Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung für ein zumindest abschnittsweise flächiges Schalenelement mit einem Trägerelement und einem Druckelement. Ferner betrifft die Erfindung ein Rahmenelement für ein einspuriges Kraftfahrzeug mit der Befestigungsvorrichtung und einem zumindest abschnittsweise flächigen Schalenelement.

In Kunststoffteile, insbesondere CFK-Strukturbauteile, müssen Kräfte großflächig eingeleitet werden. Die im Stand der Technik bekannten Lösungen offenbaren hierfür punktuelle Krafteinleitungen durch Gewindeeinsätze, ein Einlaminieren von Inserts oder nicht lösbare Verbindungen durch verkleben. Dabei stellt ein Einlaminieren und ein Verkleben von metallischen Inserts jedoch eine nicht lösbare Verbindung bereit, welche darüber hinaus nicht wirtschaftlich ist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Befestigungsvorrichtung für ein Schalenelement bereitzustellen, welche eine formschlüssige, großflächige Einleitung von Kräften ermöglicht und demontierbar ist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird eine Befestigungsvorrichtung für ein zumindest abschnittsweise flächiges Schalenelement mit einem Trägerelement und einem Druckelement vorgeschlagen, bei welcher das Druckelement keilförmig und das Trägerelement zu dem keilförmigen Druckelement korrespondierend ausgebildet ist. Ferner ist zumindest ein Befestigungsmittel vorgesehen, mittels welchem das Druckelement derart zu dem Trägerelement lösbar fixiert ist, dass das zumindest abschnittsweise flächige Schalenelement zwischen dem Druckelement und dem Trägerelement kraftschlüssig und formschlüssig fixierbar ist.

Das Trägerelement, das Druckelement und das zu befestigende Schalenelement sind jeweils ein Strukturbauteil. Das Druckelement erzeugt in einem montierten Zustand aufgrund des Befestigungsmittels eine Kraft auf das zu befestigende Schalenelement, wodurch dieses an dem Trägerelement kraftschlüssig und formschlüssig fixierbar ist. Dabei ist das Druckelement derart ausgebildet und dimensioniert, dass das Schalenelement großflächig zwischen dem Druckelement und dem Trägerelement im Form- und Kraftschluss verklemmbar. Das Druckelement und das Trägerelement weisen hierfür eine Keilform auf, die ein Form- und Kraftschluss ermöglichen. Auf diese Weise ist eine großflächige Einleitung von Kräften ermöglicht und eine demontierbare Befestigung bereitgestellt.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das Trägerelement und das Druckelement aus einem metallischen Material bestehen. Insbesondere sind somit auch die Befestigungsmittel und Gewinde aus einem metallischen Material. Dadurch ist eine Integration der Befestigungsvorrichtung in eine Baugruppte aufgrund der Steifigkeit bzw. Festigkeit dieser Komponenten optimiert und das zu befestigende Schalenelement über die Befestigungsvorrichtung in die Baugruppe integrierbar.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst das Druckelement sich zueinander keilförmig verjüngende Seitenflächen und eine zwischen den Seitenflächen angeordnete ebene/flache Mittelfläche. Vorteilhaft daran ist, dass eine großflächige Krafteinleitung verbessert ist.

Ferner ist eine Ausführung günstig, bei welcher das Druckelement jeweils eine Aussparung für das zumindest eine Befestigungselement aufweist. Dadurch ragt das entsprechende Befestigungsmittel in einem montierten Zustand durch das Druckelement hindurch und fixiert sowie positioniert das Druckelement, beispielsweise mit einem Bund oder einem Vorsprung. Auf diese Weise ist die Fixierung der Befestigungsvorrichtung optimiert.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Trägerelement jeweils eine Aufnahme für das zumindest eine Befestigungselement aufweist. Ferner steht die jeweilige Aufnahme vorsprungartig von dem Trägerelement hervor. Die vorsprungartige Aufnahme kann auch als Dom oder domartige Aufnahme bezeichnet werden. Die Aufnahme ist korrespondierend zu der Aussparung des Druckelements und/oder einer Aussparung des zu befestigenden Schalenelements, wodurch einem Setzverhalten entgegengewirkt wird und die Befestigung optimiert ist.

Die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung ist in einer Ausführungsvariante ausgebildet, dass an dem Druckelement Verstärkungsrippen ausgebildet sind. Vorteilhaft daran ist, dass eine Krafteinleitung in die Befestigungsvorrichtung verbessert ist.

In einer weiteren vorteilhaften Variante ist vorgesehen, dass an dem Druckelement Rippenaussparungen zur Aufnahme von Versteifungsrippen des Schalenelements ausgebildet sind. Dadurch ist eine Integration eines Schalenelements mit Versteifungsrippen optimiert. Darüber hinaus ist eine Ausführung günstig, bei welcher die Verstärkungsrippen angrenzend an die Rippenaussparungen angeordnet sind und sich in Verlängerung der Rippenaussparungen an dem Druckelement erstrecken. Auf diese Weist ist die Krafteinleitung in die Befestigungsvorrichtung weiter verbessert.

Erfindungsgemäß wird ferner ein Rahmenelement für ein einspuriges Kraftfahrzeug mit einer Befestigungsvorrichtung gemäß der vorstehenden Offenbarung und einem zumindest abschnittsweise flächigen Schalenelement vorgeschlagen, bei welchem das Schalenelement zwischen dem keilförmigen Druckelement und dem zu dem keilförmigen Druckelement korrespondierend ausgebildeten Trägerelement kraftschlüssig und formschlüssig fixiert ist.

Vorteilhaft daran ist, dass das Druckelement aufgrund des Befestigungsmittels eine Kraft auf das zu befestigende Schalenelement erzeugt, wodurch dieses an dem Trägerelement kraftschlüssig und formschlüssig fixiert ist. Dabei ist das Druckelement derart ausgebildet und dimensioniert, dass das Schalenelement großflächig zwischen dem Druckelement und dem Trägerelement im Form- und Kraftschluss verklemmt. Das Druckelement und das Trägerelement weisen hierfür eine Keilform auf, die den Form- und Kraftschluss ermöglichen. Auf diese Weise ist eine großflächige Einleitung von Kräften ermöglicht und eine demontierbare Befestigung des Schalenelements an dem Rahmenelement bereitgestellt. Das Rahmenelement ist beispielsweise ein Teil des Rahmens oder der Rahmen des einspurigen Kraftfahrzeugs.

In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Schalenelement jeweils eine Schalenaussparung für das zumindest eine Befestigungsmittel auf. Dadurch ragt das entsprechende Befestigungsmittel durch das Druckelement und das Schalenelement hindurch, wodurch die Fixierung der Befestigungsvorrichtung optimiert ist. In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schalenaussparung korrespondierend zu der hervorstehenden Aufnahme des Trägerelements ausgebildet ist. Insbesondere ist die Aufnahme in einem montierten Zustand innerhalb der Schalenaussparung angeordnet und zu der Aussparung korrespondierend ausgebildet. Dadurch erfolgt eine Verklemmung der Befestigungsvorrichtung, welche einem Setzverhalten entgegenwirkt.

Ferner ist eine Ausführung günstig, bei welcher das Schalenelement zumindest mittels einer der Seitenflächen und der Mittelfläche des Druckelements kraftschlüssig und formschlüssig fixiert ist. Dadurch ist bereits eine optimale Befestigung des Schalenelements mittels der Befestigungsvorrichtung an dem Rahmenelement gewährleistet und eine Integration des Schalenelements in die Befestigungsvorrichtung vereinfacht.

In einer besonders vorteilhaften Variante besteht das Schalenelement aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff, weiter insbesondere mittels einer Spriformtechnik hergestellt ist. Auf diese Weise ist eine großflächige Einleitung von Kräften in eine Kunststoffkomponente und eine demontierbare Lösung bereitgestellt.

Des Weiteren ist eine Ausführung günstig, bei welcher das Schalenelement ein Verkleidungsteil ist, insbesondere für einen Heckrahmen. Darüber hinaus ist in einer vorteilhaften Variante das Trägerelement eine Querbrücke ist. Für diese Komponenten eines einspurigen Kraftfahrzeugs ist eine großflächige Einleitung von Kräften in eine Kunststoffkom ponente und eine demontierbare Lösung besonders günstig.

Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Befestigungsvorrichtung für ein zumindest abschnittsweise flächiges Schalenelement;

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Rahmenelements für ein einspuriges Kraftfahrzeug mit der Befestigungsvorrichtung und einem Schalenelement;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Rahmenelements für ein einspuriges Kraftfahrzeug mit der Befestigungsvorrichtung und dem Schalenelement und

Fig. 4 eine weitere perspektivische Ansicht des Rahmenelements für ein einspuriges Kraftfahrzeug mit der Befestigungsvorrichtung und dem Schalenelement.

Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.

In Figur 1 ist eine Schnittansicht einer Befestigungsvorrichtung 1 für ein zumindest abschnittsweise flächiges Schalenelement 2 mit einem Trägerelement 11 und einem Druckelement 12 dargestellt. Das Druckelement 12 ist keilförmig und das Trägerelement 11 ist zu dem keilförmigen Druckelement 12 korrespondierend ausgebildet. Ferner ist ein Befestigungsmittel 13 vorgesehen ist, mittels welchem das Druckelement 12 derart zu dem Trägerelement 11 lösbar fixiert ist, dass das zumindest abschnittsweise flächige Schalenelement 2 zwischen dem Druckelement 12 und dem Trägerelement 11 kraftschlüssig und formschlüssig fixierbar ist. Das Befestigungselement 13 ist eine Schraube, welche das Druckelement 12 mit einem Bund fixiert. Das Trägerelement 11 und das Druckelement 12 bestehen aus einem metallischen Material.

Ferner umfasst das Druckelement 12 sich zueinander keilförmig verjüngende Seitenflächen 121 und eine zwischen den Seitenflächen 121 angeordnete ebene/flache Mittelfläche 122 umfasst. Darüber hinaus sind an dem Druckelement 12 Verstärkungsrippen 124 und Rippenaussparungen 125 zur Aufnahme von Versteifungsrippen des Schalenelements 2 ausgebildet. Dabei sind die Verstärkungsrippen 124 angrenzend an die Rippenaussparungen 125 angeordnet und erstrecken sich in Verlängerung der Rippenaussparungen 125 an dem Druckelement 12.

Figur 2 zeigt eine Schnittansicht eines Rahmenelements 10 für ein einspuriges Kraftfahrzeug mit der in Figur 1 dargestellten Befestigungsvorrichtung 1 und einem Schalenelement 2. Das Schalenelement 2 ist ein Verkleidungsteil für einen Heckrahmen des einspurigen Kraftfahrzeugs und das Trägerelement 11 ist eine Querbrücke, welche das in einer Fahrrichtung links angeordnete Verkleidungsteil mit einem rechts angeordneten Seitenteil bzw. Verkleidungsteil verbindet.

Ferner ist das Schalenelement 2 zumindest abschnittsweise flächig ausgebildet und zwischen dem keilförmigen Druckelement 12 und dem zu dem keilförmigen Druckelement 12 korrespondierend ausgebildeten Trägerelement 11 kraftschlüssig und formschlüssig fixiert ist. Darüber hinaus weist das Schalenelement 2 jeweils eine Schalenaussparung 21 für das zumindest eine Befestigungsmittel 13 auf. Die Schalenaussparung 21 ist dabei korrespondierend zu der hervorstehenden Aufnahme 111 des Trägerelements 11 ausgebildet. Des Weitere ist das Schalenelement 2 mittels einer der Seitenflächen 121 und der Mittelfläche 122 des Druckelements 12 kraftschlüssig und formschlüssig fixiert. Die andere Seitenfläche 121 des Druckelements 12 liegt an einer korrespondierenden Fläche des Trägerelements an. Das Schalenelement 2 besteht außerdem aus einem kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff und ist mittels einer Spriformtechnik hergestellt.

In Figur 3 ist eine perspektivische Ansicht des in Figur 2 gezeigten Rahmenelements 10 für ein einspuriges Kraftfahrzeug mit der Befestigungsvorrichtung 1 und dem Schalenelement 2 dargestellt. Dabei sind jedoch das Druckelement 12 und die Befestigungsmittel 13 nicht gezeigt. Das Trägerelement 11 weist jeweils eine Aufnahme 111 für das jeweilige Befestigungselement 13 auf und die jeweilige Aufnahme 111 steht vorsprungartig von dem Trägerelement 11 hervor. Die Schalenaussparung 21 ist dabei korrespondierend zu der hervorstehenden Aufnahme 111 des Trägerelements 11 ausgebildet.

Figur 4 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht des Rahmenelements 10 für ein einspuriges Kraftfahrzeug mit der Befestigungsvorrichtung 1 ohne entsprechende Befestigungsmittel 13 und dem Schalenelement 2. Darin ist dargestellt, dass das Druckelement 12 jeweils eine Aussparung 123 für das jeweilige Befestigungselement 13 aufweist.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

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