DE19808628A1 - Vorrichtung zur Befestigung von Muttern in der Art einer Annietmutter - Google Patents

Abstract

Diese Vorrichtung besteht aus einer Mutter mit einem koaxial anschließenden hülsenartigen Verbindungsteil. Das Verbindungsteil ist in einer Langlochöffnung festsetzbar, das eine Konizität aufweisen kann. In der Langlochöffnung wird durch ein Stauch- und/oder Spreizvorgang das Verbindungsteil formschlüssig festgesetzt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Be­ festigung von Muttern in der Art einer Annietmutter an einer Fahrzeugstruktur, wie Flugzeugstruktur als Anschlußstruktur zur Aufnahme und Befestigung von Komponenten.

Es sind im Flugzeugbau Anordnungen bekannt, die aus einer Annietmutter bestehen und eine Mutter mit ange­ formten Stegen zum Vernieten mit einer Anschlußstruktur aufweisen. Desweiteren sind Blindnietmuttern bekannt, die mittels einer Stauchung einer Hülse mit der An­ schlußstruktur verbindbar sind. Zur Verdrehsicherung der Mutter in der Anschlußstruktur ist die zylindrische Bohrung mit einer Ausnehmung versehen, in die sich beim Stauchvorgang ein Teil der Hülse hineindrängt. Des­ weiteren sind Muttern bekannt, bei der die Verdreh­ sicherung durch eine Verbindungsklebung erfolgt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine einfache Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die eine verdrehsichere und leicht zu handhabende Be­ festigung bei Minimierung der Kerbwirkung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mutter auf die Anschlußstruktur aufsetzbar ist und mit einem anschließenden hülsenartigen Verbindungsteil in eine Öffnung als Langloch einsetzbar ist, wobei die Öffnung sich konisch gegenüber der aufgesetzten Mutter erweitert und das Verbindungsteil in korrespondierender Weise zur Anlage an die Wandungsteile der Öffnung form­ schlüssig anpaßbar ist.

Alternativ ist vorgesehen, daß die Mutter auf die An­ schlußstruktur aufsetzbar ist und mit einem an­ schließenden hülsenartigen Verbindungsteil in die Öffnung als Langloch einsetzbar ist, wobei eine Öffnung mit parallelen Wandungen zur Aufnahme des hülsenartigen Verbindungsteils angeordnet ist und in der Be­ festigungsposition endseitig als Gegenlager einen Börtelrand aufweist, der den Öffnungsrand nach außen übergreift.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die kennzeichnenden Merkmale der Unteransprüche gekenn­ zeichnet.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, daß die aus einer Mutter mit Verbin­ dungsteil bestehende Befestigungsvorrichtung formschlüssig mit einer Anschlußstruktur verbindbar ist und eine aufwendige Nietung, Klebung und dergleichen entfällt.

Insbesondere wird das Verbindungsteil der Befestigungs­ vorrichtung in einem konisch ausgeführten Langloch ein­ gepreßt, wodurch sich eine sichere Befestigung mit einer optimalen Verdrehsicherung ergibt.

Aufgrund der Ausbildung und Verbindung der Be­ festigungsvorrichtung wird gegenüber bekannten Anniet­ muttern, Einpreßmuttern und dergleichen Befestigungen eine Reduktion des mechanischen Spannungsniveaus er­ zielt. Hierdurch wird die Anwendung in bisher restriktiven Bereichen möglich. Zudem kann eine Ge­ wichtseinsparung durch eine günstigere Dimensionierung der Anschlußstruktur erreicht werden.

Die Befestigungsvorrichtung kann in vorteilhafter Weise durch die Art der Verbindung mit der Anschlußstruktur an dessen Vorderseite bündig abschließen oder aber auch vorstehend sein. Entsprechend hiervon abhängig ist die Öffnung zur Befestigung des Verbindungsteiles der Be­ festigungsvorrichtung ausgebildet. Bei einem glatten Abschluß mit der Anschlußstruktur ist ein Langloch mit konischer Öffnung vorgesehen. Dagegen ist bei einem überstehenden Abschluß des Verbindungselementes eine Langlochöffnung ohne Konizität möglich.

Die Verdrehsicherheit wird insbesondere durch die Lang­ lochöffnung erzielt, wobei die Axialkräfte über die Konizität der Langlochöffnung oder durch einen Bördel­ rand des Verbindungselements bewirkt wird.

Die Befestigungsvorrichtung wird durch ein Spreizwerk­ zeug, welches in das hülsenartig ausgebildete Ver­ bindungsteil eingreift, auseinander in die Lang­ lochöffnung gedrückt und in dieser formschlüssig ge­ halten. Desweiteren kann die Befestigungsvorrichtung auch in das Langloch mittels eines Stauchwerkzeugs hin­ eingedrängt werden. Diese Vorrichtungen sind einfach zu handhaben und bewirken einen festen und verdrehsicheren Sitz der Befestigungsvorrichtung in den entsprechend ausgebildeten Öffnungen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeich­ nungen schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Mutterelement mit Ver­ bindungsteil in einer Befestigungsposition,

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform eines Mutterelementes in seiner Befestigungsposition,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines Mutterele­ mentes in seiner Befestigungsposition in einer Bohrung mit einem Bördelrand,

Fig. 4 eine Darstellung einer konischen Lang­ lochöffnung im Schnitt,

Fig. 5 eine Draufsicht auf ein Langloch gemäß Fig. 4 und

Fig. 6 Anwendungsbeispiele einer Befestigungsvor­ richtung.

Die Befestigungsvorrichtung 1 umfaßt im wesentlichen eine Mutter 2 mit Innengewinde 3 sowie ein koaxial daran anschließendes Verbindungsteil 4, 4a, 4b, welches aus einem hülsenförmigen Element gebildet wird. Dieses Verbindungsteil 4, 4a, 4b ist in einer Öffnung 5, 5a als Langloch einer Anschlußstruktur 6 fixiert. Die Öffnung 5 ist gemäß Fig. 1 und 2 konisch ausgebildet oder gemäß Fig. 3 als Langloch 5a ohne Konizität ausge­ führt.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, schließen die freien Enden der Verbindungsteile 4, 4a der Be­ festigungsvorrichtung 1 bündig mit einer Rückseite 6a der Anschlußstruktur 6 ab. In diesen Fällen ist das Langloch 5 mit einer Konizität ausgebildet. Der größere Durchmesser D der Öffnung 5 liegt an der Rückseite 6a der Struktur und der kleinere Durchmesser D1 der Öffnung liegt an der Vorderseite 7 der Anschlußstruktur 6.

Das Verbinden der Vorrichtung mit der Öffnung 5 erfolgt gemäß Fig. 1 über ein eingeführtes Spreizwerkzeug 8, welches schematisch dargestellt ist. Das hülsenförmige Verbindungsteil 4 wird hierdurch gegen die Wandung der Öffnung 5 gedrückt, so daß ein formschlüssiger Verbund mit der Anschlußstruktur 6 entsteht und die Be­ festigungsvorrichtung 1 verdrehsicher in dieser Öffnung gehalten ist.

Gemäß Fig. 2 wird die Befestigungsvorrichtung 1 in der Weise über ein Stauchwerkzeug 9 verformt, daß sich ein Wellring 10 an der Vorderseite 7 der Anschlußstruktur 6 sowie ein Verbindungsteil 4a ergibt, der sich an die konische Öffnungswand klemmend anlegt. Das Verbindungsteil 4a weist innenseitig in dieser Ausbildung keine Konizität auf.

Nach einer weiteren Ausführung gemäß Fig. 3 ragt das freie Ende des hülsenartigen Verbindungsteils 4b der Befestigungsvorrichtung 1 über die Rückwand 6a der An­ schlußstruktur 6 vor. Nach einem Umbördelvorgang bildet sich ein Bördelrand 11, der sich an die Rückwand 6a an­ legt. Bei dieser Ausführung ist eine Langlochöffnung 5a ohne Konizität vorgesehen. Die Axialsicherung erfolgt über den Bördelrand 11.

Die Abmessungen der Langlochöffnung sind mit den Parametern d und e als Funktion der Bohrtiefe X zu be­ schreiben (Fig. 5). Sie werden nach Erfordernis und Fertigungstechnik und Festigkeit festgelegt. Bei e = konstant mit Schaft bzw. Formfräser zu fertigen bei e konstant.x, (d = konstant) ist das Langloch quetschbar bzw. mit schwenkbarem Fräser hergestellt. Die Mutter ist dann als Drehteil auszuführen. Wenn eine glatte Rückwand 6a nicht benötigt wird, ist eine konische Erweiterung nicht erforderlich (e, d = konstant), die Axialkräfte können dann vom Bördelrand 11 aufgenommen werden.

Wie in den Fig. 6 und 7 näher dargestellt, kann bei­ spielsweise ein Rohr 15 mittels einer Schelle 17 oder ein Gerät 16 mit der Anschlußstruktur 6 über die Be­ festigungsvorrichtungen 1 verbunden werden. Die Schrauben 18 werden dann in die Mutter 2 der Vor­ richtung 1 eingeschraubt und diese halten dann die Schelle 17 oder das Gerät 16 fest und verdrehsicher an der Anschlußstruktur 6.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Befestigung von Muttern in der Art einer Annietmutter an einer Fahrzeugstruktur, wie Flugzeugstruktur als Anschlußstruktur zur Aufnahme und Befestigung von Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (2) auf die Anschlußstruktur (6) aufsetzbar ist und mit einem anschließenden hülsenartigen Verbindungsteil (4, 4a) in eine Öffnung (5) als Langloch einsetzbar ist, wobei die Öffnung (5) sich konisch gegenüber der aufgesetzten Mutter (2) erweitert und das Verbindungsteil (4, 4a) in korrespondierender Weise zur Anlage an die Wandungsteile der Öffnung (5) formschlüssig anpaßbar ist.

2. Vorrichtung zur Befestigung von Muttern in der Art einer Annietmutter an einer Fahrzeugstruktur, wie eine Flugzeugstruktur als Anschlußstruktur zur Aufnahme und Befestigung von Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (2) auf die Anschlußstruktur (6) aufsetzbar ist und mit einem anschließenden hülsenartigen Verbindungsteil (4b) in die Öffnung (5a) als Langloch einsetzbar ist, wobei eine Öffnung (5a) mit parallelen Wandungen zur Aufnahme des hülsenartigen Verbindungsteils (4b) angeordnet ist und in der Befestigungsposition endseitig als Gegenlager einen Börtelrand (11) aufweist, der den Öffnungsrand nach außen übergreift.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das hülsenartige Verbindungsteil (4a) in der konische Öffnung (5) gehalten ist und zwischen der Mutter (2) und dem Verbindungsteil (4a) ein angestauchter Wellring (10) gebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil (4a) innerhalb der Öffnung (5) einen innenseitig mit parallelen Wandungen versehenen Stauchring (S) besitzt, der formschlüssig in der konischen Öffnung (5) gehalten ist.