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Patent Searching and Data


Title:
SCREWED ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/090562
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a screwed assembly which consists of at least one pre-punched, upper and an unpunched, lower component (3, 1), an intermediate layer (2) arranged inbetween, and a plurality of self-drilling fastening screws (7) which are introduced via a pre-hole (4) in the upper component (3) and screwed to the unpunched component (1) with the interposition of the intermediate layer. In order to effectively prevent in a simple manner any still uncured intermediate layer material from flowing out of the upper component surface (5) when the fastening screws are screwed in, the pre-holes (4) in the upper component (3) are designed as blind holes which are closed by a thin membrane (6).

Inventors:
DÜNISCH ROBERT (DE)
GOTTMANN HELMUT (DE)
HIRSCH PETER (DE)
KLAWUNN THOMAS (DE)
KOCH BENJAMIN (DE)
RAPP DIETER (DE)
WENDLAND NORBERT (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/074673
Publication Date:
June 19, 2014
Filing Date:
November 26, 2013
Export Citation:
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Assignee:
BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG (DE)
International Classes:
B62D27/02; B62D27/06; F16B15/00
Domestic Patent References:
WO1998018670A11998-05-07
Foreign References:
US20090278371A12009-11-12
DE102009009112A12010-11-04
DE102007033126A12009-01-22
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Claims:
Patentansprüche

Schraubverbund, bestehend aus mindestens einem vorgelochten, oberen und einem ungelochten, unteren Bauteil (3, 1), einer zwischen diesen angeordneten Zwischenschicht (2) sowie mehreren, jeweils über ein Vorloch (4) im oberen Bauteil (3) eingeführten und im unausgehärteten Zustand der Zwischenschicht mit dem ungelochten Bauteil (1) verschraubten, selbstbohrenden Befestigungsschrauben (7), dadurch gekennzeichnet, dass

die Vorlöcher (4) im oberen Bauteil (3) als durch einen Steg (6) verschlossene Sacklöcher ausgebildet sind.

Mehrblechverbund nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (6) an einer von der zwischenschichtseitigen Bauteilfläche entfernten

Stelle des Vorlochs (4) angeordnet ist.

Mehrblechverbund nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgelochte Bauteil (3) ein Aluminiumgussteil ist.

Mehrblechverbund nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass

die Zwischenschicht (2) eine die Bauteile (1 , 3) korrosions- und/oder lastfest verbindende Klebstoffschicht ist.

5. Mehrblechverbund nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass

als selbstbohrende Befestigungsschrauben (7) Fließlochschrauben vorgesehen sind.

Description:
Schraubverbund

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schraubverbund, bestehend aus mindestens einem vorgelochten, oberen und einem ungelochten, unteren Bauteil, einer zwischen diesen angeordneten Zwischenschicht sowie mehreren, jeweils über ein Vorloch im oberen Bauteil eingeführten und unter Zwischenlage der Zwischenschicht mit dem ungelochten Bauteil verschraubten Befestigungsschrauben, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der EP 2 311 713 A1 ist ein derartiger Schraubverbund für Kraftfahrzeug- Karosserieteäle bekannt, bei welchem ein äußerer, vorgelochter Stahlflansch über selbstschneidende, von Seiten der Vorlöcher im Stahlflansch eingeführte Befestigungsschrauben und eine Klebstoffschicht mit einem innenliegenden Aluminiumrohr lastfest verbunden wird. Dabei werden die Befestigungsschrauben aus Fertigungsgründen häufig im noch unausgehärteten Zustand der Klebstoffschicht festgezogen, mit der Folge, dass sich das Klebstoffmaterial unkontrolliert verlagern kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schraubverbund der beanspruchten Art so auszubilden, dass störende Materialbewegungen der beim Festziehen der Ver- schraubungen unausgehärteten Zwischen-, also insbesondere Klebstoffschicht auf baulich einfache Weise unterbunden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Schraubverbund gelöst. Erfindungsgemäß wird das Vorioch durch den dünnwandigen Vorlochsteg in Verbindung mit der den Vorlochsteg durchbohrenden Befestigungsschraube auf fertigungstechnisch einfache Weise sicher verschlossen und so wirksam verhindert, dass das Zwischenschichtmaterial aus dem Vorloch austritt und dann Materialpartikel von der sich drehenden Befestigungsschraube nach außen auf die Bauteil- oberfläche oder in die Umgebung weggeschleudert werden können, aber dennoch sichergestellt, dass das Eindrehmoment und die Bohrlänge der selbstbohrenden Befestigungsschraube unabhängig von der Wandstärke des schraubkopfseitigen, oberen Bauteils nahezu unverändert innerhalb der durch die Verschraubung mit dem ungelochten, unteren Bauteil vorgegebenen Grenzen verbleiben.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Vorlochsteg an einer von der zwischenschichtseitigen Bauteilfiäche entfernten Stelle des Vorlochs angeordnet, wodurch eine durch den Vorlochsteg nach außen begrenzte Ausgleichskammer entsteht, in die überschüssiges Zwischenschicht-, nämlich insbesondere Klebstoffmaterial, beim Eindrehen der Befestigungsschraube zwängungs- frei ausweichen kann.

Im Hinblick auf eine weitere fertigungstechnische Vereinfachung ist das vorgelochte Bauteil zweckmäßigerweise ein Gussteil, vorzugsweise aus Aluminium, so dass der Vorlochsteg ohne nachträgliche spanende Bearbeitung gleich beim Gussvorgang am Bauteil mitangeformt werden kann.

Aus Gründen einer hochfesten und zugleich spänefreien Verschraubung schließlich empfiehlt es sich, als selbstbohrende Befestigungsschrauben Fließlochschrauben zu verwenden. Die Erfindung wird nunmehr anhand mehrerer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung naher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:

Fig. 1a, b ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen

Schraubverbunds vor (a) und nach (b) der Fertigstellung;

Fig. 2 eine der Fig. 1a entsprechende Darstellung eines werteren

Ausführungsbeispiels mit einer werkstoffmäßig anderen Bauteilkombination und einem etwa in der Vorlochmitte positionierten Vorlochsteg; und

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel mit einem nochmals unterschiedlich positionierten Vorlochsteg und einer wiederum anderen Werkstoffkombination des Bauteilverbunds.

Der in Fig. 1 gezeigte Schraubverbund besteht aus einem ungelochten, unteren Stahlblech 1 , einer auf dieses aufgebrachten Klebstoff-Zwischenschicht 2 und einem vorgelochten, oberen Bauteil 3 in Form eines Aluminium-Gussteils, dessen Vorlöcher 4 als Sacklöcher ausgebildet und auf Seiten der äußeren Bauteiloberfläche 5 durch einen dünnwandigen Vorlochsteg 6 verschlossen sind. Bei der Herstellung des Bauteils 3 werden die Vorlöcher 4 einschließlich der Vorlochstege 6 in der Gussform mitgeformt.

Verschraubt wird der zuvor (durch eine nicht gezeigte Spannvorrichtung) zusammengespannte Mehrschichtstapel 1 , 2, 3 mit Hilfe von Fließlochschrauben 7, welche über den Vorlochsteg 6 und die Klebstoffschicht 2 in das ungelochte, untere Stahlblech 1 eingeschraubt werden. Dabei befindet sich der Klebstoff im noch un- ausgehärteten Zustand, und durch den Vorlochsteg 6 wird sichergestellt, dass Klebstoff aus der Zwischenschicht 2 nicht über das Vorloch 4 austreten und dann von der mit hoher Drehzahl angetriebenen Fließlochschraube 7 nach außen weggeschleudert werden kann. Wie Fig. 1 weiterhin zeigt, begrenzt der Vorlochsteg 6 eine zur Klebstoffschicht 2 hin geöffnete Ausgleichskammer 8, in welche der Kleb- stoff beim Festziehen der Verschraubung ausweichen kann, wie dies aus Fig. 1b, in der der Schraubverbund im fertiggestellten Zustand dargestellt ist, ersichtlich ist.

Fig. 2, wo die dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechenden Komponenten durch das gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet sind, zeigt die Möglichkeit, den Vorlochsteg 6 an einer anderen Stelle, nämlich z. B. in der Mitte des Vorlochs 4 zu positionieren und für den Schraubverbund in weiten Grenzen beliebige Bauteilkombinationen zu verwenden. So besteht - umgekehrt wie beim ersten Ausführungsbeispiel - das untere, ungelochte Bauteil 1 aus einem Aluminiumblech und das obere, vorgelochte Bauteil 3 aus einem Stahlblech, in welches die Vorlöcher 4 einschließlich des dünnwandigen Vorlochstegs 6 beim Walzvorgang oder durch spanende Bearbeitung eingeformt werden. Im Übrigen ist die Fertigungs- und Bauweise die gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.

Nach Fig. 3, in der die den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen entsprechenden Komponenten wiederum durch das gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet sind, ist der Vorlochsteg 6 an dem zwischensch ichtseitigen Ende des Vorlochs 4 angeordnet, so dass eine klebstoffaufnehmende Ausgleichskammer fehlt und daher das Klebstoffvolumen beim Eindrehen der Fließlochschraube 7 vollständig in der Klebstoffschicht 2 verbleibt. Nach Fig. 3 ist für die Bauteile 1 , 3 eine nochmals andere Werkstoffkombination gewählt, nämlich Aluminium für das vorgelochte, obere Bauteil 3 und ein Organoblech aus einem thermoplastischen Faserverbundwerkstoff für das ungelochte, untere Bauteil 1. Ansonsten ist die Herstel- lungs- und Bauweise die gleiche wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen.