DE102006036083B4

DE102006036083B4 - Steckverbinder zum Fixieren mindestens zweier Bauteile

Info

Publication number: DE102006036083B4
Application number: DE102006036083A
Authority: DE
Inventors: Günter Schmitz
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2006-08-02
Filing date: 2006-08-02
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2026-08-03
Also published as: US20080029667A1; US7866928B2; DE102006036083A1

Abstract

Steckverbinder (1) zum Fixieren mindestens zweier Bauteile (16, 18, 28, 29), umfassend
– ein Zugelement (2), einen Bolzen (9), ein Hebelelement (6), und ein Kompressionselement (5), wobei
– das Zugelement (2) an einer dem Hebelelement (6) abgewandten Seite einen Zugstempel (4) aufweist,
– das Kompressionselement (5) auf das Zugelement (2) derart aufsteckbar ist, dass es mit dem Zugstempel (4) in flächigem Kontakt steht,
– mittels des Bolzens (9) das Hebelelement (6) und der einem Stempelabschnitt (22) des Zugelements (2) abgewandte Endabschnitt (23) des Zugelementes (2) derart verbindbar sind, dass durch das Hebelelement (6) eine Hebelbewegung ausführbar ist,
– mittels der Hebelbewegung der Abstand (31) zwischen einer Gleitfläche (25) des Hebelelements (6) und dem Zugstempel (4) veränderbar ist,
– bei einer Verkürzung des Abstandes (31) das Kompressionselement (5) komprimierbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Steckverbinder (1) ferner eine Führungshülse (7, 27) aufweist, die...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder und ein diesbezügliches Verfahren, geeignet zum Fixieren mindestens zweier Bauteile, insbesondere zum Fixieren von Bauteilen eines Flugzeugs. Bei den zu fixierenden Bauteilen kann es sich um Platten handeln, wobei eine erste Platte beispielsweise mit dem Flugzeugkörper in Verbindung steht und eine zweite Platte beispielsweise Teil eines Gehäuses für elektronische Geräte ist.
Um derartige Bauteile aneinander zu fixieren, ist ein Steckverbinder der Hartwell Corp., USA, bekannt, bestehend aus einer Tülle und einem in diese einsteckbaren Stößel. Die Tülle wird dabei unter einer gewissen Vorspannung bündig in eine erste Durchgangsöffnung in Form einer Bohrung innerhalb eines unteren Bauteils eingesetzt, wobei die Tülle um einen hervorstehenden Abschnitt länger ist als die Tiefe der Bohrung. Das zweite Bauteil, etwa in Form einer beweglichen Platte, wird mit einer weiteren Durchgangsöffnung über der ersten Durchgangsöffnung platziert, wobei sich die sich den Durchgangsöffnungen anschließenden Bauteilflächen aufeinander liegen. Schließlich wird der Stößel durch die Durchgangsöffnung des oben liegenden Bauteils sowie die Tülle gesteckt. Hierdurch spreizt sich die Tülle mit dem überstehenden Abschnitt auf. Mittels einander komplementären Rastmitteln an Tülle und Stößel wird verhindert, dass sich die so geschaffene Steckverbindung wieder löst. Erst bei genügend Zugkraft kann der Steckverbinder wieder gelöst, dass heißt die Rastmittel wieder entkoppelt werden, wobei allerdings auch eine Zerstörung des Steckverbinders nicht ausgeschlossen ist.
Ferner offenbart die WO 99/35046 einen Steckverbinder mit Hebelelement, Bolzen Zugelement und einem ringförmigen Kompressionselement, wobei das Kompressionselement auf das Zugelement aufsteckbar ist. Das Kompressionselement ist zum Teil in ein Bauteil einführbar und ragt zum Teil aus diesem Bauteil heraus.
An Steckverbinder, die im Bereich der Luftfahrttechnik Verwendung finden, werden besondere Anforderungen gestellt. Zum Einen soll die durch die Steckverbinder geschaffene Aneinanderfixierung der Bauteile dauerhaft und sicher sein und insbesondere erhöhten Vibrationen, sowie Spitzenbelastungen und Laständerungen, die auf die Bauteile einwirken und die letztendlich auf die Steckverbinder übertragen werden, standhalten können. Zum Anderen ist es oftmals gewünscht, dass die Steckverbinder leicht lösbar sind, um die Fixierung der Bauteile aufzuheben und dass eine erneute Verbindung durch denselben Steckverbinder ermöglicht wird, ohne dass letzterer bereits zu starke Materialermüdungen seiner Komponenten aufweist.
Entsprechend ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Steckverbinder vorzuschlagen, der den oben genannten Anforderungen genügt. Weiterhin ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen, dass eine dauerhafte und dennoch leicht wieder zu lösende Fixierung von mindestens zwei Bauteilen mittels des vorzuschlagenden Steckverbinders ermöglicht.
Die erfindungsgemäßen Aufgaben werden durch einen Steckverbinder gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 6 gelöst.
Der Steckverbinder umfasst ein Zugelement, einen Bolzen, ein Hebelelement, und ein Kompressionselement. Es versteht sich, dass der Bolzen und das Zugelement einstückig sein können. Das Hebelelement müsste in diesem Fall lediglich eine Nut aufweisen, mittels der der Bolzen in seine Endposition einrasten kann. Ebenso ist die Einstückigkeit von Bolzen und Hebelelement vorstellbar, wobei in diesem Fall das Zugelement entsprechende Rastmittel zur Bolzenaufnahme aufweisen müsste. Der Steckverbinder umfasst ferner eine Führungshülse, die auf das Zugelement derart aufsteckbar ist, dass sie mit dem Kompressionselement in flächigem Kontakt steht und die Führungshülse Nuten zur Aufnahme von O-Ringen aufweist.
Das Verfahren zur Fixierung greift auf das an sich schon bekannte Verfahren zur Abdichtung von Saftflaschen zurück, führt dieses allerdings erfindungsgemäß zu einer anderen Wirkung innerhalb eines völlig anderen Anwendungsgebietes. Bei dem Abdichtverfahren wird bekanntlich ein Stülpdeckel auf die abzudichtende Flasche aufgesetzt. Auf der Stirnfläche des Stülpdeckels befindet sich ein Hebel, der es mittels seines exzentrischen Gleitbereiches ermöglicht, eine Zugeinrichtung mit einem dem Hebel gegenüberliegenden Stempel zu verfahren, mit anderen Worten, den Abstand zwischen Stempel und Deckelbereich des Stülpdeckels zu variieren. Ein sich zwischen dem Deckelbereich und dem Stempel befindliches Kompressionselement aus Gummi oder einem anderen kompressierbaren Kunststoff ummantelt den entsprechenden Abschnitt der Zugeinrichtung und wird bei Längenverkürzung komprimiert. Die Kompression führt dazu, dass sich der radiale Durchmesser des Kompressionselementes vergrößert wodurch letztendlich die Flasche abgedichtet wird.
Auch bei dem Gegenstand der Erfindung ist bei Verwendung eine gewisse Dichtwirkung vorhanden, die durchaus erwünscht ist. Wesentlich ist aber, dass das Kompressionselement sich mindestens zum Teil oder gerade vollständig außerhalb der Durchgangsöffnungen der Bauteile befindet. Wird das Kompressionselement zusammengedrückt, kommt es mit einem Randbereich eines Öffnungsquerschnittes der ihm nächstliegenden Durchgangsöffnung in Kontakt. Die durch den Kontakt vermittelte Haftreibung bewirkt hierbei vorteilhaft, dass seitlich auf die Bauteile einwirkende Kräfte durch Formveränderung des Kompressionselementes gedämpft werden.
Zudem kann das Kompressionselement im kompressierten also zusammengedrückten Zustand eine gewisse zentrierende Wirkung für die Lage des Steckverbinders innerhalb der Durchgangsbohrungen entfalten. Durch die Zentrierwirkung kann beispielsweise das Spiel zwischen den Durchgangsbohrungen und den nicht komprimierbaren Elementen des Steckverbinders erhöht werden. Dies führt zum Einen zu einer leichteren Montierbarkeit, zum Anderen wird besonders elegant eine unmittelbare Einwirkung seitlicher Kräfte auf nicht komprimierbare Elemente des Steckverbinders, insbesondere des Zugelementes verhindert.
Eine verbesserte Führung wird dadurch erreicht, dass Steckverbinder eine Führungshülse aufweist, die auf das Zugelement derart aufsteckbar ist, dass sie mit dem Kompressionselement in flächigem Kontakt steht. Auch kann durch die Führungshülse ein leichteres Gleiten des Zugelements erreicht werden. Die Außendurchmesser der Führungshülse richtet sich nach den Durchgangsöffnungen.
Dabei ist die Verwendung einer Führungshülse vorteilhaft, die mittels unterschiedlicher Außendurchmesser an Platten oder Bleche mit verschieden großen Bohrungen angepasst ist. Ohne die Hülse wäre bei verschiedenen Bohrdurchmessern die Gefahr von Abscheren des Zugelements an den dann nicht bündig aneinander liegenden Kanten der Bohrlöcher gegeben, die durch die Führungshülse als Teil des Steckverbinders wirksam verhindert werden kann.
Die oben angeführten vorteilhaften Dämpfungseigenschaften des Steckverbinders könnten sich noch weiterentwickeln lassen, indem die Führungshülse in angepassten Nuten O-Ringen aufnimmt. Die O-Ringe sind besonders gut geeignet, Seitenkräfte, die auf die Bauteile einwirken und damit mittelbar auch auf den Steckverbinder, abzudämpfen. Zudem könnten die O-Ringe hilfreich bei der Montage der Steckverbinder sein, da sie ein Durchrutschen der Führungshülse durch die oder das Bauteil verhindern können. Ferner könnten mittels der O-Ringe nicht exakt übereinander liegende Durchgangsöffnungen der Bauteile ausgeglichen werden; die Führungshülse des Steckverbinders könnte bei Verwendung von O-Ringen relativ spannungsfrei innerhalb der beiden Durchgangsöffnungen angeordnet werden, insbesondere könnten die Außendurchmesser der Führungshülse nennenswert kleiner sein, als die entsprechenden Innendurchmesser der Durchgangsöffnungen der Bauteile. Weitere Dämpfungsmittel könnte die Führungshülse selbst bereitstellen, etwa indem sie einen scheibenförmigen Bund aufweist, der zwischen den beiden zu fixierenden Bauteilen zu liegen kommt.
Eine Ausgestaltung sieht schließlich vor, dass der Steckverbinder ein Anschlagelement aufweist, das mit der Führungshülse in Kontakt bringbar ist.
Der Steckverbinder könnte erfindungsgemäß nur aus drei Elementen bestehen. Die Elemente wären das Hebelelement, das Zugelement und dem Kompressionselement. In diesem Fall müsste das Hebelelement ausreichend dimensioniert sein, damit es eine Anschlagfunktion im Sinne eines Widerlagers zum Stempel des Zugelements für die Kompression erfüllen kann, die ansonsten das Anschlagelement innehat. Das Kompressionselement würde sich im Falle des dreiteiligen Steckverbinders von dem Zugstempel bis zum Hebelelement erstrecken müssen.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigt:
1 eine Explosionszeichnung eines Steckverbinders mit zwei Bauteilen;
2 eine Explosionszeichnung eines weiteren Steckverbinders und
3 Schnitte durch den Steckverbinder gemäß 2.
Der in 1 gezeigte Steckverbinder 1 umfasst ein Zugelement 2 aus einem Thermoplast, bestehend aus einer Zugstange 3 und einem Zugstempel 4. Alternativ kann das Zugelement auch aus einem Metall bestehen. Zudem umfasst der Steckverbinder 1 noch ein Kompressionselement 5, etwa aus Silikon, welches auf die Zugstange 3 des Zugelements 2 aufschiebbar ist, bis es mit dem Zugstempel 4 in Kontakt steht. Ferner weist der Steckverbinder 1 noch ein Hebelelement 6, eine Führungshülse 7 sowie ein Anschlagelement 8 in Form einer unverlierbaren Sicherungsscheibe die in einer Nut der Führungshülse 7 eingerastet werden kann und einen Bolzen 9 zur Befestigung des Hebelelements 6 an der Zugstange 3 des Zugelements 2 auf.
Der Steckverbinder 1 des Ausführungsbeispiels wird wie folgt montiert und eingebaut. Die Führungshülse 7 wird mit zwei O-Ringen 10, 11 bestückt. Hierzu wird der O-Ring 10 in die Nut 13 und der O-Ring 11 in die Nut 14 der Führungshülse 7 eingepasst.
Auf die Zugstange 3 wird zunächst das Kompressionselement 5 und danach die Führungshülse 7 aufgesteckt. Bevor das Zugelement 2 in die Durchgangsöffnung 15 eines ersten unteren Bauteils 16 eingesteckt wird, ist kann noch eine Anti-Rutsch-Folie 12 auf der nach oben weisende Seite 17 des Bauteils 16 angeordnet werden. Die Führungshülse 7 weist einen scheibenförmigen Bund 20 auf, der über der Anti-Rutsch-Folie 12 angeordnet ist und sie vollständig überdeckt. Generell ist auch eine zweite Anti-Rutsch-Folie 12 für die Oberseite 21 des scheibenförmigen Bundes 20 verwendbar.
Wenn das Zugelement 2 mit dem Kompressionselement 5 und der Führungshülse 7 in das Bauteil 16 eingesteckt ist, kann ein weiteres oberes Bauteil 18 über dem ersten Bauteil 16 aufgesteckt werden, indem eine Durchgangsöffnung 19 des oberen Bauteils 18 den vormontierten Steckverbinder 1 teilweise in sich aufnimmt.
Über die nach Aufstecken des oberen Bauteils 18 hervorstehende Führungshülse 7 wird das Anschlagelement 8 aufgeschoben bis es in einer Nut der Führungshülse 7 einrastet. Das Hebelelement 6 wird mittels des Bolzens 9 an dem Stempelabschnitt 22 abgewandte Endabschnitt 23 des Zugelementes 3 in einer ersten senkrechten Stellung 24 befestigt, in der der Abstand zwischen einer Gleitfläche 25 des Hebelelements 6 und dem Zugstempel 4 maximal ist. Wird das Hebelelement 6 umgelegt, so wird in einer hier nicht gezeigten Zwischenstellung ein Minimalabstand zwischen der Gleitfläche 25 des Hebelelements 6 und dem Zugstempel 4 erreicht, der sich in einer in 3 gezeigten Anschlagstellung 26 leicht vergrößert. Nach der Durchführung der Hebelbewegung bis zum Erreichen einer Anschlagstellung 26 des Hebelelements 6 ist der Abstand 31 zwischen der Gleitfläche 25 des Hebelelements 6 und dem Zugstempel 4 im Vergleich zum Abstand der Stellung 24 verkürzt. Das Kompressionselement 5 ist dann derart komprimiert, dass es außerhalb von Bauteil 16 einen größeren Durchmesser als die Durchgangsöffnung 15 aufweist. Durch die Dämpfungsmittel in Form der O-Ringe 10, 11, der Antirutsch-Folie 12 und dem Kompressionselement 5 ist der Steckverbinder 1 insbesondere gegenüber seitlich auf die Bauteile 16, 18 einwirkenden Kräften wirksam abgedämpft. Mittels der Anti-Rutsch-Folie 12 ist es zudem möglich, ein Verrutschen der Bauteile 16, 18 gegeneinander zu verhindern.
Im Gegensatz zu der in 1 dargestellten Führungshülse 7, wird bei der in 2 dargestellten Führungshülse 27 auf einen scheibenförmigen Bund verzichtet.
Der in 2 perspektivisch gezeigte Steckverbinder wird in 3 zusammengesetzt und im Schnitt gezeigt (3A). Das unten liegende Bauteil 28 umfasst eine Einsatzmanschette 29. Die Schnittansicht wird von 3B vergrößert gezeigt. Besonders gut zu erkennen ist, dass in dem gezeigten Ausführungsbeispiel auf ein ausreichendes Spiel zwischen den Bauteilen und dem Steckverbinder 1 Wert gelegt wird. Die zu diesem Zeck vorhandenen Zwischenräume 30 gestatten eine gewisse Verschiebung der Bauteile gegeneinander, ohne dass der Steckverbinder 1 davon unmittelbar betroffen wäre. Diese Verschiebung kann dadurch hervorgerufen sein, dass die Bauteile unterschiedliche Temperaturausdehnungskoeffizienten besitzen und sich bei Temperaturänderungen, wie sie im Luftfahrtbetrieb regelmäßig vorkommen, unterschiedlich ausdehnen. Der Steckverbinder 1 kann somit hinsichtlich der Seitenkräfte spannungsfrei gelagert sein.

1: Steckverbinder
2: Zugelement
3: Zugstange
4: Zugstempel
5: Kompressionselement
6: Hebelelement
7: Führungshülse
8: Anschlagelement
9: Bolzen
10: O-Ring
11: O-Ring
12: Anti-Rutsch-Folie
13: Nut
14: Nut
15: Durchgangsöffnung
16: Bauteil
17: Seite
18: Bauteil
19: Durchgangsöffnung
20: Bund
21: Oberseite
22: Stempelabschnitt
23: Endabschnitt
24: Stellung
25: Gleitfläche
26: Anschlagstellung
27: Führungshülse
28: Bauteil
29: Einsatzmanschette
30: Zwischenräume

Claims

Steckverbinder (1) zum Fixieren mindestens zweier Bauteile (16, 18, 28, 29), umfassend – ein Zugelement (2), einen Bolzen (9), ein Hebelelement (6), und ein Kompressionselement (5), wobei – das Zugelement (2) an einer dem Hebelelement (6) abgewandten Seite einen Zugstempel (4) aufweist, – das Kompressionselement (5) auf das Zugelement (2) derart aufsteckbar ist, dass es mit dem Zugstempel (4) in flächigem Kontakt steht, – mittels des Bolzens (9) das Hebelelement (6) und der einem Stempelabschnitt (22) des Zugelements (2) abgewandte Endabschnitt (23) des Zugelementes (2) derart verbindbar sind, dass durch das Hebelelement (6) eine Hebelbewegung ausführbar ist, – mittels der Hebelbewegung der Abstand (31) zwischen einer Gleitfläche (25) des Hebelelements (6) und dem Zugstempel (4) veränderbar ist, – bei einer Verkürzung des Abstandes (31) das Kompressionselement (5) komprimierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (1) ferner eine Führungshülse (7, 27) aufweist, die auf das Zugelement (2) derart aufsteckbar ist, dass sie mit dem Kompressionselement (5) in flächigem Kontakt steht und die Führungshülse (7, 27) Nuten (13, 14) zur Aufnahme von O-Ringen (10, 11) aufweist.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 1, wobei die Führungshülse (27) einen scheibenförmigen Bund (20) aufweist.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 1, wobei der Steckverbinder (1) ein mit dem Hebelelement (6) in Kontakt zu bringendes Anschlagelement (8) aufweist.