DE102013001041B4 - connection arrangement with a structural component - Google Patents
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Abstract
Verbindungsanordnung (1) mit einem mehr- oder einteilig aufgebauten Strukturbauteil (2), wobei
- das Strukturbauteil (2) zur Aufnahme einer Gewindebuchse (3) eine Aufnahmeöffnung (4) mit einer Einprägung (5) aufweist,
- das Strukturbauteil (2) wenigstens zwei aneinander liegende Strukturelemente (2a, 2b) umfasst, zwischen welchen ein begrenzter Hohlraum (2c) ausgebildet ist,
- die Aufnahmeöffnung (4) im Bereich des Hohlraums (2c) in den Strukturelementen (2a, 2b) ausgebildet ist,
- im Bereich der Aufnahmeöffnung (4) ein Strukturelement (2b) die Einprägung (5) derart aufweist, dass die die Aufnahmeöffnung (4) bildenden Randbereiche (4a) der Strukturelemente (2a, 2b) aneinander anliegen, und
- die Gewindebuchse (3) mit einem Gewindebuchsenschaft (3a) und mit einem an die Einprägung (5) formschlüssig angepassten Gewindebuchsenkopf (3b) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
- der Gewindebuchsenkopf (3b) stoffschlüssig mit dem die Einprägung (5) aufweisenden Strukturbauelement (2) verbunden ist,
- eine Befestigungshülse (6) vorgesehen ist, welche aufschiebbar auf dem Gewindebuchsenschaft (3a) der in die Aufnahmeöffnung (4) eingeführten Gewindebuchse (3) ausgebildet ist,
- die Befestigungshülse (6) mit einem endseitig radial umlaufenden Flansch (6a) ausgebildet ist, welcher an dem Strukturbauteil (2) anliegt, und
- die Befestigungshülse (6) im auf den Gewindebuchsenschaft (3a) aufgeschobenen Zustand stoffschlüssig mit dem Strukturbauteil (2) verbunden ist.
Connecting arrangement (1) with a multi-part or one-part structural component (2), wherein
- the structural component (2) has a receiving opening (4) with an indentation (5) for receiving a threaded bushing (3),
- the structural component (2) comprises at least two structural elements (2a, 2b) lying next to one another, between which a limited cavity (2c) is formed,
- the receiving opening (4) is formed in the region of the cavity (2c) in the structural elements (2a, 2b),
- in the region of the receiving opening (4), a structural element (2b) has the indentation (5) such that the edge regions (4a) of the structural elements (2a, 2b) forming the receiving opening (4) abut one another, and
- the threaded bushing (3) is designed with a threaded bushing shaft (3a) and with a threaded bushing head (3b) which is positively adapted to the impression (5),
characterized in that
- the threaded bushing head (3b) is integrally connected to the structural component (2) having the indentation (5),
- a fastening sleeve (6) is provided which is designed to be pushed onto the threaded bushing shaft (3a) of the threaded bushing (3) inserted into the receiving opening (4),
- the fastening sleeve (6) is formed with a radially circumferential flange (6a) at the end, which rests on the structural component (2), and
- the fastening sleeve (6) is firmly connected to the structural component (2) when pushed onto the threaded bush shaft (3a).
Description
Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung mit einem mehr- oder einteilig aufgebauten Strukturbauteil gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a connection arrangement with a multi-part or single-part structural component according to the preamble of
Eine gattungsbildende Verbindungsanordnung ist aus der
Des Weiteren ist aus der
Die
Die
Weiterhin beschreibt die
Schließlich ist auch eine Verbindungsanordnung aus der
Solche Verbindungsanordnungen werden bevorzugt im Fahrzeugkarosseriebau eingesetzt, um bspw. einen Fahrzeugsitz an einen Querträger anzuschrauben.Such connection arrangements are preferably used in vehicle body construction, for example to screw a vehicle seat to a cross member.
Die Realisierung der bekannten Verbindungsanordnung gemäß der
Schließlich wird noch auf die
Die
Aus der
Aufgabe der Erfindung ist es eine Verbindungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die einen einfachen Aufbau aufweist und kostengünstig sowie materialsparend herstellbar ist, aber dennoch hohen mechanischen Beanspruchungen standhalten kann.The object of the invention is to provide a connecting arrangement of the type mentioned at the outset, which has a simple structure and can be produced cost-effectively and with minimal use of materials, but can nevertheless withstand high mechanical stresses.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Verbindungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This object is achieved by a connecting arrangement having the features of
Eine solche Verbindungsanordnung mit einem mehr- oder einteilig aufgebauten Strukturbauteil, bei welcher
- - das Strukturbauteil zur Aufnahme einer Gewindebuchse eine Aufnahmeöffnung eine Einprägung aufweist,
- - das Strukturbauteil wenigstens zwei aneinander liegende Strukturelemente umfasst, zwischen welchen ein begrenzter Hohlraum ausgebildet ist,
- - die Aufnahmeöffnung im Bereich des Hohlraums in den Strukturelementen ausgebildet ist,
- - im Bereich der Aufnahmeöffnung ein Strukturelement die Einprägung derart aufweist, dass die die Aufnahmeöffnung bildenden Randbereiche der Strukturelemente aneinander anliegen, und
- - die Gewindebuchse mit einem Gewindebuchsenschaft und mit einem an die Einprägung formschlüssig angepassten Gewindebuchsenkopf ausgebildet ist, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass
- - der Gewindebuchsenkopf stoffschlüssig mit dem die Einprägung aufweisenden Strukturbauelement verbunden ist,
- - eine Befestigungshülse vorgesehen ist, welche aufschiebbar auf dem Gewindebuchsenschaft der in die Aufnahmeöffnung eingeführten Gewindebuchse ausgebildet ist,
- - die Befestigungshülse mit einem endseitig radial umlaufenden Flansch ausgebildet ist, welcher an dem Strukturbauteil anliegt, und
- - die Befestigungshülse im auf den Gewindebuchsenschaft aufgeschobenen Zustand stoffschlüssig mit dem Strukturbauteil verbunden ist.
- - the structural component has a receiving opening for receiving a threaded bushing,
- - the structural component comprises at least two structural elements lying next to one another, between which a limited cavity is formed,
- - the receiving opening is formed in the region of the cavity in the structural elements,
- - in the area of the receiving opening, a structural element has the impression such that the edge areas of the structural elements forming the receiving opening abut against one another, and
- - the threaded bushing is designed with a threaded bushing shaft and with a threaded bushing head that is positively adapted to the impression, is characterized according to the invention in that
- - the threaded bushing head is firmly bonded to the structural component having the embossing,
- - a fastening sleeve is provided which can be pushed onto the threaded bushing shaft of the threaded bushing inserted into the receiving opening,
- - the fastening sleeve is designed with a radially circumferential flange at the end, which rests against the structural component, and
- - the fastening sleeve is firmly bonded to the structural component when pushed onto the threaded bushing shaft.
Mit dieser erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung wird mittels einer einfachen Konstruktion eine hochwirksame Krafteinleitung in das Strukturbauteil erzielt, da im Bereich des Hohlraumes eine Einprägung vorgesehen ist, die den Hohlraum überbrückt und dadurch eine direkte Krafteinleitung über die Gewindebuchse in die Strukturelemente des Strukturbauteils bewirkt wird. Eine bei solchen Hohlraumstrukturen üblicherweise verwendete Hülse zur Verbindung der den Hohlraum begrenzenden Wände bzw. Strukturelemente des Strukturbauteils kann entfallen.With this connection arrangement according to the invention, a highly effective introduction of force into the structural component is achieved by means of a simple construction, since an indentation is provided in the area of the cavity, which bridges the cavity and thereby causes a direct introduction of force via the threaded bushing into the structural elements of the structural component. A sleeve usually used in such cavity structures for connecting the walls or structural elements of the structural component that delimit the cavity can be omitted.
Der Gewindebuchsenkopf ist stoffschlüssig, bspw. mittels einer Klebeverbindung oder Schweißverbindung mit dem die Einprägung aufweisenden Strukturbauelement verbunden, wodurch eine einfache Montage ermöglicht wird. Die Anpassung des Gewindebuchsenkopfes an die Einprägung sichert einen hohen Kraftschluss zwischen der Gewindebuchse und dem Strukturbauteil.The threaded bushing head is firmly bonded to the structural component with the indentation, e.g. by means of an adhesive bond or welded connection, which enables easy assembly. The adaptation of the threaded bushing head to the indentation ensures a high level of friction between the threaded bushing and the structural component.
Mit der Gewindebuchse wird eine hohe Momentenabstützung erreicht, welches aus der Länge der Gewindebuchse und den an dessen Spitze angreifenden Lasten resultiert.The threaded bushing achieves a high level of moment support, which results from the length of the threaded bushing and the loads acting on its tip.
Die Montage ist aufgrund der wenigen und einfach aufgebauten Teile, also der Gewindebuchse und der Befestigungshülse einfach und schnell durchführbar, da insbesondere die Befestigungshülse nur auf den Gewindebuchsenschaft aufgeschoben zu werden braucht und der Stoffschluss mit dem Strukturbauteil, vorzugsweise in einfacher Weise mittels einer Klebeverbindung realisiert werden kann.The assembly can be carried out quickly and easily due to the few and simply constructed parts, i.e. the threaded bushing and the fastening sleeve, since the fastening sleeve in particular only needs to be pushed onto the threaded bushing shaft and the material bond with the structural component can preferably be realized in a simple manner by means of an adhesive connection.
Die Gewindebuchse kann vorzugsweise aus Metall oder aus Kunststoff mit einem metallischen Gewindeeinsatz hergestellt sein.The threaded bushing can preferably be made of metal or of plastic with a metallic threaded insert.
Die Befestigungshülse ist mit einem endseitig radial umlaufenden Flansch ausgebildet, welcher an dem Strukturbauteil anliegt. Damit wird die Festigkeit der Verbindungsanordnung weiter erhöht. Vorzugsweise ist die Befestigungshülse mit Versteifungsrippen ausgebildet, welche den Flansch mit der äußeren Mantelfläche der Befestigungshülse verbindet, so dass dadurch insbesondere die Steifigkeit der Verbindungsanordnung verbessert wird.The fastening sleeve is designed with a radially circumferential flange at the end, which rests against the structural component. This further increases the strength of the connection arrangement. Preferably, the fastening sleeve is designed with stiffening ribs which connect the flange to the outer surface of the fastening sleeve, so that the rigidity of the connection arrangement is thereby improved in particular.
Weiterhin ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine auf dem Gewindebuchsenschaft angeordnete Hülse vorgesehen, welche von der Befestigungshülse umschlossen wird. Hierbei können die Hülse aus Metall und die Befestigungshülse aus Kunststoff oder umgekehrt, die Hülse aus Kunststoff und die Befestigungshülse aus Metall hergestellt sein. Damit werden bei der Montage der Befestigungshülse auf dem Gewindebuchsenschaft der Gewindebuchse Verluste aus der Anpresskraft durch das Scherverhalten des Kunststoffes vermieden.Furthermore, according to an advantageous development of the invention, a sleeve is provided which is arranged on the threaded bushing shaft and is enclosed by the fastening sleeve. The sleeve can be made of metal and the fastening sleeve of plastic or vice versa, the sleeve of plastic and the fastening sleeve of metal. This avoids losses from the contact force due to the shearing behavior of the plastic when mounting the fastening sleeve on the threaded bushing shaft of the threaded bushing.
Des Weiteren führt die Ausgestaltung der Erfindung, wonach die Befestigungshülse und die Hülse einen Überstand über die endseitige Stirnfläche des Gewindebuchsenschaftes bilden, zu einer erhöhten Steifigkeit, da durch das Anschrauben eines Bauteils an der Gewindebuchse diese Gewindebuchse, das Strukturbauteil sowie die Befestigungshülse miteinander verpresst werden.Furthermore, the embodiment of the invention, according to which the fastening sleeve and the sleeve form a projection over the end face of the threaded bushing shaft, leads to increased rigidity, since by screwing a component onto the threaded bushing, this threaded bushing, the structural component and the fastening sleeve are pressed together.
Neben einer Klebeverbindung ist auch eine stoffschlüssige Verbindung als Schweißung bei thermoplastischen Kunststoffen möglich, wenn bspw. die Befestigungshülse und das Strukturbauteil aus thermoplastischen Kunststoffen hergestellt sind.In addition to an adhesive connection, a material-to-material connection as a weld is also possible for thermoplastics, for example if the fastening sleeve and the structural component are made of thermoplastics.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Strukturbauteil als FKV(Faserkunststoffverbund)-Sandwichstruktur ausgebildet ist. Bei der Herstellung einer solchen FKV-Sandwichstruktur wird gleichzeitig die Einprägung, die teller- oder wannenförmig ausgeformt ist, hergestellt, wobei der Hohlraum mit einem Schaumwerkstoff als Kernmaterial der bspw. als CFK-Struktur ausgebildeten FKV-Sandwichstruktur ausgefüllt ist. Mit der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung wird eine Belastung dieses Sandwich-Schaumes im Bereich der Einprägung verhindertIt is particularly advantageous if the structural component is designed as an FKV (fiber-reinforced plastic composite) sandwich structure. When producing such an FKV sandwich structure, the indentation, which is shaped like a plate or trough, is produced at the same time, with the cavity being filled with a foam material as the core material of the FKV sandwich structure, which is designed as a CFRP structure, for example. The connection arrangement according to the invention prevents this sandwich foam from being loaded in the area of the indentation.
Ferner kann weiterbildungsgemäß das Strukturbauteil aus Blechteilen hergestellt werden, wobei erst nach der Herstellung des Strukturbauteils die Einprägung durch Verprägen der beiden Strukturelemente erzeugt wird. Auch der Hohlraum eines solchen metallischen Strukturbauteils kann mit einem Schaumwerkstoff ausgefüllt werden.Furthermore, according to a further development, the structural component can be manufactured from sheet metal parts, whereby the impression is only created after the structural component has been manufactured by stamping the two structural elements. The cavity of such a metallic structural component can also be filled with a foam material.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
-
1 einen schematischen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung, und -
2 eine schematische Draufsicht auf dieVerbindungsanordnung gemäß 1 .
-
1 a schematic section through a connecting arrangement according to the invention, and -
2 a schematic plan view of the connection arrangement according to1 .
Die Verbindungsanordnung 1 gemäß den
Dieses Strukturbauteil 2 wird mit einer im Bereich der Aufnahmeöffnung 4 liegenden tellerförmigen bzw. schalenförmigen Einprägung 5 hergestellt, die von dem Strukturelement 2b ausgebildet wird und ein Tiefe aufweist, so dass sich der Randbereich 4a der von dem Strukturelement 2b gebildeten Aufnahmeöffnung 4 im Bereich der Einprägung 5 und der Randbereich 4a der von dem Strukturelement 2a gebildeten Aufnahmeöffnung 4 aneinander liegen.This
Die in diese Aufnahmeöffnung 4 eingeführte Gewindebuchse 3 ist rotationssymmetrisch ausgebildet und besteht aus einem Gewindebuchsenkopf 3b und einem eine Gewindebohrung 3d aufweisenden Gewindebuchsenschaft 3a und wird so in die Aufnahmeöffnung 4 eingeführt, dass der Gewindebuchsenkopf 3b von der Einprägung 5 aufgenommen wird. Dabei ist dieser Gewindebuchsenkopf 3b derart ausgeführt, dass zum einen der Gewindebuchsenkopf 3b formschlüssig in der Einprägung 5 liegt und zum anderen mit der Oberfläche des Strukturelementes 2b fluchtet, also im Bereich des Hohlraumes 2c eine ebene Oberfläche auf der Seite des Strukturelementes 2b entsteht.The threaded
Mit dem Einführen der Gewindebuchse 3 wird der Gewindebuchsenkopf 3b mittels einer Klebeschicht 9 mit dem Strukturelement 2b verklebt.When the threaded
Im in die Aufnahmeöffnung 4 eingeführten Zustand wird auf den über das Strukturelement 2a hinausragenden Gewindebuchsenschaft 3a eine Befestigungshülse 6 aus Kunststoff geschoben, die an der an dem Strukturelement 2a anliegenden Stirnseite mit einem radial umlaufenden Flansch 6a ausgebildet ist, der über auf dem Umfang gleichmäßig verteilte vier Versteifungsrippen 6b mit der äußeren Mantelfläche der Befestigungshülse 6 verbunden ist. Diese Befestigungshülse 6 kann kostengünstig als Kunststoffspritzgussteil hergestellt werden.When inserted into the receiving
Über diesen Flansch 6a wird die Befestigungshülse 6 mittels einer Klebeschicht 8 mit dem Strukturelement 2a des Strukturbauteils 2 stoffschlüssig verbunden. Diese Befestigungshülse 6 dient nicht nur zur weiteren Befestigung der Gewindebuchse 3 an dem Strukturbauteil 2, sondern auch zur Momentenabstützung bei einer durch ein angeschraubtes Bauteil erzeugten Kraftbelastung. Anstelle der Klebeverbindung kann auch eine Schweißverbindung realisiert werden, wenn die beteiligten Materialen thermoplastische Kunststoffe verwendet werden.The
Zusätzlich kann diese Befestigungshülse 6 auch mit einer Metallhülse 7 als Hülse versehen werden, die zusammen mit der Befestigungshülse 6 auf den Gewindebuchsenschaft 3a geschoben wird, so dass diese Metallhülse 7 an dem Gewindebuchsenschaft 3a anliegt und die Befestigungshülse 6 die Metallhülse 7 umschließt.In addition, this
Eine solche Verbindungsanordnung 1 kann im Fahrzeugkarosseriebau verwendet werden, deren Strukturbauteil 2 bspw. als Querträger zum Anbinden weiterer Bauteile, wie z. Bsp. eines Fahrzeugsitzes verwendet wird. Die Anbindung erfolgt als Schraubverbindung über die Gewindebohrung 3d, die als Sacklochbohrung in dem Gewindebuchsenschaft 3a realisiert ist.Such a
Die Verbindungsanordnung 1 kann auch so ausgeführt sein, dass die Befestigungshülse 6 sowie ggf. zusammen mit der Metallhülse 7 einen Überstand 10 über der Stirnfläche 3c des Gewindebuchsenschaftes 3a bildet. Durch das Anschrauben eines Bauteils an diesem Gewindebuchsenschaft 3a werden die Gewindebuchse 3, das Strukturbauteil 2 sowie die Befestigungshülse 6 miteinander verpresst, wodurch eine hohe Verbindungsqualität entsteht.The
Bezugszeichenreference sign
- 11
- Verbindungsanordnungconnection arrangement
- 22
- Strukturbauteilstructural component
- 2a2a
-
Strukturelement des Strukturbauteils 2structural element of
structural component 2 - 2b2b
-
Strukturelement des Strukturbauteils 2structural element of
structural component 2 - 2c2c
-
Hohlraum des Strukturbauteils 2cavity of
structural component 2 - 33
- Gewindebuchsethreaded bushing
- 3a3a
-
Gewindebuchsenschaft der Gewindebuchse 3threaded bushing shaft of the threaded
bushing 3 - 3b3b
-
Gewindebuchsenkopf der Gewindebuchse 3threaded bushing head of threaded
bushing 3 - 3c3c
-
Stirnfläche des Gewindebuchsenschaftes 3afront face of the threaded
bushing shaft 3a - 3d3D
- Gewindebohrungthreaded hole
- 44
- Aufnahmeöffnungreceiving opening
- 4a4a
- Randbereich der Aufnahmeöffnungedge area of the receiving opening
- 55
- Einprägungimprint
- 66
- Befestigungshülsemounting sleeve
- 6a6a
- Flanschflange
- 6b6b
-
Versteifungsrippe der Befestigungshülse 6stiffening rib of the
fastening sleeve 6 - 77
- Hülse, Metallhülsesleeve, metal sleeve
- 88
- Klebstoffschichtadhesive layer
- 99
- Klebstoffschichtadhesive layer
- 1010
- Überstandsupernatant
Claims (7)
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| DE102013001041.1A DE102013001041B4 (en) | 2013-01-22 | 2013-01-22 | connection arrangement with a structural component |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102013001041.1A DE102013001041B4 (en) | 2013-01-22 | 2013-01-22 | connection arrangement with a structural component |
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| DE102013001041B4 true DE102013001041B4 (en) | 2025-01-30 |
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Family Applications (1)
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| DE102013001041.1A Active DE102013001041B4 (en) | 2013-01-22 | 2013-01-22 | connection arrangement with a structural component |
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-
2013
- 2013-01-22 DE DE102013001041.1A patent/DE102013001041B4/en active Active
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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