用于将力导入到由纤维复合材料构成的构件中的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于借助螺纹连接机构将力导入到由纤维复合材料构成的构件中的装置，该装置包括设置在所述构件的通孔中的销钉状的连接元件。特别是本发明专利技术的目的是提高由纤维复合材料构成的构件上的螺纹连接的耐久性。这个目的通过如下方式得以实现，即，所述螺纹连接机构具有将构件(1)的通孔(2)围起来并且容纳连接元件(9)的两件式衬套(6)，该衬套(6)的第一和第二衬套部分(6.1，6.2)构造得在轴向长度上相互嵌接并且每个衬套部分(6.1，6.2)具有径向延伸的凸缘(15.1，15.2)、所述凸缘具有面向所述构件(1)的凸缘侧面(16.1，16.2)，在所述凸缘侧面上构造有滑动面。

Device for introducing force into a component made of fiber composite material

The present invention relates to a device for introducing force into a component made of fiber composite material by means of a threaded connection mechanism comprising a pin like connecting element provided in the through hole of the member. In particular, the object of the present invention is to improve the durability of threaded connections on components made of fiber composites. This can be achieved through the following ways, namely, the screw connection mechanism with component (1) through hole (2) enclosed and accommodate the connecting element (9) of the two type bushing (6), the bushing (6) of the first and second sleeve portion (6.1, 6.2) in the structure the axial length of each scarf and each bushing (6.1, 6.2) has a radially extending flange (15.1, 15.2), the flange has for the component (1) of the flange side (16.1, 16.2), in the flange on the side slip surface structure.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将力导入到由纤维复合材料构成的构件中的装置
本专利技术涉及一种用于借助螺纹连接机构来将力导入到由纤维复合材料构成的构件中的装置，其包括设置在所述构件的通孔中的销钉状的连接元件。
技术介绍
所述装置应用在需与由比较软的材料构成的构件诸如由纤维增强塑料构成的板逐点地连接的结构件上，其中作用在所述结构件上的力被传递到由纤维复合材料构成的构件中。已知的连接基本上由一个穿过塑料构件的、多为金属制的连接元件构成，该连接元件与所述构件类似于螺栓连接地拧紧。这样的装置例如在机动车
中应用在车轮悬挂装置中或纤维复合材料构件上的横向控制杆连接装置中。尤其是动态地作用的力经由连接元件被导入到纤维复合材料构件的孔横截面中，其中厚度小的特别平的构件遭受到高的负荷。由于动态力的原因，发生金属连接元件相对构件的纤维复合材料结构的微小的相对运动，其中在纤维复合材料构件上出现所谓的振动摩擦磨损(Schwingreibverschleiss)。振动摩擦过程既会造成纤维复合材料结构的损害也会导致金属连接元件的削弱。在节省空间和材料的趋势中，特别是在机动车领域，对将力单侧地导入到塑料构件中的连接的要求日益增多，这些连接对构件产生特别高的负荷。由经由连接元件的杠杆臂单侧地和横向于构件的通孔地作用的力在装置中产生倾覆或者弯曲力矩，该倾覆或者弯曲力矩附加地促进塑料构件上的振动摩擦磨损并且最后导致连接的提前失效(参照图1，属于现有技术的装置)。由于纤维复合材料构件上的相对运动和倾覆或者弯曲力矩的原因而产生特别严重的损害，所述纤维复合材料构件的纤维取向基本上垂直于通孔的纵轴线延伸。增强纤维在这个取向中能经受的负荷较小。另外，正交地终结在通孔的孔内侧面中的增强纤维在金属连接元件上有严重磨蚀的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是，进一步改进文首述及的装置，该装置消除所述的现有技术的缺点，特别是保障螺纹连接在由纤维复合材料构成的构件上的提高的耐久性。这个目的通过用于借助螺纹连接机构将力导入到由纤维复合材料构成的构件中的装置得以实现，该装置包括设置在所述构件的通孔中的销钉状的连接元件。根据本专利技术提出：螺纹连接机构具有包围构件的通孔的和容纳连接元件的两件式衬套，其中，该衬套的第一和第二衬套部分构造成沿轴向延伸相互搭接并且每个衬套部分具有一个径向延伸的、具有面向构件的凸缘侧面的凸缘，在所述凸缘侧面上构造有滑动面。衬套部分如此构造，使得这些衬套部分在装配状态中将塑料构件的通孔围起来并且构成用于连接元件的通道(Durchfuehrung)。根据本专利技术的连接元件通过各衬套部分而间接地与构件进行螺纹连接。各衬套部分具有凸缘，这些凸缘在装配状态中分别以它们的面向构件的凸缘侧面贴靠在所述构件的上侧面或者下侧面上。通过根据本专利技术的衬套部分的设计结构――第一衬套部分嵌接到第二衬套部分中或反过来――这两个衬套部分彼此保持作用连接。利用这个装置，由经由连接元件单侧导入的横向力产生的倾覆或者弯曲力矩尤其经由两个衬套部分的凸缘而能够面式地支撑在塑料构件的上侧面或者下侧面上。由需导入的力产生的弯曲力矩能够通过相应的衬套部分的压力被大面积地经由凸缘而导入到由纤维复合材料构成的构件的上侧面或者下侧面中。在此，凸缘的面向所述构件的凸缘侧面可以在塑料构件的上侧面或者下侧面上滑动。借助根据本专利技术的结构最大限度径向指向的衬套部分完成相对构件的相对运动。每个衬套部分上设置的凸缘侧面的滑动面具有微小的粗糙度并且优选构造成磨光的或抛光的。但是也可考虑在凸缘侧面上设置油膜。凸缘的凸缘侧面的提高的滑动能力能够实现凸缘的凸缘侧面与所述构件的表面之间的低摩擦滑动并且使相互嵌接的衬套部分相对所述构件的径向指向的相对运动更加容易。在由动态横向力产生的倾覆或者弯曲力矩的情况下特别活跃地出现的相对运动这样会随着对构件的微小的负荷而减少。结果是作用在连接元件上的横向力尤其是垂直于通孔的孔内侧面而不是角形地经由该通孔的边缘区域而被导入到由纤维复合材料构成的构件中。以这种方式减少了通孔的孔内侧面中的摩擦和磨损而且使得通孔的易损的棱边得到最大限度的保护免受损害。根据本专利技术的装置在由纤维走向基本上垂直于通孔的纵轴线设置的纤维复合材料构成的构件中产生特别有益的效果。因为力基本上沿着纤维复合材料构件的纤维方向并且由此沿着纤维复合结构的较高负荷能力的方向被导入，所以这样的构件出色地承受住由通过通孔的孔内侧面的力的导入产生的负荷。本专利技术的有益的构造和改进方案出自下文的说明和附图。在所述装置的一种优选的实施方式中，第一衬套部分具有轴向延伸的、用于设置在所述构件的通孔中且用于嵌接到第二衬套部分的开口中的杆体。可以借助该杆体经由所述通孔的整个孔内侧面将横向力导入到所述构件中；由此使得通孔的孔内侧面和边缘区域得到更好的保护。同时杆体端部在第二衬套部分的开口中的插塞连接提供了衬套部分在装配状态中相互嵌接的结构简单的方案。如果杆体的长度构造得大于所述构件的壁厚，那么在装配状态中可以提供杆体超出部分用于更加简单地装配第二衬套部分。优选杆体端部的外轮廓构造得与所述开口的内轮廓相对应，从而产生形状锁合的(formschluessig)插塞连接。这样使得被导入的横向力能够更好地分布到各衬套部分上并且因此传递到凸缘上。如果杆体的外轮廓构造得与通孔的内轮廓相对应，那么杆体紧密地贴靠在孔内侧面上并且构成与通孔的形状锁合连接，使得被导入的横向力能够更加均匀地分布到通孔的孔内侧面上。在一种特别优选的实施方式中，在第一衬套部分的凸缘与所述构件的第一侧面之间和/或在第二衬套部分的凸缘与所述构件的第二侧面之间设置有优选由经淬火的金属、特氟隆、陶瓷或同类的材料构成的滑动垫。这样倾覆或者弯曲力矩能够经由凸缘的凸缘侧面而支撑在所述滑动垫上，而不对所述构件的表面施加强力负荷。由需导入的力产生的弯曲力矩通过一个压力经由衬套部分被导入到滑动垫中并且由此被大面积地导入到构件中。衬套部分能够附加地经由滑动垫滑动。滑动垫由此减少所述构件的表面上的磨损。由材料决定地，在凸缘的凸缘侧面的滑动面与滑动垫之间的接触部位相对在滑动垫与所述构件的表面之间的接触部位具有更小的摩擦系数。这在滑动垫与相应的衬套部分的凸缘之间产生比在所述滑动垫与所述构件之间更小的摩擦阻力。由力的导入产生的和用于使衬套部分滑动的相对运动尤其是在衬套部分与附属的滑动垫之间进行，其中，所述构件的表面得到更好地保护而免受摩擦过程。优选滑动垫构造和设置如下，即，该滑动垫的面向凸缘的侧面的表面相对该滑动垫的面向所述构件的侧面的表面具有更小的粗糙度。这样例如滑动垫的面向凸缘的侧面可以是磨光的或抛光的，而滑动垫面向所述构件的侧面则可以通过例如喷砂而被粗糙化。通过这种方式在滑动垫两侧更加清楚鲜明地形成不同的摩擦阻力和摩擦系数。在凸缘的凸缘侧面与滑动垫之间的滑动能力得到提高，这样可以预期所述构件的表面上的仅仅很微小程度的摩擦。如果滑动垫材料锁合地(stoffschluessig)、优选通过粘贴而与所述构件相连，那么为了保护构件表面，滑动垫与该构件之间的任何摩擦都得到抑制。在所述装置的一种有益的实施方式中，滑动垫具有环绕的凸缘桥接件。这个指向通孔内部设置的凸缘桥接件用于使滑动垫附加地贴靠到通孔的孔内侧面上。借助该凸缘桥接件使得由纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于借助螺纹连接机构将力导入到由纤维复合材料构成的构件中的装置，该装置包括设置在所述构件的通孔中的销钉状的连接元件，其特征在于：所述螺纹连接机构具有将构件(1)的通孔(2)围起来并且容纳连接元件(9)的两件式衬套(6)，该衬套(6)的第一和第二衬套部分(6.1，6.2)构造得在轴向长度上相互嵌接并且每个衬套部分(6.1，6.2)具有径向延伸的凸缘(15.1，15.2)，所述凸缘具有面向所述构件(1)的凸缘侧面(16.1，16.2)，在所述凸缘侧面上构造有滑动面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.24 DE 102011119251.81.用于借助螺纹连接机构将力导入到由纤维复合材料构成的构件中的装置，该装置包括设置在所述构件的通孔中的销钉状的连接元件，其特征在于：所述螺纹连接机构具有将构件(1)的通孔(2)围起来并且容纳连接元件(9)的两件式衬套(6)，该衬套(6)的第一和第二衬套部分(6.1，6.2)构造得在轴向长度上相互嵌接并且每个衬套部分(6.1，6.2)具有径向延伸的凸缘(15.1，15.2)，所述凸缘具有面向所述构件(1)的凸缘侧面(16.1，16.2)，在所述凸缘侧面上构造有滑动面。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第一衬套部分(6.1)具有轴向延伸的杆体(7)，用于设置在所述构件(1)的通孔(2)中并且用于嵌接到所述第二衬套部分(6.2)的开口(8，22)中。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于：杆体(7)的外轮廓构造得与所述第二衬套部分(6.2)的开口(8，22)的内轮廓相对应。4.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于：杆体(7)的外轮廓构造得与所述通孔(2)的内轮廓(4)相对应。5.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：在所述第一衬套部分(6.1)的凸缘(15.1)与所述构件(1)的第一侧面(18)之间和/或在所述第二衬套部分(6.2)的凸缘(15.2)与所述构件(1)的第二侧面(17)之间设置有滑动垫(20，21，24，25)。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于：所述滑动垫(20，21，24，25)由经淬火的金属、特氟隆或陶瓷构成。7.如权利要求5所述的装置，其特征在于：滑动垫(20，21，24，25)如此构造和设置，使得该滑动垫(20，21，24，25)的面向凸缘(15.1，15.2)的侧面的表面相对该滑动垫(20，21，24，25)的面向所述构件(1)的侧面的表面具有更小的粗糙度。8.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·胡芬巴赫，M·莱佩尔，J·沃纳，E·拉杜施，
申请(专利权)人：轻型结构中心萨克森有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE