DE1260880B - Befestigungsvorrichtung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

F16b

F16 s

Deutsche KL: 47 a *5

1260 880
S 65408X11/47 a
12. Oktober 1959
8. Februar 1968

Die Erfindung betrifft eine zum Befestigen von Gegenständen an einer Schichtverbundplatte mit einem zwischen zwei harten Deckschichten angeordneten Weichkern bestimmte Vorrichtung, die aus einem spulenförmigen Element gebildet ist, das aus zwei von beiden Seiten in eine Querbohrung in der Schichtverbundplatte eingesetzten teleskopartig ineinandergeschobenen Teilen besteht, die sich gegeneinander abstützen und die jeweils eine zentrisch angeordnete und zumindest an einer Seite der Schichtverbundplatte ausmündende Aussparung aufweist.

Bei der Anbringung derartiger Befestigungsvorrichtungen an Schichtverbundplatten entstehen erhebliche Schwierigkeiten, die darauf zurückzuführen sind, daß die Schichtverbundplatte infolge ihres wabenförmigen Weichkernes und der verhältnismäßig dünnen Deckschichten keine großen örtlichen Druckbelastungen aufnehmen kann; sie darf also bei der Verbindung der beiden, das spulenförmige Element bildenden Teile keinen nennenswerten Druckbelastungen ausgesetzt werden, wobei trotzdem eine feste und sichere Verbindung der Teile der Befestigungsvorrichtung sichergestellt sein muß.

Um dies zu erreichen, hat man bei der bekannten Vorrichtung, von der die Erfindung ausgeht, die beiden, das spulenförmige Element bildenden teleskopartig ineinandergreifenden Teile durch einen Preßsitz miteinander verbunden. Diese Art der Verbindung ist jedoch mit unerwünschten Eigenschaften behaftet, die einmal darin zu sehen sind, daß die durch den Preßsitz verbundenen Teile erhebliche Spannungen aufweisen, die eine Gefahrenquelle für Brüche bilden und daß zum anderen die Herstellungstoleranz in sehr engen Grenzen gehalten werden muß, wodurch die Herstellungskosten erhöht werden. Ein weiterer Mangel dieser Verbindungsart tritt bei mit Innengewinde versehenen Teilen auf, da das Gewinde je nach dem Teil durch die Preßsitzbeanspruchung entweder aufgeweitet oder verengt wird.

Eine andere bekannte Vorrichtung, durch die ein Spundloch in einem doppelwandigen, eine Wärmeisolationsschicht zwischen sich einschließenden Behälter gebildet wird, weist ein ringförmiges Teil mit einem radialen, sich nach außen erstreckenden Flansch auf, der unter Zwischenfügung eines Dichtungsringes an der Außenwand des Behälters anliegt. Das andere Ende dieses die Wandung durchsetzenden Teiles ist mit einem Außengewindeansatz versehen, auf den eine Mutter unter Zwischenfügung eines Dichtungsringes aufgeschraubt ist. Die Mutter wird so weit angezogen, bis die Dichtungsringe durch Befestigungsvorrichtung

Anmelder:

Shur-Lok Corporation,

Anaheim, Calif. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,

2000 Hamburg 36, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt:

David B. Kreider,

Fred Delgadillo, Anaheim, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 25. November 1958
(776 347)

ihre Elastizität eine abgedichtete Verbindung der Teile mit dem Behälter ergeben. Für den Erfindungszweck ist diese Vorrichtung nicht geeignet, und es wird, wie noch ersichtlich werden wird, eine starre Verbindung angestrebt.

Bei einer anderen Befestigungsvorrichtung, die bei Schichtverbundplatten zur Anwendung kommt, ist zwar ein aufgeweitetes Glied vorhanden; jedoch wird bei dieser bekannten Vorrichtung ihr Befestigen in einer Schichtverbundplatte auf andere Weise erzielt als beim Erfindungsgegenstand, der eine zweiteilige spulenförmige Vorrichtung ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der die Mängel der bekannten Vorrichtungen vermieden werden und bei der die beiden, das spulenförmige Element bildenden teleskopartig ineinandergeschobenen Teile durch eine Nietverbindung fest miteinander verbunden werden sollen, ohne durch den hierbei aufzuwendenden Druck eine Beschädigung der Schichtverbundplatte befürchten zu müssen. Außerdem sollen bei der Vernietung der beiden Teile keine Schultern oder sonstige Unebenheiten entstehen, damit eine glatte Anlagefläche für den Kopf einer in die Vorrichtung einzusetzenden Schraube od. dgl. gebildet wird.

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung besteht die Erfindung darin, daß der teleskopartig in den ersten Teil eingeschobene Abschnitt des zweiten Teiles einen

809 507/333

im Querschnitt verjüngten Endabschnitt aufweist, der innerhalb des flanschartigen Kopfes des ersten Teiles in dessen trichterartigen Erweiterung der zentrischen Ausnehmung nietartig aufgeweitet ist.

Die zwischen dem verjüngten Endabschnitt und dem sich daran anschließenden Abschnitt gebildete Schulter des in den ersten Teil eingeschobenen zweiten Teiles liegt an einer im ersten Teil gebildeten Schulter an, so daß die beim Nieten des verjüngten Endabschnittes aufzuwendenden Drücke nicht auf die Schichtverbundplatte übertragen werden können und Beschädigungen derselben völlig ausgeschlossen sind.

Um eine glatte Auflagefläche für den Kopf einer in die Vorrichtung einzusetzenden Schraube od. dgl. zu bilden, sieht die Erfindung vor, daß die trichterförmige Erweiterung der zentrischen Aussparung des ersten Teiles des zweiteiligen spulenförmigen Elementes einen Absatz aufweist, in den sich der die nietartige Aufweitung des Endabschnittes bildende Abschnitt des zweiten Teiles einlegt.

Um hierbei eine im wesentlichen durchgehend glatte spaltfreie Auflagefläche zu schaffen, sieht eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes vor, daß der Endabschnitt ein abgefastes Ende aufweist, welches bei fertiggestellter Verbindung des ersten mit dem zweiten Teil satt an der durch den Absatz der trichterförmigen Erweiterung gebildeten zylindrischen Wand anliegt.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

F i g. 1 ist ein axialer Schnitt der in eine Schichtverbundplatte eingefügten Befestigungsvorrichtung in vergrößertem Maßstab;

Fig. 2 ist eine auseinandergezogene Darstellung der Befestigungsvorrichtung im Schnitt vor dem Einbau;

F i g. 3 ist eine Endansicht der Befestigungsvorrichtung;

F i g. 4 ist ein axialer Schnitt der zusammengebauten Befestigungsvorrichtung einer abgewandelten Form;

F i g. 5 ist ein axialer Schnitt einer eingebauten Befestigungsvorrichtung gemäß einer weiteren abgewandelten Form mit einem daran befestigten Teil;

F i g. 6 ist eine Ansicht eines Werkzeuges, das zur Vernietung der beiden, das spulenförmige Element bildenden Teile verwendet wird.

Die Zeichnungen zeigen ein spulenförmiges, im ganzen mit A bezeichnetes Element, das sich zum Einbau in Schichtverbundplatten eignet, die in Fig. 1,4 und 5 mit B bezeichnet sind. Die Platten B können Schichtverbundplatten sein, wie sie im Flugzeugbau verwendet werden, die zwei harte Deckschichten 8, z. B. dünne Aluminium- oder rostfreie Stahlbleche und einen dazwischen angeordneten wabenförmigen Zellkern aufweisen. Das spulenförmige Element A ist in einer Öffnung 10 aufgenommen, die vor Einbau der Befestigungsvorrichtung in die Platte gebohrt worden ist.

Das spulenförmige Elemente besteht aus zwei Teilen, die mit 11 und 12 bezeichnet sind. Zur Vereinfachung der Bezeichnung wird der Teil 11 als zweites und der Teil 12 als erstes bezeichnet. Der zweite Teil 11 besteht aus dem Hauptkörper mit einem flanschartigen Kopf 13 und einem buchsenförmigen Abschnitt 15, welcher sich im wesentlichen vollkommen durch die Platte B hindurcherstreckt. Der erste Teil 12 weist einen flanschartigen Kopf 14 und einen verhältnismäßig kurzen buchsenförmigen Abschnitt 16 auf, der mit dem Abschnitt 15 verbunden wird.

Zur Verbindung und teleskopartigen Ineinanderfügung der Teile 11 und 12 ist der hülsenföfmige Abschnitt 15 des zweiten Teiles 11 im Außendurchmesser gestuft mit den Abschnitten 18 und 19 und den radialen Schultern 21 und 22 ausgebildet, während der hülsenförmige Abschnitt 16 des ersten Teiles 12 entsprechende zentrische Ausnehmungen 23 und 24, die eine radiale Schulter 20 bilden, aufweist. Die beiden Teile 11 und 12 greifen mit Schiebesitz ineinander, wobei das die zentrische Ausnehmung 23 aufweisende Ende 17 des ersten Teiles 12 den Abschnitt 18 des zweiten Teiles 11 aufnimmt, so daß die Schultern 20 und 21 sowie die Stirnfläche und Schulter 22 des ersten und zweiten Teiles 12 und 11 zur Anlage aneinander kommen. Die Abschnitte 15 und 16 der beiden Teile 11,12 weisen zylindrische Außenwände gleichen Durchmessers auf, welche bei zusammengebauter Vorrichtung eine zusammenhängende zylindrische Außenwand bilden.

Der verjüngte Endabschnitt 19 weist eine verhältnismäßig dünne Wand auf und durchsetzt die zentrische Ausnehmung 24 des ersten Teiles 12 und steht frei über denselben vor. Das äußere Ende der zentrischen Ausnehmung 24 mündet in eine trichterförmige Erweiterung 28 des Kopfes 14 mit einem Absatz 26, der eine zylindrische Schulter 27 bildet. Im zusammengebauten Zustand wird das äußere Ende des Endabschnittes des zweiten Teiles 11 zu einer konischen nietartigen Aufweitung 29 verformt, die sich in den Absatz 26 der trichterartigen Aufweitung 28 im Kopf 14 des ersten Teiles 12 einlegt, so daß eine bündige Verlängerung der trichterartigen Erweiterung 28 entsteht. Demzufolge entspricht die Tiefe des Absatzes 26 in der trichterartigen Erweiterung 28 der Wandstärke des Endabschnittes 19.

Mit Bezug auf F i g. 2 weist der zylindrische Endabschnitt 19 am äußeren Ende eine Abfasung von 30° auf, so daß dieses abgefaste Ende 30 bei Erweiterung zur Bildung der nietartigen Aufweitung 29 ein zylindrisches Ende wird, welches eng an der zylindrischen Schulter 27 des Absatzes 26 der trichterartigen Erweiterung 12 anliegt.

In dem buchsenförmigen Abschnitt 15 des zweiten Teiles 11 kann ein Gewindeabschnitt 34 in der sich durch den zweiten Teil 11 erstreckenden Bohrung vorgesehen sein. Der Kopf 13 kann mit einer Ansenkung 35 versehen sein, um einen Nietenkopf oder einen anderen Befestigungsteil aufzunehmen und somit eine Durchgangsbohrung vorzusehen, von der die Bohrung durch den Endabschnitt 19 ein Teil ist. Der mit Gewinde versehene Abschnitt 34 wirkt als Mutter zur Aufnahme eines mit Gewinde versehenen Bolzens, der sich durch das spulenförmige Element A erstreckt. Wie in F i g. 5 gezeigt, kann wahlweise die Bohrung des zweiten Teiles 11 als glatte zylindrische Bohrung 34 α ausgeführt werden, um den Schaft eines Bolzens 35 aufzunehmen, welcher zur Befestigung eines Teiles, z. B. des gezeigten Bügels 36 an der Schichtverbundplatte B verwendet wird. In einer solchen Anordnung kann der Kopf des Bolzens 35 in der trichterartigen Erweiterung 28 des ersten Teiles 12 aufgenommen werden und nicht nur daran, sondern auch an der nietartigen Aufweitung 29 anliegen.

Die mit Gewinde versehene Bohrung 34 kann mit einer Gewindesicherung in Form eines Bolzens 37

aus zähem, leicht nachgiebigem Material, beispielsweise Nylon, versehen sein, welcher in die radiale Bohrung des buchsenartigen Abschnittes 15 mit Festsitz eingepaßt wird, um mit den Gewindegängen der Schraube zur Sicherung derselben gegen eine Lösung der Verschraubung zusammenzuwirken.

F i g. 6 zeigt ein Werkzeug, welches zur Aufweitung des Endabschnittes 19 zur Bildung der nietartigen Aufweitung 29 verwendet werden kann. Ein solches Werkzeug kann einen kegelstumpfförmigen Kopf 31 zur Bildung von Vertiefungen entsprechend der trichterartigen Erweiterung 28,26 sowie ein Führungswerkzeug zur Einführung in die Bohrung des Endabschnittes 19 und einen Schaft 33 zur Befestigung des Werkzeuges am Werkzeughalter, beispielsweise einer Dornpresse oder einer Nietpistole, aufweisen.

Beim Einbau stützt sich der Kopf 13 des zweiten Teiles 11 an einer Stützfläche oder am Ende eines Gegenhalters ab. Wenn die Nietaufweitung 29 mit Bezug auf den Kopf 14 des ersten Teiles 12 in den Absatz 26 hinein verformt ist, liegt die Schulter 20 fest an der Schulter 21 und Stirnfläche des Endabschnittes 17 an der Schulter 22 an, so daß ein festes Aufsitzen der Teile gewährleistet ist und der Endabschnitt 19 während des Einbaues der Teile mit Bezug auf den ersten Teil 12 zentriert ist. Die zusammengebaute Vorrichtung weist hierbei eine angemessene Druckfestigkeit auf.

Die Köpfe 13 und 14 sind Senkköpfe, und die Deckschichten der Schichtverbundplatte werden beim Einbau der Vorrichtung durch den von den Köpfen ausgeübten Druck nach innen eingedrückt, so daß die Köpfe 13 und 14 versenkt, im wesentlichen in einer Ebene mit den Außenflächen der Schichtverbundplatte liegen.

Wahlweise kann die Vorrichtung mit flachen Köpfen 13 α und 14 α versehen werden, welche, wie in F i g. 4 gezeigt, auf den entsprechenden Plattenflächen zur Anlage kommen. Wie in F i g. 4 gezeigt, kann der Kopf 13 α ein geschlossenes Ende oder einen Boden für das Gewindeloch 34 haben.

Wenn die Vorrichtung zusammengebaut ist, umgreift der Endabschnitt 17 des ersten Teiles 12 den Abschnitt 18 des zweiten Teiles 11 mit engem Sitz, um eine stabile, gegenüber Scherkräften widerstandsfähige Verbindung zwischen den beiden Teilen 11 und 12 zu schaffen, während der verhältnismäßig dünnwandige rohrförmige Endabschnitt 19 in erster Linie als Sicherung gegen eine axiale Trennung der beiden Teile dient, nachdem die Nietaufweitung 29 hergestellt worden ist. Die Wandungsdicke des Endabschnittes 17 und des Abschnittes 18 ergeben eine angemessene Festigkeit, um eine Aufweitung des Gewindes der Bohrung 34 beim Festziehen einer Schraube zu verhindern. Da die Kräfte, welche auf eine Trennung der Teile 11 und 12 hinwirken, im allgemeinen ziemlich gering sind, ist die Wand des Endabschnittes 19 ziemlich dünn (nur ein Vierteil der vollen Wanddicke des buchsenförmigen Abschnittes 15 und darunter). Da die Scherkräfte vom Endabschnitt 17 und dem Abschnitt 18 aufgenommen werden, wird der Endabschnitt 19 keinen Scherkräften ausgesetzt.

Die Befestigungsvorrichtung kann durch Fortbohren der nietartigen Aufweitung 29 des zweiten Teiles schnell aus der Schichtverbundplatte entfernt werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Eine zum Befestigen von Gegenständen an einer Schichtverbundplatte mit einem zwischen zwei harten Deckschichten angeordneten Weichkern bestimmte Vorrichtung, die aus einem spulenförmigen Element gebildet ist, das aus zwei von beiden Seiten in eine Querbohrung in der Schichtverbundplatte eingesetzten, teleskopartig ineinander geschobenen Teilen besteht, die sich gegeneinander abstützen und die jeweils eine zentrisch angeordnete und zumindest an einer Seite der Schichtverbundplatte ausmündende Aussparung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der teleskopartig in den ersten Teil (12) eingeschobene Abschnitt (18) des zweiten Teiles (11) einen im Querschnitt verjüngten Endabschnitt (19) aufweist, der innerhalb des flanschartigen Kopfes (14) des ersten Teiles (12) in dessen trichterartigen Erweiterung (28) der zentrischen Ausnehmung (23, 24) nietartig aufgeweitet ist.

2. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die trichterförmige Erweiterung (28) der zentrischen Aussparung (23, 24) des ersten Teiles (12) des zweiteiligen spulenförmigen Elementes (A) einen Absatz (26) aufweist, in den sich der die nietartige Aufweitung (29) des Endabschnittes (19) bildende Abschnitt des zweiten Teiles (11) einlegt.

3. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (19) ein abgefastes Ende (30) aufweist, welches bei fertiggestellter Verbindung des ersten mit dem zweiten Teil (12 bzw. 11) satt an der durch den Absatz (26) der trichterförmigen Erweiterung (28) gebildeten zylindrischen Wand (27) anliegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 642 375,1 962 035,
059 318, 2 585 557, 2 700 172.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 507/333 1.68 © Bundesdruckerei Berlin