten in der Oberfläche werden auf diese Weise beseitigt und der Flächenkontakt verbessert. Insbesondere bietet sich dies an, wenn die zusammenwirkenden Oberflächen vor dem Einsetzen keiner Feinbearbeitung unterzogen worden sind. In aller Regel besteht das Konuselement aus einem Material, das sich leichter mechanisch bearbeiten lässt als die Carbonfasern, was zur Folge hat, dass beim Einschleifen mehr Material von dem Konuselement abgetragen wird als von dem Carbonfaser-Bauteil. Um auch von dem Carbonfaser-Bauteil Material abtragen zu können, kann das Konuselement mit einer Beschichtung aus einem härteren Material versehen sein. Beim Einschleifen wird dann Material sowohl von der Beschichtung als auch von dem Carbonfaser-Bauteil abgetragen. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Beschichtung so bemessen, dass sie beim Einschleifen vollständig abgetragen wird, so dass der Flächenkontakt am Ende zwischen dem eigentlichen Material des Konuselements und dem Carbonfaser-Bauteil besteht.
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Zur Verbesserung des Kontakts ist es außerdem möglich, ein elektrisch leitfähiges Zwischenmaterial zwischen dem Kontaktelement und der umlaufenden Wand vorzusehen. Das elektrisch leitfähige Zwischenmaterial ist vorzugsweise weicher als das Carbonfaser-Bauteil, so dass das Material sich verformt, wenn das Kontaktelement in der Öffnung unter Spannung gesetzt wird, um die Anpresskraft zu erzeugen. Unebenheiten in den Oberflächen werden so ausgeglichen werden. Das Einbringen eines elektrisch leitfähigen Zwischenmaterials ist insbesondere bei Reparaturverfahren vorteilhaft.
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Damit der Flächenkontakt zwischen dem Kontaktelement und der Kontaktfläche auch bei Temperaturschwankungen weitgehend unverändert bleibt, ist es von Vorteil, wenn auch das Material des Kontaktelements einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat. Vorzugsweise ist der Wärmeausdehnungskoeffizient (Längenausdehnungskoeffizient) kleiner als 5·10–6/K, vorzugsweise kleiner als 3·10–6/K. Beispielsweise kann das Kontaktelement aus Nickel 36 bestehen, einer Legierung mit 64% Eisen und 36% Nickel. Wenn Materialien mit einem höheren Wärmeausdehnungskoeffizient verwendet werden, sollten diese bevorzugt mit dem in Axialrichtung wirkenden Federelement kombiniert werden, um die erforderliche Bewegungsfreiheit zu ermöglichen.
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Das Kontaktelement kann ein Körper sein, der im Wesentlichen aus dem vollen Material besteht und entsprechend formstabil ist. In diesem Fall ist vorzugsweise eine Spanneinrichtung vorgesehen, um die Anpresskraft zu erzeugen. Möglich sind auch Ausführungsformen, bei denen das Keilelement die Form einer Hülse hat. Bei einer solchen Hülse besteht die zusätzliche Möglichkeit, die mechanische Spannung zwischen dem Kontaktelement und der Wand der Öffnung durch Materialverformung zu erzeugen. Beispielsweise kann die Hülse nach dem Einsetzen in die Öffnung mit einem geeigneten Werkzeug gespreizt werden. Alternativ ist auch eine Spanneinrichtung denkbar, die direkt in Richtung der Anpresskraft wirkt.
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Es ist möglich, das Carbonfaser-Bauteil gezielt als Element eines Stromkreises zu benutzen. Beispielsweise kann in einem Fahrzeug die aus Carbonfaser-Bauteilen bestehende Karosserie ähnlich wie bei einem klassischen Fahrzeug als Masseanschluss verwendet werden. Das Kontaktelement kann zu diesem Zweck mit einem elektrischen Anschluss versehen sein. An den elektrischen Anschluss kann ein Kabel eines Stromkreises angeschlossen werden.
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Das Kontaktelement kann lediglich mit einem einzelnen Carbonfaser-Bauteil verbunden sein. Ist das Kontaktelement ein Keilelement oder ein Konuselement, liegt der Keil- bzw. Konuswinkel, also der Winkel zwischen der Mittelachse und der Außenfläche vorzugsweise zwischen 30° und 60°. Ein derart großer Keil-/Konuswinkel hat den Vorteil, dass auch die Endflächen der schräg abgeschnittenen Carbonfasern größer sind, wodurch sich der elektrische Kontakt verbessert.
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Die Erfindung kann auch dazu verwendet werden, einen elektrischen Übergang zwischen zwei Carbonfaser-Elementen zu schaffen. Dies ist beispielsweise erforderlich, um statische Aufladungen oder Blitzeinschläge in einem Flugzeug ableiten zu können. Die Carbonfaser-Elemente liegen flächig aufeinander, so dass es sich um ein Sandwich-Bauteil mit einer Mehrzahl von Lagen handelt, die voneinander elektrisch isoliert sind, beispielsweise durch Harze oder Klebstoffe. Die Öffnung erstreckt sich durch die Mehrzahl von Lagen hindurch, so dass das Kontaktelement elektrischen Kontakt zu den umlaufenden Wandflächen in beiden Carbonfaser-Elementen hat. Um einen guten elektrischen Kontakt zu beiden Carbonfaser-Elementen herzustellen, ist bei dieser Anwendung ein kleiner Keil-/Konuswinkel von Vorteil, der beispielsweise zwischen 2° und 10° liegen kann. Der bevorzugte Bereich für den Konuswinkel im Rahmen der Erfindung liegt also zwischen 2° und 60°. Insbesondere zur Ableitung von Blitzen kann es vorgesehen sein, dass das Carbonfaser-Bauteil mit einer Mehrzahl von Kontaktelementen versehen ist, wobei die Kontaktelemente über eine Stromschiene miteinander verbunden sind.
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Carbonfaser-Bauteile haben eine flächige Ausdehnung und eine im Vergleich dazu geringere Dicke, die beispielsweise zwischen 1 mm und 5 mm liegen kann. Liegen in einem Sandwich-Bauteil mehrere Lagen von Carbonfaser-Elementen aufeinander, addiert sich die Dicke entsprechend. Die Carbonfasern haben eine vorzugsweise Ausrichtung innerhalb der Ebene des Carbonfaser-Bauteils, wobei die Carbonfasern sich innerhalb der Ebene in unterschiedlichen Richtungen erstrecken können. Die Öffnung kann rechtwinklig zu der bevorzugten Ausrichtung der Carbonfasern angeordnet sein. Die Öffnung kann als Sacköffnung ausgebildet, vorzugsweise handelt es sich aber um eine Durchgangsöffnung. Ist die Öffnung eine Konusbohrung, erstreckt sie sich vorzugsweise mit einem konstanten Konuswinkel über die gesamte Dicke des Carbonfaser-Bauteils. Mitunter kann es auch ausreichen, wenn sich die Konusbohrung nur über mindestens 50% vorzugsweise mindestens 80% der Dicke des Carbonfaser-Bauteils erstreckt. Das Kontaktelement kann sich über die gesamte Länge der Öffnung erstrecken. Zwingend erforderlich ist dies nicht, es kann ausreichen, wenn das Kontaktelement kürzer ist und sich beispielsweise nur über 70% vorzugsweise 90% der Länge der Öffnung erstreckt. Als mechanische Befestigung ist das in die Öffnung eingeführte Kontaktelement ungeeignet, weil auf das Kontaktelement übertragene Kräfte unter einem Winkel auf die Carbonfasern wirken. Gegenüber solchen Belastungen haben die Carbonfasern jedoch keine große Widerstandskraft.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Konuselement für ein solches Carbonfaser-Bauteil. Das Konuselement besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material. Das Konuselement umfasst eine Spanneinrichtung, die dazu ausgelegt ist, das Konuselement in Axialrichtung gegen die Konusbohrung des Carbonfaser-Bauteils zu spannen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Kontakts zwischen einem aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehenden Keilelement und einem Carbonfaser-Bauteil. Bei dem Verfahren wird eine Öffnung mit einer zu dem Kontaktelement passenden umlaufenden Wandfläche in dem Carbonfaser-Bauteil erzeugt. Anschließend wird das Kontaktelement in die Öffnung eingesetzt und eine Anpresskraft zwischen dem Kontaktelement und der umlaufenden Wandfläche erzeugt, die mit einer Komponente parallel zu der Flächenausdehnung des Carbonfaser-Bauteils wirkt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit weiteren Merkmalen fortgebildet werden, die mit Bezug auf das Carbonfaser-Bauteil beschrieben sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand vorteilhafter Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
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1: ein erfindungsgemäßes Carbonfaser-Bauteil in einer Querschnittsansicht;
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2 bis 4: die Ansicht aus 1 bei anderen Ausführungsformen der Erfindung;
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5: einen vergrößerten Ausschnitt aus 3; und
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6: eine weitere Ausführungsform der Erfindung
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Ein Carbonfaser-Bauteil 14, das in 1 in einem Ausschnitt dargestellt ist, hat eine große flächenhafte Ausdehnung in der horizontalen Ebene und eine im Vergleich dazu geringere Dicke, die in der Darstellung der senkrechten Richtung entspricht. Die Dicke kann beispielsweise in der Größenordnung von einigen Millimetern liegen. Die Carbonfasern 15, die in 1 schematisch angedeutet sind, erstrecken sich in der Ebene des Bauteils 14, sind innerhalb der Ebene aber in unterschiedlichen Richtungen ausgerichtet. Erzeugt man in dem Carbonfaser-Bauteil eine Konusbohrung 16, werden die Carbonfasern 15 durchtrennt und die dadurch entstehenden Endflächen der Carbonfasern 15 liegen in der Wand der Konusbohrung 16. Da die Carbonfasern 15 schräg durchtrennt werden, haben die Endflächen eine ovale Form, deren Flächeninhalt größer ist als die Querschnittsfläche der Carbonfasern 15. Die Wandfläche der Konusbohrung 16 wird einer Feinbearbeitung unterzogen, so dass die Konusform maßgenau ist und die Rauheit Ra der Oberfläche nicht mehr als 0,2 μm beträgt.
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Ein an die Konusbohrung 16 angepasstes Konuselement 17 aus der Legierung Nickel 36 ist ebenfalls feinbearbeitet, so dass die Konusform maßgenau ist und die Rauheit Ra der Oberfläche nicht mehr als 0,2 μm beträgt. Das Konuselement 17 ist in die Konusbohrung 16 eingesetzt, so dass über die gesamte Wandfläche der Konusbohrung 16 ein flächiger Kontakt zwischen dem Konuselement 17 und der Konusbohrung 16 besteht. Das Konuselement 17 ist in Axialrichtung etwas länger als die Durchgangsbohrung 16, so dass sich nach oben und unten ein leichter Überstand des Konuselements 17 ergibt. Dadurch ist sichergestellt, dass die innerhalb der Durchgangsbohrung zur Verfügung stehende Fläche vollständig ausgenutzt wird. An seinem dickeren Ende ist das Konuselement 17 mit einem elektrischen Anschluss 25 versehen, an den ein nicht dargestelltes Kabel angeschlossen werden kann, so dass das Carbonfaser-Bauteil in einen Stromkreis eingebunden wird.
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Die insgesamt mit 20 bezeichnete Spanneinrichtung umfasst einen Gewindebolzen 21, der fest mit dem dünneren Ende des Konuselements 17 verbunden ist und sich in Axialrichtung erstreckt. Auf dem Gewindebolzen 21 sitzt eine Mutter 22, mit der über eine Unterlegscheibe 23 eine Feder 24 gespannt wird, die sich auf der Oberfläche des Carbonfaser-Bauteils 14 abstützt. Indem die Mutter 22 mit einem geeigneten Drehmoment angezogen wird, wird auf das Konuselement 17 eine definierte Kraft in Axialrichtung ausgeübt. Durch die Feder 24 bleibt die Kraft auch dann konstant, wenn sich das Carbonfaser-Bauteil 14 nach einer Temperaturänderung in Axialrichtung ausdehnt.
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Das Konuselement 17 wird mit seinem dünnen Ende voran von der Vorderseite 18 des Carbonfaser-Bauteils 14 in die Konusbohrung 16 eingeführt. Die Spanneinrichtung 20 hingegen ist an der Rückseite 19 des Carbonfaser-Bauteils 14 angeordnet. Damit das Konuselement 17 in die Konusbohrung 16 eingeführt werden kann und die Spanneinrichtung 20 betätigt werden kann, muss das Carbonfaser-Bauteil 14 also von beiden Seiten aus zugänglich sein.
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In 2 ist eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der die Öffnung 16 keilförmig angeordnete Flächen aufweist, in die ein Keilelement 17 eingesetzt und gespannt werden kann, ohne dass ein Zugang von der Rückseite erforderlich ist. Das Keilelement 17 ist mit einer Durchgangsbohrung 26 versehen, durch die eine Blindniete 34 hindurchgeführt ist. Das Gegenstück 28 der Spanneinrichtung 20 besteht aus dem umgeformten Bereich der Blindniete 34 sowie einer Unterlegscheibe 23, die mit der Rückseite 19 des Carbonfaser-Bauteils 14 verklebt ist. Nachdem das Keilelement 17 in die Konusbohrung 16 eingesetzt ist, kann die Blindniete 34 von der Vorderseite aus durch die Durchgangsbohrung 26 hindurchgeführt werden und mit der zugehörigen Zange in Eingriff gebracht werden. Die Feder 24 wird damit unter eine definierte Spannung gesetzt und eine definierte Kraft in Axialrichtung auf das Keilelement 17 ausgeübt. Das Keilelement 17 ist in Axialrichtung etwas kürzer als die Konusbohrung 16, so dass das Keilelement 17 nicht an die Unterlegscheibe 23 anstößt, obwohl diese bündig mit der Rückseite des Carbonfaser-Bauteils 14 abschließt.
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In der Ausführungsform der 3 besteht das Gegenstück 28 der Spanneinrichtung 20 aus einer Mehrzahl von Halteelementen 29, die über den Umfang des Bolzens 27 verteilt sind. Die Halteelemente 29 sind in einem Montagezustand in den Bolzen 27 eingeschwenkt, so dass sie gegenüber dem Umfang des Bolzens 27 nicht vorspringen. Sobald die Halteelemente 29 wieder aus der Durchgangsbohrung 26 ausgetreten sind, schwenken sie nach außen, so dass sie sich auf der Rückseite 19 des Carbonfaser-Bauteils 14 abstützen können. Über eine Mutter 22 wird die Spanneinrichtung 20 ähnlich wie in 1 unter Spannung gesetzt.
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Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist die Oberflächenrauigkeit größer als in 1. Um dennoch einen guten Kontakt zwischen dem Konuselement 17 und der Konusbohrung 16 herzustellen, wird gemäß 5 ein elektrisch leitfähiges Zwischenmaterial 30 in den Spalt zwischen dem Keilelement 17 und der Konusbohrung 16 eingebracht. Dieses verformt sich, wenn das Keilelement 17 gegen die Konusbohrung 16 gespannt wird, und gleicht die Unebenheiten dadurch aus. Trotz der Unebenheiten entsteht ein guter elektrischer Kontakt.
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In 4 sind zwei Carbonfaser-Elemente 141, 142 zu einem Carbonfaser-Bauteil 14 miteinander verbunden. Die Verbindungselemente sind in 4 nicht dargestellt. Die Carbonfaser-Elemente 141, 142 können beispielsweise miteinander verklebt sein oder durch Nieten miteinander verbunden sein. Die Konusbohrung 16 erstreckt sich durch beide Carbonfaser-Elemente 141, 142 hindurch, so dass das Konuselement 16 mit beiden Carbonfaser-Elementen 141, 142 gleichermaßen im elektrischen Kontakt steht. Elektrische Ströme, die beispielsweise durch statische Entladung oder einen Blitzeinschlag in das Carbonfaser-Elemente 141 eingeleitet wurden, können durch das Konuselement 17 in das andere Carbonfaser-Element 142 übertreten. Das Konuselement 17 ist so gestaltet, dass sein dickeres Ende bündig mit der Vorderseite 18 des Carbonfaser-Bauteils 14 abschließt. Die Spanneinrichtung 20 ist an der Rückseite 19 angeordnet und umfasst außer einer Mutter 22 ein topfförmiges Federelement 24, das sich mit seinem Umfang auf der Oberfläche des Carbonfaser-Bauteils 14 abstützt.
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Die Rauheit der Oberfläche des Konuselements 17 und der Konusbohrung 16 ist in diesem Beispiel anfangs etwas größer als in dem Ausführungsbeispiel der 1. Um trotzdem einen guten Flächenkontakt zwischen dem Konuselement 17 und der Konusbohrung 16 zu erreichen, wird das Konuselement 17 in die Konusbohrung 16 eingeschliffen. Nach dem Einsetzen wird das Konuselement 17 also in Drehung versetzt, so dass die Oberflächen aneinander reiben und dadurch geglättet werden.
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In der Ausführungsform der 6 hat das Kontaktelement die Form einer Konushülse 35, die in die Öffnung 16 eingesetzt wird. Mit einer geeigneten Zange wird die Hülse 35 parallel zu der Flächenausdehnung des Carbonfaser-Bauteils 14 gespreizt. Die oberen und unteren Enden der Hülse 35 werden umgebogen, so dass diese sich auf der Oberseite und Unterseite des Carbonfaser-Bauteils 14 abstützt. Auch auf diese Weise kann die gewünschte Anpresskraft in Richtung der Endflächen der Carbonfasern erzeugt werden.
