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Die Erfindung betrifft eine Anbindungsanordnung zur Anbindung eines Bauteils an ein Basisteil, eine Verbindungseinrichtung für eine derartige Anbindungsanordnung sowie ein Verfahren zur Anbindung eines Bauteils an ein Basisteil.
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Bauteile in Flugzeugen, wie Kabinenkomponenten, Strom-, Signal- oder Datenkabel, Strukturelemente und dergleichen sind regelmäßig in x-, y- und z-Richtung an einem Basisteil bzw. einer Flugzeugstruktur lagefixiert. Die Art der Fixierung richtet sich dabei nach der Art des Bauteils. So sind beispielsweise die Kabel bzw. Kabelbäume häufig unmittelbar mittels Kabelbindern an den jeweiligen Strukturabschnitten befestigt. Wie in der
DE 10 2006 053 966 A1 sowie in der
DE 10 2009 022 175 A1 gezeigt, können die Kabelbäume jedoch auch in Kombination mit sogenannten Snap- und Click-Verbindungen an den Strukturabschnitten angebunden sein. Bauteile wie Querträger sind regelmäßig, wie in der
DE 10 2009 015 858 A1 gezeigt, mit Spanten vernietet. Zur Erhöhung der Flexibilität bzgl. der Kabelführung und insbesondere zur Erhöhung der Flexibilität bzgl. der Anbindung von Kabinenelementen wie Gepäckablagefächern schlägt die
DE 10 2007 032 233 A1 eine gerüstartige Sekundärstruktur vor, die aus Längs- und Querschienen zusammengesetzt ist und an der Primärstruktur angebunden wird. Die beschriebenen Anbindungsanordnungen sind jedoch montagetechnisch aufwändig, insbesondere dann, wenn eine Anbindung an schwer zugänglichen Strukturabschnitten erfolgen muss. Zudem ermöglichen die Anbindungsanordnungen keinen Ausgleich von Verformungen in Folge von bspw. sich ändernden Fluglasten, so dass regelmäßig Zwangskräfte in die Bauteile eingeleitet werden und zudem die Anbindungen stark belastet werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anbindungsanordnung zur Anbindung eines Bauteils an ein Basisteil zu schaffen, das die vorgenannten Nachteile beseitigt und insbesondere eine einfache Montage und eine Vermeidung von Zwangskräften ermöglicht. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, eine Verbindungseinrichtung für eine derartige Anbindungsanordnung sowie ein einfaches und Toleranzen aufnehmendes Montageverfahren zur Anbindung eines Bauteils an ein Basisteil zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anbindungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch eine Verbindungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14.
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Eine erfindungsgemäße Anbindungsanordnung zur Anbindung eines Bauteils an ein Basisteil hat zumindest eine Fixiereinrichtung zum Lagefixieren des Bauteils mit einem Abschnitt an einem Abschnitt des Basisteils und zumindest eine Verbindungseinrichtung, die ein Verbindungselement und ein Aufnahmeelement aufweist, von denen das eine Element an einem Bauteilabschnitt anordbar und das andere Element an einem Basisteilabschnitt anordbar ist und die im Montagezustand bzw. Anbindungszustand lösbar formschlüssig ineinander greifen, wobei zumindest in Richtung einer Hauptachse Lasten übertragbar und in Richtung einer Bewegungsachse Relativbewegungen zwischen den Elementen möglich sind.
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Die erfindungsgemäße Anbindungsanordnung erlaubt eine einfache Montage des Bauteils an einem Basisteil, da zumindest im Bereich von schwer zugänglichen Basisteilabschnitten die formschlüssige Verbindungseinrichtung eingesetzt werden kann. Die Verbindungseinrichtung bzw. das Verbindungselement und das Aufnahmeelement können bequem vormontiert werden, so dass die eigentliche Montage bzw. die Endmontage der Verbindungseinrichtung bspw. lediglich in einer Schiebebewegung oder Steckbewegung besteht. Zudem erlaubt die erfindungsgemäße Anbindungsanordnung durch die Relativbewegungen zwischen den Elementen in Richtung der Bewegungsachse relative Positionsverschiebungen des Bauteils und des Basisteils in definierten Abschnitten zueinander, so dass Zwangskräfte infolge von Verzerrungen und dergleichen wirkungsvoll verhindert werden. Die zumindest eine Fixiereinrichtung wirkt quasi als Festlager und die zumindest eine Verbindungseinrichtung wirkt quasi als ein Loslager mit zumindest einem Freiheitsgrad. Bei einer Vielzahl von Verbindungseinrichtungen können so je nach der Positionierung und der Anzahl der Verbindungseinrichtungen in bestimmten Bauteilabschnitten Relativverformungen in zumindest eine Achsrichtung zum Basisteil lokal zugelassen werden. In Richtung der Hauptachse sind jedoch Relativbewegungen gesperrt, so dass die Lasten spielfrei übertragen werden.
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Bei einem Ausführungsbeispiel sind zur Ermöglichung von weiteren Relativverformungen zwischen dem Bauteil und dem Basisteil in Richtung einer Nebenachse Relativbewegungen der Elemente zueinander möglich.
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Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel sind Relativbewegungen der Elemente zueinander in Richtung der Nebenachse gesperrt, so dass in Richtung der Nebenachse Lasten übertragbar sind.
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Zur Selbstsicherung des Bauteils an dem Basisteil, insbesondere zur Übertragung von geringen Lasten in Richtung der Bewegungsachse unter Ermöglichung einer begrenzten Relativbewegung, kann eine Verrastung zwischen dem Verbindungselement und dem Aufnahmeelement vorgesehen sein, die bei Beaufschlagung mit einer Öffnungskraft in Folge von in dem Bauteil und in dem Basisteil entstehenden Spannungen ab einem bestimmten Belastungsgrad selbsttätig öffnen.
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Eine fertigungstechnisch einfach herstellbare, wartungsarme und zuverlässige Selbstsicherung bzw. Verrastung lässt sich bspw. dadurch erreichen, dass die Verbindungseinrichtung zur Bildung der Verrastung zumindest eine Federzunge mit einem Rastabschnitt und eine Rastabschnittaufnahme aufweist. Vorzugsweise sind mehrere, insbesondere zwei, Federzungen mit jeweils einem Rastabschnitt und eine gleiche Anzahl von Rastabschnittaufnahmen vorgesehen.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat das Verbindungselement einen gegenüber einem Kopfabschnitt verjüngten Schaft, der sich im Montagezustand in Richtung der Nebenachse erstreckt, und das Aufnahmeelement hat ein den Schaft aufnehmendes Langloch, das sich im Montagezustand in Richtung der Bewegungsachse erstreckt. Der Schaft in Kombination mit dem Langloch ermöglicht die Übertragung von großen Lasten in Richtung der Hauptachse. Zudem ermöglicht das Langloch grundsätzlich Relativbewegungen in Richtung der Bewegungsachse, die durch eine Langlochwandung einseitig und in Kombination mit der Verrastung beidseitig begrenzt werden können. Durch die Verjüngung des Schaftes ist der Kopfabschnitt verbreitert ausgebildet und bilden eine Begrenzung in Richtung der Nebenachse, die je nach einem gewählten Längen-Tiefen-Verhältnis des Schaftes zum Langloch toleranzbehaftet oder toleranzfrei sein kann.
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Zur Verkleinerung einer Flächenpressung in Richtung der Hauptachse ist es vorteilhaft, wenn der Schaft entgegengesetzte abgeflachte Kontaktflächen und das Langloch zwei gegenüberliegende Anlageflächen zur Anlage der Kontaktflächen hat. Abgeflacht bedeutet bspw. bei einem zylinderförmigen Schaft eine Radiusreduzierung gegenüber benachbarten Schaftflächen bis hin zu planen Kontaktflächen.
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Zur Einführung des Verbindungselementes in das Langloch ist es vorteilhaft, wenn der Kopfabschnitt in Fügerichtung konusartig verjüngt ist.
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Zur Vereinfachung einer Orientierung des Verbindungselementes zum Aufnahmeelement bzw. zum Langloch kann im Kopfabschnitt eine Aufnahme zum Zusammenwirken mit einem Drehsicherungselement ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Aufnahme eine Stirnnut und das Drehsicherungselement ein in die Stirnnut eingreifender Schraubendreher sein.
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Um beispielsweise ein an dem Bauteil bzw. dem Basisteil montiertes schadhaftes Verbindungselement gegen ein neuartiges Verbindungselemente bequem austauschen zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Verbindungselement mittels einer Schraubverbindung an dem Bauteil bzw. mit dem Basisteil befestigbar ist. Die Schraubverbindung kann beispielsweise durch einen unmittelbaren Schraubeingriff zwischen dem Verbindungselement und dem Bauteil bzw. dem Basisteil oder durch beispielsweise die Verwendung eines auf das Verbindungselement aufschraubbares Gewindeelement wie eine Mutter erfolgen.
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Zur weiteren Erleichterung der Montage, insbesondere zur Reduzierung der Teileanzahl, kann das Aufnahmeelement integral mit dem Bauteil oder mit dem Basisteil ausgeführt sein.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Fixiereinrichtung eine Verbindungseinrichtung, die in Richtung sämtlicher Achsen Lasten überträgt bzw. eine Relativbewegung in Richtung sämtlicher Achsen sperrt. Alternativ ist die Fixiereinrichtung beispielsweise eine herkömmliche Vernietung oder Verstiftung.
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Eine bevorzugte Verbindungseinrichtung für eine erfindungsgemäße Anbindungsanordnung hat ein Verbindungselement und ein Aufnahmeelement, von denen das eine Element an einem Bauteilabschnitt anordbar und das andere Element an einem Basisteilabschnitt anordbar ist und die im Montagezustand lösbar formschlüssig ineinander greifen, wobei zumindest in Richtung einer Hauptachse Lasten übertragbar und in Richtung einer Bewegungsachse Relativbewegungen zwischen den Elementen möglich sind. Eine derartige Verbindungseinrichtung ermöglicht den Verzicht auf kraft- oder stoffschlüssige Verbindungen wie eine Vernietung, eine Verstiftung oder eine Verklebung und vereinfacht hierdurch wesentlich die Montage.
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Bei einem bevorzugten Verfahren zur Anbindung eines Bauteils an ein Basisteil unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Anbindungsanordnung werden zuerst eine Hauptachse und eine Bewegungsachse definiert. Danach wird die zumindest eine Verbindungsrichtung zur Hauptachse und zur Bewegungsachse ausgerichtet an dem Bauteil und dem Basisteil vormontiert. Danach wird das Bauteil an dem Basisteil montiert und dann mittels zumindest einer Fixiereinrichtung an einem Abschnitt an dem Basisteil lagefixiert. Ein derartiges Verfahren erlaubt eine reduzierte Montagedauer, da die Verbindungeinrichtung vormontiert wird und sich somit die Endmontage um eine entsprechende Anzahl von Montageschritten reduziert. Zudem kann im Bereich eines schwer zugänglichen Bauteil- oder Basisteilabschnittes eine Anbindung mittels der Verbindungseinrichtung erfolgen. Zusätzlich wird die Anzahl der untereinander abhängigen Toleranzen der Fixiereinrichtungen reduziert.
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Sonstige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Anbindung eines Bauteils an ein Basisteil mit einer erfindungsgemäßen Anbindungsanordnung,
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2 ein Verbindungselement eines ersten Ausführungsbeispiels einer Verbindungseinrichtung der Anbindungsanordnung,
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3 eine Seitenansicht des Verbindungselementes,
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4 und 5 Perspektiven eines Aufnahmeelementes der Anbindungsanordnung,
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6 und 7 Darstellungen zur Verdeutlichung von Dimensionsverhältnissen des Verbindungselementes und des Aufnahmeelementes zueinander,
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8 ein Verbindungselement eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Verbindungseinrichtung der Anbindungsanordnung,
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9 und 10 Detaildarstellungen aus 8,
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11 und 12 ein Aufnahmeelement gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Verbindungseinrichtung,
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13, 14 und 15 Montageschritte zur Montage eines Bauteils an ein Basisteil mittels der erfindungsgemäßen Anbindungsanordnung,
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16 eine Schnittdarstellung durch die erste Verbindungseinrichtung im Montagezustand, und
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17 und 18 Schnittdarstellungen der zweiten Verbindungseinrichtung im Montagezustand.
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In 1 ist die Anbindung eines Bauteils 2 an einen Basisteil 4 mittels einer erfindungsgemäßen Anbindungsanordnung 6 ausschnitthaft gezeigt. Das Bauteil 2 ist beispielsweise eine Sekundärträgerstruktur eines Flugzeugs zur Aufnahme von Installationsleitungen, Kabinensystemen und dergleichen. Das Basisteil 4 ist beispielsweise eine Primärstruktur des Flugzeugs wie ein Fußbodenquerträger.
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Die Anbindungsanordnung 6 weist zumindest eine nicht gezeigte Fixiereinrichtung und zumindest eine Verbindungseinrichtung 8 auf. Die Fixiereinrichtung dient zur Lagefixierung eines Bereichs des Bauteils 2 an einem Bereich des Basisteils 4 in sämtlichen Achsrichtungen. Die Verbindungseinrichtung 8 dient im gezeigten Ausführungsbeispiel nach 1 zur Übertragung von Hauptlasten spielfrei in Richtung einer Hauptachse h. In Richtung einer quer zur Hauptachse h verlaufenden Nebenachse n können Nebenlasten zwischen dem Bauteil 2 und dem Basisteil 4 übertragen werden, wobei je nach Ausbildung der Verbindungseinrichtung 8 vorhergehende Relativbewegungen in gewählten Toleranzgrenzen zwischen dem Bauteil 2 und dem Basisteil 4 im Bereich der Verbindungseinrichtung 8 in Richtung der Nebenachse n möglich sind. In Richtung einer orthogonal zur Hauptachse h und zur Nebenachse n verlaufenden Bewegungsachse b sind Relativbewegungen zwischen dem Bauteil 2 und Basisteil 4 im Bereich der Verbindungseinrichtung 8 möglich. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel verläuft die Hauptachse h in Hochrichtung z des Flugzeugs, die Nebenachse n in Längsrichtung x des Flugzeugs und die Bewegungsachse b in Querrichtung y des Flugzeugs. Wenn die Hauptlast jedoch in einem anderen Winkel verläuft, kann ein Einbauwinkel entsprechend geändert werden, um diesen der Lastrichtung anzupassen.
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Die Verbindungseinrichtung 8 hat gemäß 1 ein Verbindungselement 10 sowie ein Aufnahmeelement 12. Das Verbindungselement 10 und das Aufnahmeelement 12 sind an jeweils einem Flanschabschnitt der Teile 2, 4 angebunden oder mit diesem integral ausgebildet.
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Das Verbindungselement 10 ist bolzen- bzw. stiftartig ausgebildet. Bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Verbindungseinrichtung 8 hat das Verbindungselement 10 gemäß 2 einen Kragen 14, einen sich von dem Kragen rückseitig erstreckenden Gewindeabschnitt 16 sowie einen sich von dem Kragen 14 stirnseitig erstreckenden Verbindungsabschnitt, der von einem Schaft 18 und einem Kopfabschnitt 20 gebildet ist.
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Gemäß der Darstellung in 3 ist der Schaft 18 an quer zur Hauptlastrichtung (Hauptachse h) verlaufenden entgegengesetzten Seiten zur Schaffung von zwei planen Kontaktflächen 22, 24 abgeflacht. Die Kontaktflächen 22, 24 wirken mit jeweils einer in 4 gezeigten Anlagefläche 26, 28 des Aufnahmeelementes 12 zusammen und bewirken eine Verringerung der Flächenpressung bei Übertragung der Hauptlast. In Richtung der Nebenachse n wird der Schaft 18 von einer ringartigen Kragenfläche 30 sowie von einer gegenüberliegenden Ringfläche 32 des Kopfabschnittes 20 begrenzt.
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Der Kopfabschnitt 20 ist in Richtung einer Fügerichtung konisch verjüngt ausgebildet und hat eine Stirnnut 34 zum Einführen beispielsweise eines Schraubendrehers und dergleichen zur Verhinderung einer Verdrehung des Verbindungselementes 10 bei einer Vormontage an dem Bauteil 2.
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Die Fixierung des Verbindungselementes 10 an dem Bauteil 2 erfolgt mittels einer Mutter 36, die auf den durch eine Bohrung 38 geführten Gewindeabschnitt 16 aufgeschraubt ist. Die Mutter 36 ist vorzugsweise selbstsichernd. Unter anderem zur Bauteilschonung ist zwischen dem Bauteil 2 und der Mutter 36 eine Unterlegscheibe 40 angeordnet.
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Das Aufnahmeelement 12 hat gemäß 4 bei einer getrennt von dem Basisteil 4 hergestellten Variante einen Grundkörper 42 zur Anordnung an dem Basisteil 4, in dem ein sich in Längsrichtung des Grundkörpers 42 erstreckendes Langloch 44 eingebracht ist. Der Grundkörper 42 kann jedoch auch einen integralen Abschnitt des Basisteils 4 darstellen (siehe 1). Er ist jedoch stets derart an dem Basisteil 4 orientiert, dass die Anlageflächen 26, 28, die sowohl als Kraftübertragungsflächen in Richtung der Hochachse h als auch als Führungsflächen in Richtung der Bewegungsachse b wirken, quer zur Hochachse h verlaufen bzw. dass das Langloch 44 in Richtung der Bewegungsachse b verläuft. Wie in 5 dargestellt, weist der Grundkörper 42 zur Definierung einer Einbauposition des Aufnahmeelementes 12 an dem Basisteil 4 in Richtung der Nebenachse n einen Kragenabschnitt 48 zur Anlage an einer Basisteilfläche 50 auf. Die Fixierung des Aufnahmeelementes 12 an dem Basisteil 4 erfolgt bevorzugterweise mittels einer Vernietung bzw. einer Verstiftung, wozu das Aufnahmeelement 12 und das Basisteil 4 entsprechende Nietbohrungen 52 aufweist.
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Das Langloch 44 hat, wie in 4 gezeigt, einen Fügebereich 54 und einen Führungsbereich, der von den gegenüberliegenden parallel zueinander verlaufenden Anlageflächen 26, 28 gebildet ist. Wie in 6 gezeigt, hat der Fügebereich 54 einen Innendurchmesser, der etwas größer als ein maximaler Außendurchmesser des Kopfabschnittes 20 des Verbindungselementes 10 ist. Wie in 7 gezeigt, beträgt der Abstand der Anlageflächen 26, 28 in Richtung der Hauptachse h dem Abstand der Kontaktflächen 22, 24 des Schaftes 18. In Abhängigkeit von dem Abstand der Anlageflächen 26, 28 und dem Abstand der Kontaktflächen 22, 24 zueinander lässt sich eine Toleranz in Richtung der Hauptachse h einstellen. Bevorzugterweise wird in Richtung der Hauptachse h jedoch eine Passung gewählt, die eine spielfreie Lastübertragung ermöglicht. Um jedoch trotz der spielfreien Lastübertragung in Richtung der Hauptachse h eine klemmfreie Relativbewegung des Verbindungselements 10 zum Aufnahmeelement 12 zu ermöglichen, werden Presspassungen vermieden.
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Die Erstreckung des Schaftes 18 und die des Langloches 44 in Richtung der Nebenachse n, d.h. die axiale Länge des Schafts 18 und die Tiefe des Langlochs 44, sind so gewählt, dass minimale Relativbewegungen in Richtung der Nebenachse n ermöglicht sind und somit eine spielbehaftete Übertragung von Nebenlasten erfolgt. Alternativ kann das Längen-Tiefen-Verhältnis jedoch auch so gewählt sein, dass analog zur Übertragung der Hauptlast eine spielfreie Lastübertragung in Richtung der Nebenachse n erfolgt.
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Die Erstreckung des Langlochs 44 in Richtung der Bewegungsachse b und somit seine Länge ist derart gewählt, dass bei einer kalkulierten maximalen Relativverformung zwischen dem Bauteil 2 und dem Basisteil 4 im Bereich der Verbindungseinrichtung 8 der Schaft 18 stets von dem Fügebereich 54 und von einer sich im montierten Zustand im wesentlichen in Richtung der Hauptachse h erstreckenden Lochwandung 55 des Langlochs 44 beabstandet ist (s. 7).
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Bei einem in den 8 bis 12 näher beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel einer Verbindungseinrichtung 8 der Anbindungsanordnung 6 verfügt die Verbindungseinrichtung 8 über eine lösbare Selbstsicherung bzw. Verrastung in Richtung der Bewegungsachse b. Die Selbstsicherung bildet eine Bewegungsbegrenzung in Richtung des Fügebereichs 54. In Kombination mit der Lochwandung 55 bildet sie einen Bewegungsbereich in Richtung der Bewegungsachse b, in dem Relativverformungen widerstandsfrei möglich sind. Im Unterschied zur Lochwandung 55 bildet die Selbstsicherung jedoch vorzugsweise keine starre Begrenzung, sondern öffnet den Bewegungsbereich selbsttätig bei Beaufschlagung mit einer eingestellten bspw. durch Fluglasten erzeugten Öffnungskraft, so dass auch Relativverformungen über den Bewegungsbereich hinaus möglich sind. Bei einer Variante ist die Selbstsicherung jedoch nur manuell mittels eines entsprechenden Werkzeugs zu öffnen.
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Zur Bildung der Selbstsicherung hat das Verbindungselement 10 gemäß den 8, 9 und 10 an seinem Kragen 14 zwei in Richtung der Hauptachse h voneinander beabstandete Federzungen 56, 58, die sich in Richtung der Bewegungsachse b erstrecken und jeweils kopfseitig mit einer Rastnase 60, 62 versehen sind.
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Das Aufnahmeelement 12 hat gemäß den 11 und 12 zur Aufnahme der Rastnasen 60, 62 zwei Rastnuten 64, 66, die sich seitlich der Anlageflächen 26, 28 in Richtung der Bewegungsachse b und somit in Längsrichtung des Langlochs 44 erstrecken.
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Im Folgenden werden anhand der 13 bis 18 zwei bevorzugte Verfahren zur Anbindung des Bauteils 2 an das Basisteil 4 mittels der erfindungsgemäßen Anbindungseinrichtung 6 erläutert:
Zuerst wird die Richtung der Hauptlast und somit die Richtung der Hauptachse h definiert. Dann wird die Richtung definiert, in denen Abschnitte des Bauteils 2 und des Basisteils 4 größtmögliche Relativverformungen zueinander ausführen sollen können. Somit wird anschließend die Bewegungsachse b definiert.
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Nach der Definierung der Hauptachse h und der Bewegungsachse b wird die Anzahl der notwendigen Verbindungseinrichtungen 8 und Fixiereinrichtungen festgelegt.
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Dann erfolgt eine Vormontage der Verbindungseinrichtungen 8. Dabei werden die Verbindungselemente 10 und die Aufnahmeelemente 12 unter Berücksichtigung der Hauptachse h und der Bewegungsachse b an dem Bauteil 2 und an dem Basisteil 4 vormontiert. Die Verbindungselemente 10 werden derart an dem Bauteil 2 ausgerichtet, dass die Schäfte 18 im Montagezustand des Bauteils 2 an dem Basisteil 4 in Richtung einer Nebenachse n zeigen und die Kontaktflächen 22, 24 quer zur Richtung der Hauptachse h orientiert sind. Zur Vermeidung einer Verdrehung der Verbindungselemente 10 an dem Basisteil 2 können beispielsweise Schraubendreher in die Stirnnuten 34 eingeführt werden. Die Aufnahmeelemente 12 werden mit ihren Langlöchern 44 derart an dem Basisteil 4 ausgerichtet, dass diese sich in Richtung der Bewegungsachse b erstrecken, wobei die Anlageflächen 26, 28 quer zur Richtung der Hauptachse h orientiert sind. Wenn jedoch die Aufnahmeelemente 12 integral mit dem Basisteil 4 ausgebildet sind, entfällt eine Vormontage derselben.
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Nach der Vormontage folgt die Endmontage. Hierzu werden, wie in den 13, 14 und 15 gezeigt, die Verbindungselemente 10 mit ihren Kopfabschnitten 20 in Richtung der Nebenachse n in die Fügebereiche 54 der Langlöcher 44 eingeführt und dann in Richtung der Bewegungsachse b verschoben. Die Verbindungselemente 10 liegen nun in Richtung der Hochachse h mit ihren Kontaktflächen 22, 24 an den Anlageflächen 26, 28 und in Richtung der Nebenachse n mit ihren Kragenflächen 30 und mit ihren Ringflächen 32 an sich in Richtung der Hochachse h erstreckenden Außenflächen der Aufnahmeelemente 12 an, so dass die Verbindungselemente 10 in die Langlöcher 44 eingerastet sind. Das Bauteil 2 ist nun in Richtung der Hauptachse h toleranzfrei an dem Basisteil 4 angebunden. Ebenso ist es je nach dem Längen-Tiefen-Verhältnis des Schaftes 18 zum Langloch 44 toleranzfrei oder nahezu toleranzfrei in Richtung der Nebenachse n mit dem Basisteil 4 verbunden.
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Wie in 16 gezeigt, sind bei Verwendung des ersten Ausführungsbeispiels der Verbindungseinrichtung 8 in Richtung der Bewegungsachse b widerstandsfreie Relativbewegungen zwischen dem Bauteil 4 und dem Basisteil 2 im Bereich der jeweiligen Verbindungseinrichtung 8 möglich, so dass in Richtung der Bewegungsachse b keine Kräfte übertragen werden können. Zur Fixierung zumindest eines Abschnitts des Bauteils 2 an dem Basisteil 4, insbesondere zur Vermeidung einer selbstständigen Demontage, wird das Bauteil 2 mit einem Abschnitt mittels einer Fixiereinrichtung zumindest in Richtung der Bewegungsachse b, vorzugsweise jedoch in sämtlichen Achsrichtungen, an einem Abschnitt des Basisteils 4 lagefixiert. Die Fixiereinrichtung ist beispielsweise eine Vernietung oder eine Verstiftung. Allerdings kann die Fixiereinrichtung auch eine Verbindungseinrichtung 8 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer Selbstsicherung in Richtung der Bewegungsachse b sein.
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Gemäß den 17 und 18 erfolgt bei Verwendung des zweiten Ausführungsbeispiels der Verbindungseinrichtung 8 eine Selbstsicherung des Verbindungselements 10 bzw. des Aufnahmeelements 12 in Richtung der Bewegungsachse b unter Zulassung eines widerstandsfreien Bewegungsbereichs. Der Bewegungsbereich wird durch das seitliche Auflaufen des Schaftes 18 auf die Lochwandung 55 und durch das Auflaufen der Rastnasen 60, 62 auf sich in Richtung der Hochachse z erstreckende Lochwandungen 68, 70 begrenzt. Je nach Form der Rastnasen 60, 62, der Rastnuten 64, 66 und der Federwirkungen der Federzungen 56, 58 ist die Selbstsicherung derart ausgelegt, dass diese wie vorstehend bereits erläutert, bei Beaufschlagung mit einer Öffnungskraft selbsttätig ohne die Verwendung eines Werkzeugs öffnet oder nur mit einem Werkzeug manuell geöffnet werden kann. Somit sind zumindest in Richtung der Bewegungsachse b nach einer widerstandfreien Relativbewegung bedingt Kräfte übertragbar; und zwar Kräfte, die kleiner als die Öffnungskraft sind. Wenn die Selbstsicherung derart gewählt ist, dass diese nur mit einem Werkzeug geöffnet werden kann, bildet die Verbindungseinrichtung 8 quasi eine Fixiereinrichtung. Wenn die Selbstsicherung ohne die Verwendung eines Werkzeugs bei einem definierten Krafteinsatz selbsttätig öffnet, ist zumindest eine Fixiereinrichtung zur Lagefixierung der Bauteils 4 an dem Basisteil in Richtung der Bewegungsachse b, bspw. in Form einer Verstiftung oder einer Vernietung notwendig, um eine selbsttätige Demontage des Bauteils 2 von dem Basisteil 4 zu verhindern.
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Offenbart ist eine Anbindungsanordnung zur Anbindung eines Bauteils an ein Basisteil, mit zumindest einer Fixiereinrichtung zum Lagefixieren des Bauteils mit einem Abschnitt an einem Abschnitt des Basisteils, und mit zumindest einer Verbindungseinrichtung mit einem Verbindungselement und mit zumindest einem Aufnahmeelement, von denen das eine Element an einem Bauteilabschnitt anordbar und das andere Element an einem Basisteilabschnitt anordbar ist und die lösbar formschlüssig ineinander greifen, wobei zumindest in Richtung einer ersten Achse Lasten übertragbar und in Richtung einer zweiten Achse eine Relativbewegung zwischen den Elementen möglich ist, eine Verbindungseinrichtung für eine derartige Anbindungsanordnung sowie ein Verfahren zur Anbindung eines Bauteils an einem Basisteil mittels einer derartigen Anbindungsanordnung.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Bauteil
- 4
- Basisteil
- 6
- Anbindungsanordnung
- 8
- Verbindungseinrichtung
- 10
- Verbindungselement
- 12
- Aufnahmeelement
- 14
- Kragen
- 16
- Gewindeabschnitt
- 18
- Schaft
- 20
- Kopfabschnitt
- 22
- Kontaktfläche
- 24
- Kontaktfläche
- 26
- Anlagefläche
- 28
- Anlagefläche
- 30
- Kragenfläche
- 32
- Ringfläche
- 34
- Stirnnut
- 36
- Mutter
- 38
- Bohrung
- 40
- Unterlegscheibe
- 42
- Grundkörper
- 44
- Langloch
- 48
- Kragenabschnitt
- 50
- Basisteilfläche
- 52
- Nietbohrung
- 54
- Fügebereich
- 55
- Lochwandung
- 56
- Federzunge
- 58
- Federzunge
- 60
- Rastnase
- 62
- Rastnase
- 64
- Rastnut
- 66
- Rastnut
- 68
- Nutwandung
- 70
- Nutwandung
- h
- Hauptachse Flugzeug
- n
- Nebenachse Flugzeug
- b
- Bewegungsachse Flugzeug
- x
- Längsrichtung Flugzeug
- y
- Querrichtung Flugzeug
- z
- Hochrichtung Flugzeug
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006053966 A1 [0002]
- DE 102009022175 A1 [0002]
- DE 102009015858 A1 [0002]
- DE 102007032233 A1 [0002]
