Fahrzeuges

Beschreibung

Die vorliegend© Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung für ein aus einem ko tenstofffaserverstörkten Kunststoff bestehendes Bauteil an einer Komponente, insbes. einer Fahrwerkskomponente eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.

Im Fahrzeugbau werden zunehmend Bauteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff verwendet, wenn hohe gewichtsspezifische Festigkeiten und Steif- igkeiten gefordert sind . Teilweise werden sogar ganze Fahrzeugkomporienten , wie beispielsweise die Zelle eines Fahrzeugs, ganz oder teilweise aus kohlen- stofffaeerveretärktem Kunststoff gefertigt. Die Verbindung dieser Bauteile bzw. Komponenten aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff mit anderen Komponenten, insbes. einer Fahrwerkskomponente eines Fahrzeuges, bereitet jedoch Probleme, da kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe unter Druck ein Setzungsverhalten zeigen, welches eine sichere Anbind ung an andere Komponenten negativ beefnflusst.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Befestigungsvorrich- tung bereit zu stellen, die eine sichere und hochfeste Befestigung von Bauteilen aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff an anderen Fahrzeugkomponenten gewährleistet. Bei dem Bauteil kann es sich insbesondere ebenfalls um eine Fahrzeugkomponente handeln, so dass der Erfindung insbesondere die Aufgabe zugrunde liegt, eine Befestigungsvorrichtung bereit zu stel- len, die eine sichere und hochfeste Verbindung von zwei Fahrzeugkomponenten gewährleistet, wobei zumindest eine Fahrzeugkomponente aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff gefertigt ist. Diese Aufgabe wird bei einer Befestigungsvorrichtung für ein aus einem koh- lenstofffaserverstä rkten Kunststoff bestehendes Bauteil, insbes. einer Fahrzeugzeile oder einem tragenden Karosseriebauteil, an einer Komponente, insbes. einer Fahrwerkskomponente, eines Fahrzeuges bzw. Kraftfahrzeugs erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an dem Bauteil ein erstes Verbindungselement angebracht ist, an welchem ein zweites Verbindungselement anbring bar ist, dass das erste Verbindungselement mittels einer Klebeschicht mit dem Bauteil verbunden ist und eine abstehende Buchse aufweist, die eine Bohrung des Bauteils durchgreift und die mit einem freien Ende über das Bauteil übersteht.

Alternativ wird die Aufgabe bei einer Befee igungs Vorrichtung für ein aus einem kohtenstofffaserverstarkten Kunststoff bestehendes Bauteil, insbes. einer Zelle eines Fahrzeugs oder einem tragenden Karosseriebauteil, an einer Komponente, insbes. einer Fahrwerkskomponente des Fahrzeuges bzw. Kraftfahrzeugs erfind ungsgemäß dadurch gelöst, dass an dem Bauteil ein erstes Verbindungselement angebracht ist, an welchem ein zweites Verbin- dungseiement anbringbar ist, und dass das erste Verbindungselement mittels einer Klebeschfcht mit dem Bauteil verbunden ist. Weiterhin liegt ein drittes Verbindungsetement an der Komponente an und das Bauteil i$t zwischen dem ersten Verbindungselement und dem dritten Verbindungselement gelagert. Das dritte Verbindungseiement weist eine abstehende Hülse auf, die eine Bohrung des Bauteils durchgreift und die mit ihrem freien Ende über das Bau- teil übersteht.

Infolge dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird eine Befestigungsvorrichtung bereit gestellt, bei der keine Klemmung des Bauteils aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff erfolgt, da das Bauteil lediglich durch die Klebe- schiebt an dem ersten Verbindungselement gehalten wird. Somit kann keine Setzungsverhalten auftreten. Darüber hinaus können hochfeste und lösbare Sehraubverbindungen realisiert werden, die kostengünstig und in hohen Stückzahlen hergestellt werden können. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung beinhaltet das erste Verbindungselement ein Innengewinde und das zweite Verbindung setement einen Gewindestift.

Gemäß einer ersten Ausführungsform legt die Buchse an der Komponente an und das Bauteil ist zwischen der Komponente und dem ersten Verbindungselement gelagert. Dies« Ausführungsform gewährleistet bei einem relativ leichten Aufbau die Übertragung hoher Zugkräfte.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann nicht nur das erste Verbin- dungselement mittels einer Klebeschicht mit dem Bauteil verbunden sein, sondern das Bauteil kann vorteilhafterweise auch mittels eines Klebers mit der Komponente verklebt sein. Hierdurch ergibt sich eine besonders feste und sichere Anblndung des Bauteils an die Komponente, die auch hohe Quer- und/oder Druckkräfte übertragen kann.

Dabei kann bevorzugt das dritte Verbindungselement an dem freien Ende der Buchse anliegen. Alternativ kann bevorzugt das dritte Verbindungselement eine Hülse umfassen, die die Öffnung des Bauteils durchgreift und die an dem ersten Verbindungsetement anliegt.

Weiterhin kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung das Bauteil mittels eines Klebers auch mit dem dritten Verbindungselement verklebt sein.

Vorteilhafterweise weist das dritte Verbindungselement die gleiche Form- gebung auf wie das erste Verbindungselement, wobei das dritte Verbindungselement nicht mechanisch an das zweite Verbindungselement ankoppelbar ist, insbesondere daher kein Innengewinde umfasst. Bet dieser Ausführungsform können sowohl hohe Querkräfte (über große Klebeflächen) als auch hohe Zug- und Druckkräfte übertragen werden. Außerdem kann in dieser Ausführungsform die Verbindung zwischen Bauteil und Komportente einfach wieder gelöst werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

Figur 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Befesti- gungsvorrichturtg,

Figur 2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung, und Figur 3 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung.

In den Figuren sind lediglich die hier interessierenden Teile der Befestigungsvorrichtung dargestellt. Sämtliche übrigen Tete sind der Übersichtlichkeit hat- ber weggelassen.

Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung, die leicht aufgebaut ist und hohe Zugkräfte übertragen kann.

Ein aus einem kohienstofffaserverstärkten Kunststoff bestehendes Baute« 1 (CFK-Bauteil), beispielsweise eine CFK-Zeile oder einem tragendem Karosseriebauteil eines Fahrzeugs, ist über eine Klebeschicht 2 mit einem ersten Verbindungselement 3 verklebt. Das erste Verbindungsetement 3 ist mit einer abstehenden Buchse 4 versehen, die einstückig mit dem ersten Verbindungselement 3 ausgebildet sein kann. Verbindungseiement 3 und Buchse 4 bilden im Querschnitt gesehen die Form eines„T", wobei das Verbindungsetement 3 den horizontalen und die Buchse 4 den vertikalen Schenkel des _» bilden. Die Buchse 4 des ersten Verbindung seiementes 3 durchsetzt eine Bohrung 5 in dem Bauteil 1 und steht mit seinem freien Ende auf der dem ersten Verbin- dungselement 3 abgewart ten Seite über das Bauteil 1 über.

Um das Bauteil 3 mit einer Komponente 6, bei der es sich beispielsweise um eine Fahrwerkskomponente des Fahrzeuges handeln kann, zu verbinden, ist ein zweites Verbindungselement 7 vorgesehen. Dieses zweite Verbindungselement 7 durchsetzt eine Bohrung i in der Komponente 6 und kann mit dem ersten Verbind ungwlement 3 verbunden werden. In diesem Zustand stützt sich die Komponente 6 an der Buchse 4 ab, Da die Buchse 4 über das Bauteil 1 übersteht, können keine Klemmkräfte auf das Bauteil 1 übertragen werden, das ausschließlich über die Klebeschicht 2 mit der erfindungsgemäflen Befestigungsvonrichtung verbunden ist.

Bei dem ersten Verbindungselement 3 kann es sich beispielsweise um eine mit einem Innengewinde versehene Mutter und bei dem zweiten Verbindungselement 7 um einen in die Mutter einschraubbaren Gewindesttft, insbesondere um eine Schraube, handeln.

Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemälJen Befestigungsvorrichtung, die sowohl hohe Querkräfte als auch hohe Zug- und Druckkräfte übertragen kann. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausfuhrungsform dadurch, dass das Bauteil 1 zusätzlich mit der Komponente 6 über einen Kleber 9 verbunden ist, wodurch wegen der relativ großen Klebeflächen 2 und 9 hohe Querkräfte übertragen werden können. Das Bauteil 1 ist somit auf der einen Seite mit dem ersten Verbindungselement 3 und auf der anderen Seite mit der Komponente 6 verklebt. Figur 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der erfmdungegemäfJon Bofasü- gungsvorrichtung, die sowohl hohe Querkräle als auch hohe Zug- und Druckkräfte übertragen kann. Das aus einem kohtenstofffa serverstärkten Kunststoff bestehende Bauteil 1 (CFK-Bauteil) Ist auch bei dieser Ausführungsform über die Klebeschicht 2 mit dem ersten Verbindungselement 3 verklebt. Das erste Verbindungselement 3 hat die gleiche Formgebung wie nach dem in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel.

Die Buchse 4 durchsetzt ebenfalls die Bohrung 5 in dem Bauteil 1 und steht mit seinem freien Ende auf der dem ersten Verbindungselement 3 abgewandten Seite über das Bauteil 1 über. Zur Verbindung des Bauteils 3 mit der Komponente 6 dient auch bei diesem Ausführungsbeispfel das zweite Verbindungselement 7. Dieses zweite Verbindung selement 7 durchsetzt die Bohrung 8 in der Komponente 6 und kann mit dem ersten Verbindungselement 3 verbunden werden. Im Gegensatz zum ersten Aueführungsbeispiel, bei dem sich die Komponente 6 an der Buchse 4 abstützt, stützt sich bei diesem Ausführungsbetspiel die Komponente 6 an einem dritten Verbindungselement 10 ab. In Folge dieser Anordnung befindet sich eine Hülse 11 auf der der Komponente 6 abgewendten Seite des dritten Verbindungselementes 10 und steht dort über das Bauteil 1 über. An dieser überstehenden Hülse 11 Siegt das erste Verbindungselement 3 an. Die Hülse 11 kann insbesondere einstückig mit dem dritten Verbindungselement 10 ausgebildet sein.

Das dritte Verbindungselement 10 weist im Querschnitt die gleiche Formgebung wie das erste Verbindungselement 3 auf und ist ebenfalls mittete el- nes Klebers 9 mit dem Bauteil 1 verbunden. Das Bauteil 1 ist folglich auf der einen Seite mit dem ersten Verbindungselement 3 und auf der anderen Seite mit dem dritten Verbindungselement 10 verklebt. Im Gegensatz zu dem ersten Verbindungselement 3 handelt es sich bei dem dritten Verbindungselement 10 lediglich um eine Abstandselement und nicht um ein Befestigungselement.

Somit weist das dritte Verbi nd ungse lomont 10 insbesondere kein Innengewinde auf. Statt wie beschrieben und in den Figuren dargestellt, kann die Bychse 4 statt an dem ersten Verbindungseiement 3 auch an der Komponente 6 angeordnet oder als separates Bauteil ausgebildet sein. Ebenso kann die Hülse 11 statt an dem dritten Verbindungselement 10 auch als separates Bauteil vorgesehen sein.

Die erfindungsgemfiße Befestigungsvorrichtung ermöglicht eine hochfeste Verbindung insbes, eines CFK-Bauteils mit einer Komponente und ist kostengünstig und platzsparend realisierbar. Die ¥orh«i i«hend© Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.

Sezugsitictten!lste

1 Bauteil

2 Klebeschicht

3 erstes Verbindungselement

4 Buche

5 Bohrung

6 Komponente

7 zweites Verbindungselement

8 Bohrung

9 Kleber

10 drittes Verbindungselement

11 Hülse