DE2112221A1 - Fastening insert - Google Patents
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Description
TOOL RESEARCH & ENGINEERING CORPORATION, 9460 Wilshire Boulevard, Beverly Hills, Kalifornien (V. St. A.)TOOL RESEARCH & ENGINEERING CORPORATION, 9460 Wilshire Boulevard, Beverly Hills, California (V. St. A.)
BefestigungseinsatzFastening insert
Die Erfindung betrifft einen Befestigungseinsatz für Wabenzellen-Sandwichplatten mit dünnen Deckblechen oder -platten, wobei der Befestigungseinsatz zum Anschluß von Bauteilen oder zur Verbindung zweier oder mehrerer Wabenzellenplatten dient.The invention relates to a fastening insert for honeycomb sandwich panels with thin cover sheets or plates, the fastening insert for connecting components or for connecting two or several honeycomb cell panels is used.
Bei Platten des Wabenzellen-Sandwichtyps wurden bisher im wesentlichen übliche Befestigungseinrichtungen, wie z. B. Schrauben, Schraubbolzen oder Nieten verwendet. Üblicherweise wurden in den zu befestigenden Wabenzellenplatten Löcher vorgesehen und eine Schraube, ein Niet oder ein Schraubbolzen wurden durch das Loch hindurchgesteckt und auf bekannte Weise (z B. mit Haltemuttern oder Vernieten) befestigt. Wabenzellenplatten haben üblicherweise sehr dünne Deckbleche oder -platten (z. B. weniger als 0,0508 cm) die schwer beschädigt werden können, wenn die Befestigungsmittel wiederholt befestigt und entfernt werden müssen, oder wenn die Befestigungsmittel stramm angezogen oder an einem anderen Bauteil angeklemmt werdenIn the case of panels of the honeycomb sandwich type, up to now essentially conventional fastening devices have been used, such as B. screws, bolts or rivets are used. Usually were in the to be fastened Honeycomb cell plates holes provided and a screw, a rivet or screw bolt was inserted through the hole and in a known manner (e.g. with Retaining nuts or rivets). Honeycomb cell panels usually have very thin cover sheets or plates (e.g. less than 0.0508 cm) that can be seriously damaged if the fasteners are used must be repeatedly attached and removed, or when the fasteners are tightened or clamped to another component
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müssen· Dazu könnt, daß die meisten bekannten Befestigungsmittel keine Kopfgrößen oder -formen haben, welche die Scher-, Druck- und Zugbeanspruchungen in angemessener Weise in allen Richtungen Ober ein Gebiet verteilen, welches groß genug ist um zu verhindern, daß die dünnen Deckbleche oder -lagen verformt und/oder im Befestigungsgebiet beschädigt werden· Es wurde auch schon die Schaffung von Einsätzen zum Schutz der Wabenzellen-Sandwichplatten versucht, jedoch bestanden diese Einsätze nur aus zylindrischen Hülsen, die unter Anwendung eines Preß— Sitzes enger Toleranz eingebaut wurden, und konnten die von den Befestigungsmitteln verursachten mechanischen Beanspruchungen nicht in wesentlichem Umfang verteilen· Diese bekannten Einsätze und ihre Anbringung erhöhten die Herstellungskosten wegen der erforderlichen engen Toleranzen für einen sicheren Preßsitz· Außer dem Preßsitz hatten die bekannten Einsätze keine positive Befestigung in der Platte· Die Konfiguration der bekannten Einsätze stellte auch nicht sicher, daß die verschiedenen, auf das Befestigungsmittel wirkenden mechanischen Beanspruchungen gleichmäßig in alle Richtungen über einen größeren Oberflächenabschnitt der Deckbleche oder -lagen verteilt wurden.Must · You can do that with most known fasteners do not have head sizes or shapes that adequately distribute the shear, compressive and tensile loads in all directions over an area, which is large enough to prevent the thin cover sheets or layers from being deformed and / or damaged in the fastening area Tried of inserts to protect the honeycomb sandwich panels, but these inserts only passed made of cylindrical sleeves which were installed using a tight tolerance press fit, and could the Do not distribute the mechanical stresses caused by the fasteners to a significant extent These known inserts and their attachment increased manufacturing costs because of the tightness required Tolerances for a secure interference fit · Except for the interference fit, the known inserts had no positive fastening in the plate · The configuration of the known ones Inserts also did not ensure that the various mechanical Stresses evenly in all directions over a larger surface section of the cover sheets or layers were distributed.
Die vorliegende Erfindung vermeldet die im vorstehenden beschriebenen Nachteile und Probleme, indem sie einen einzigartigen jedoch einfachen Befestigungseinsatz vorschlägt, der leicht und einfach in unterschiedlichen Typen von Wabenzellen-Bauplatten eingesetzt werden kann. Die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung ist formschlüssig befestigbar und hat eine Konfiguration, durch welche die mechanischen Beanspruchungen der Befestigungsmittel über einen relativ großen Oberflächenbereich ver-The present invention recalls the foregoing disadvantages and problems described by proposing a unique but simple fastening insert, which can be easily and simply used in different types of honeycomb construction panels. The fastening device according to the invention can be fastened in a form-fitting manner and has a configuration through which reduce the mechanical stresses on the fasteners over a relatively large surface area
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teilt werden, wodurch die dünnen Deckbleche der Platten vor Beschädigungen infolge wiederholter Befestigung und Entfernung der Befestigungsmittel und infolge des Anziehens der Befestigungsmittel geschützt sind·be divided, whereby the thin cover sheets of the panels from damage as a result of repeated fastening and Removal of fasteners and protected as a result of tightening fasteners
Der erfindungsgemäße Befestigungseinsatz für Wabenzellen-Sandwichplatten zeichnet sich aus durch einen Oberteil mit einer relativ ebenen Oberseite und einer derart schräg verlaufenden Innenseite, daß die Dicke des Oberteils in Richtung auf seine Utafangskante abnimmt und mit einer ersten Mittelöffnung; einen zu einer integralen Einheit mit dem Oberteil verbundenen Körperabschnitt von im wesentlichen zylindrischer, eine zweite koaxial zur ersten öffnung ausgerichtete Öffnung aufweisenden Konfiguration, an dessen BodenfISche eine mit Abstand von seiner Außenseite verlaufende Ringnut vorgesehen ist; und einen von äußeren Teil des Körperabschnitts und der Ringnut gebildeten Lippenteil, der sich über die Bodenfläche des Körperabschnitts hinauserstreckt und so ein Unbiegen der Lippe nach außen zuläßt und einen zwischen dem Einsatz und der Wabenzellen-Sandwichplatte wirkenden Befestigungsmechanismus bildet·The fastening insert according to the invention for honeycomb sandwich panels is characterized by an upper part with a relatively flat top and a sloping inner side such that the thickness of the upper part in Decreasing towards its Utafangskante and with a first central opening; one into an integral unit body portion connected to the upper part of substantially cylindrical, a second coaxial to the first opening-aligned opening-having configuration, an annular groove extending at a distance from its outside is provided on its bottom surface; and one of outer part of the body portion and the annular groove formed lip part, which extends beyond the bottom surface of the body portion and so an unbending of the lip to the outside and forms a fastening mechanism that acts between the insert and the honeycomb cell sandwich panel
Erfindungsgemäß wird also ein metallischer Einsatz vorgeschlagen, der aus einen Material wie beispielsweise korrosionsbeständigen Stahl, verschiedenen Nickel-Legierungen oder Titan-Legierungen hergestellt ist. Der neue Einsatz hat dabei eine relativ große ebene Oberseite, welche das Deckblech vor der oft infolge wiederholten Anbringens und Entfernens des Befestigungsnittels und infolge starken Anziehens des Befestigungsmittels verursachten Beschädigung schützt. Die Oberseite des Einsatzes ist im allgemeinen in wesentlichen kreisförnig nit einer geeigneten ÖffnungAccording to the invention, a metallic insert is proposed which is made of a material such as corrosion-resistant steel, various nickel alloys or titanium alloys. The new insert has a relatively large flat top, which makes the Cover plate before the often as a result of repeated attachment and removal of the fastening means and as a result of strong Tightening the fastener caused damage protects. The top of the insert is generally generally circular with a suitable opening
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für ein Befestigungselement, Die Innenfläche des Oberteils des Einsatzes, welche am Deckblech anliegt, ist leicht schräg geneigt, um die verschiedenen, von den auf die Befestigungselemente wirkenden Kräfte verursachten mechanischen Beanspruchungen gleichmäßig in einem größeren Gebiet einzuleiten· Der Winkel der Innenfläche des Oberteils ist vorzugsweise relativ flach (etwa 8 bis 15°) gehalten, wobei die Dicke des Oberteils in Richtung auf den äußeren Umfang abnimmt. Die in der Oberseite vorgesehene öffnung ist üblicherweise |fi eine Ansenköffnung (z. B. 100°) zur Aufnahme der unterschiedlichen Typen von Standard-Befestigungseleraenten mit konischen Köpfen.for a fastener, the inner surface of the top of the insert, which rests on the cover plate, is slightly inclined to the different, from the Forces acting on the fastening elements caused mechanical stresses uniformly in to initiate a larger area · The angle of the inner surface of the top is preferably relatively shallow (about 8 to 15 °) held, the thickness of the upper part decreases in the direction of the outer circumference. the The opening provided in the top is usually | fi a countersunk opening (e.g. 100 °) to accommodate the different Types of standard fastening elements with conical heads.
Der Oberteil des im vorstehenden beschriebenen Einsatzes bildet eine intregrale Einheit mit einem Körperabschnitt, der im wesentlichen zylindrische Form hat· Der äußere und untere Abschnitt des Körperabschnitts hat die Form einer über die untere Fläche des Innenteils des Körperabschnitts vorstehenden Lippe. Nach dem Einführen des Einsatzes In eine geeignete öffnung wird die Lippe nach außen umgebogen, um eine formschlüssige Verbindung zur Befestigung des Einsatzes in der Waben-" zellenplatte zu schaffen· Die Größe und die Abmessungen des Oberteils und des Körperabschnitts sind von der Größe des zu verwendenden Befestigungselementes und der Dicke der Bauplatte abhängig.The top of the insert described above forms an integral unit with a body portion which is substantially cylindrical in shape. The outer and lower portions of the body portion are in the form of a lip protruding from the lower surface of the inner portion of the body portion. · Ize after insertion of the insert into a suitable opening, the lip is bent to the outside, the cell plate to a positive connection for fastening the insert in the honeycomb "To create the G and the dimensions of the top portion and body portion are of about the size of the fastening element used and the thickness of the building board.
Bestimmte Typen von Wabenzellenplatten können Gebiete "voller Stärke" und "zusammengedrückte Gebiete" aufweisen· Gebiete "voller Stärke" sind solche Abschnitte, in denenCertain types of honeycomb panels may have "full thickness" and "compressed areas". "Full thickness" areas are those portions in which
dia Dicke der Bauplatte gleich der Höhe der Wabenzellen plus der Dicke der beiden Deckbleche ist. "Zu-The thickness of the building board is equal to the height of the honeycomb cells plus the thickness of the two cover sheets. "To-
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sammengedrückte Gebiete" werden die Abschnitte der Platten genannt, wo die Gebiete voller Stärke zusammengepreßt worden sind, um einen geschlossenen oder bearbeiteten Randabschnitt zu erzeugen, Die von der Firma Tool Research and Engineering Corporation herge±ellten und unter dem Warenzeichen "Stresskin" vertriebenen Wabenzellenplatten können zur Verbindung mit anderen "Stresskin" Wabenzellenplatten oder zur Befestigung der Platten an anderen Bauteilen zusammengepreßt werden, um geeignete zusammengepreßte Gebiete zu erzeugen·Compressed Areas "become the sections of the Plates called where the areas have been compressed to form a closed or full strength The honeycomb cell panels manufactured by Tool Research and Engineering Corporation and sold under the trademark "Stresskin" can be used for connection with other "Stresskin" honeycomb panels or for attaching the panels to other structural members are pressed together to form suitable compressed areas to create·
Der erfindungsgemäße Einsatz kann bei Wabenzellen-Bauplatten verwendet werden, die nur Gebiete voller Stärke haben, kann jedoch auch bei Platten mit Gebieten voller Stärke und zusammengepreßten Gebieten angewandt werden· Die Große des Einsatzkörpers wird sich dabei je nach Dicke der Platte und je nach dem, ob er in einem Gebiet voller Stärke oder einem zusammengepreßten Gebiet: der Platte verwendet wird, verändern.The insert according to the invention can be used in honeycomb panels that only have areas of full thickness but can also be applied to panels with areas of full thickness and areas of compression The size of the insert body will vary depending on the thickness of the plate and depending on whether it is in an area full strength or a compressed area: the plate is used to change.
Die Dicke und Länge der Lippe wird ebenfalls von der Dicke der Platte bestimmt. Andererseits sind die Abmessungen der Lippe auch von den für den Einsatz verwendeten Material abhängig. Vorzugsweise muß die Lippe in ausreichendem Haß nach außen umgebogen werden können,so daß sie an einem der Deckbleche angreift und formschlüssig mit ihm verbunden ist·The thickness and length of the lip is also determined by the thickness of the plate. On the other hand, the dimensions of the lip are also dependent on the material used for the insert. The lip must preferably be able to be bent outwards with sufficient hatred so that it engages one of the cover plates and is positively connected to it.
Der schräg geneigte Abschnitt des Oberteils des Einsatzes und die nach außen ungebogene Lippe des Körperabschnitts des Einsatzes dienen zur sicheren Befestigung des Einsatzes in der Platte. Der Körperabschnitt des EinsatzesThe sloping portion of the top of the insert and the outwardly unflexed lip of the body portion of the insert are used to secure the insert in the plate. The body portion of the insert
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wirkt als Schutzhülse oder Führung für das Befestigungselement. Der Oberteil des Einsatzes und- in geringeren Maße — die nach außen umgebogene Fläche dienen als Schutzflächen für das Deckblech der Platte im Gebiet des Befestigungselementes und verteilen gleichzeitig die Scher-, Druck- und Zugbeanspruchungen gleichmäßig in alle Richtungen· Es wurde gefunden, daß der flache Winkel der inneren Berührfläche hervorragende Eigenschaften bezüglich der Lastverteilung am Oberteil des Einsatzes, wo üblicherweise der Kopf des Befestigungs-acts as a protective sleeve or guide for the fastening element. The top of the stake and- in lesser ones Dimensions - the outwardly bent surface serves as a protective surface for the cover sheet of the plate in the area of the fastening element and at the same time distribute the shear, compression and tensile loads evenly in all directions · It has been found that the shallow angle of the inner contact surface has excellent properties in terms of load distribution on the top of the Insert, where usually the head of the fastening
|L elementes angeordnet ist, zur Folge hat· Hit Winkeln| L element is arranged, has the consequence · Hit angles
in der Größenordnung von 8 bis 15° zur Horizontalen wurden zufriedenstellende Ergebnisse erzielt· Bevorzugt wird ein Winkel von 10° zur Horizontalen verwendet· Der untere Abschnitt des erfindungsgemäßen Einsatzes dient nach dem Umbiegen der Lippe nach außen ebenfalls zur Bildung einer Schutzfläche für das andere Deckblech· Wegen der positiven oder formschlüssigen Befestigung des Einsatzes können die Größentoleranzen der Öffnungen zur Aufnahme der Einsätze in den Platten in einem Bereich von etwa 0,0127 mm bis 0,0508 am (0,0005 bis 0,002 Xnch) liegen. Dies ist erheblich größer als die für einen Preßsitz erforderlichen engeren ToIe-on the order of 8 to 15 ° to the horizontal, satisfactory results have been obtained · Is preferred an angle of 10 ° to the horizontal is used · The lower section of the insert according to the invention is used after bending the lip outwards also to form a protective surface for the other cover sheet Because of the positive or form-fitting fastening of the insert, the size tolerances of the openings to accommodate the inserts in the panels in a range of approximately 0.0127 mm to 0.0508 am (0.0005 to 0.002 Xnch). This is considerably larger than the narrower ToIe- required for a press fit
ψ ranzen. ψ surrender.
Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines ausführungsbelsplels in Verbindung alt der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt:The invention is described in the following description of an embodiment in conjunction with the drawing explained in more detail, namely shows:
Flg. 1 eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Befestigungseinsatz ;Flg. 1 shows a plan view of the fastening insert according to the invention;
Fig. 1, wobei in strichpunktierten Linien eine Platte und die Art und Welse, In welcher die Lippe des erflndungsgenSßen Befestigungseinsatzes die Platte uagreift, dargestellt 1st;Fig. 1, wherein in dash-dotted lines a Plate and the manner in which the lip of the inventive mounting insert engages the plate is shown;
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Fig. 3 eine Schnittansicht einer Wabenzellenplatte voller Stärke, in welcher ein erfindungsgemäßer Einsatz befestigt ist; und 3 is a sectional view of a honeycomb cell panel full strength in which an insert according to the invention is attached; and
Fig. 4 eine Schnittansicht eines zusammengepreßten Gebietes einer Wabenzellenplatte, in welchem der erfindungsgemäße Einsatz befestigt ist·Fig. 4 is a sectional view of a compressed area of a honeycomb cell panel in which the insert according to the invention is attached
Der Befestigungseinsatz 10 weist eine Ausgetaltung auf, durch welche die Deckbleche einer Wabenzellen-Sandwichplatte geschont werden. Oa eine Wabenzellenplatte üblicherweise als festes, jedoch leichtes Bauteil verwendet wird, ist sie üblicherweise mit sehr dünnen Deckblechen hergestellt· TJm eine durch die Verwendung von Befestigungselementen verursachte Beschädigung dieser flünnen Deckbleche zu verhindern, ist es erforderlich ein Bauteil vorzusehen, welches die mechanischen Beanspruchungen (z. B. Scher-, Druck- und Zugbeanspruchungen) verteilt. Üblicherweise sind diese Beanspruchungen im Wabesizellensiaterial in den Gab ieten konzentriert, wo Be festigungselemente zur Befestigung der Wabenzellenplatte an anderen Bauteilen oder zur Befestigung verschiedener Wabenzellenplatten miteinander verwendet werden.The fastening insert 10 has a design which protects the cover sheets of a honeycomb cell sandwich panel. Oa a honeycomb cell plate commonly referred to as but slightly e s is used component solid is · commonly manufactured with very thin cover sheets TJM to prevent caused by the use of fasteners damage to these flünnen cover sheets, it is necessary to provide a component which the mechanical stresses (e.g. shear, compression and tensile loads) distributed. These stresses are usually concentrated in the honeycomb cell material in the gab iets, where fastening elements are used to fasten the honeycomb cell panel to other components or to fasten various honeycomb cell panels to one another.
Die Einsätze 10 können aus jedem für den erforderlichen AnweiKlungsfall geeigneten Material hergestellt sein. Es hat sich herausgestellt, daß korrosionsfester Stahl, Nickellegierungen (s. B® Inconel) Aluminium und Titan bevorzugt® Materialien für den erfindungsgemäßen Einsatz sind.The inserts 10 can be made from any for the required If necessary, suitable material must be manufactured. It it has been found that corrosion-resistant steel, Nickel alloys (see B® Inconel), aluminum and titanium Preferred® materials are for use according to the invention.
In den Fig. 1 und 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungseinsatzes dargestellt. Der Einsatz 10 besteht aus drei Hauptabschnitten, nämlich dea Oberteil 12, dea Korperabschnitt 14 und der Lippe 16· Der Oberteil 12 hat eine relativ ebene kreis- In Figs. 1 and 2, a preferred embodiment of the fastener insert of the invention is illustrated. The insert 10 consists of three main sections, namely the upper part 12, the body section 14 and the lip 16. The upper part 12 has a relatively flat circular
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fönnige Oberseite 12a und eine schräg geneigte oder konische Innenseite 12b· Die Innenseite 12b dient als Anlage- oder Arbeitsfläche für den Einsatz 10 und das Deckblech der Platte, in welcher der Einsatz befestigt ist. Die Dicke des Oberteils 12 vermindert sich fortschreitend in Richtung auf seine äußere Utafangskante 18. An der Unifangskante 18 haben die Seiten 12a und 12b ihren geringsten Abstand voneinander· Der Winkel oder die Konizität der inneren Anlagefläche 12b relativ zu einer horizontalen Ebene ist in Fig. 2 mit "D" bezeichnet. "D" kann in Abhängigkeit vom verwendeten Material des Einsatzes und dem Material der Wabenzellenplatte variieren· Es wurde jedoch gefunden, daß hervorragende Ergebnisse bezüglich der Verteilung der mechanischen Beanspruchungen erreicht werden, wenn "D" relativ flach ist und bei den meisten metallischen Wabenzellenplatten (z.B. aus korrosionsbeständigem Stahl, verschiedenen Nickellegierungen und Titanlegierungen) im Bereich von etwa 8 bis 15° liegt.Fönnige top 12a and an obliquely inclined or conical inside 12b The inside 12b serves as a contact or work surface for the insert 10 and the Cover plate of the plate in which the insert is attached. The thickness of the upper part 12 gradually decreases in the direction of its outer utafang edge 18. At the university edge 18, the sides 12a and 12b have their smallest distance from each other · The angle or the The conicity of the inner contact surface 12b relative to a horizontal plane is denoted by "D" in FIG. "D" can vary depending on the material used for the insert and the material of the honeycomb cell panel · However, it has been found that excellent results in terms of the distribution of mechanical stresses can be achieved if "D" is relatively flat and with most metallic honeycomb cell panels (e.g. made of corrosion-resistant steel, various nickel alloys and titanium alloys) in the range of about 8 to 15 °.
Der Oberteil 12 weist eine öffnung 20 zur Aufnahme eines geeigneten Befestigungselementes auf. Die öffnung 20 ist üblicherweise eine Ansenköffnung (z. B. 100° Ansenkung), die sich abhängig vom Kopf des Befestigungselementes in den Körperabschnitt 14 hineinerstrecken kann·The upper part 12 has an opening 20 for receiving a suitable fastening element. The opening 20 is usually a countersunk opening (for example 100 ° countersinking) which, depending on the head of the fastening element, extends into the body section 14 can·
Der Körperabschnitt 14 bildet eine integrale Einheit mit dem Oberteil 12. Der Abschnitt 14 hat die Form eines im wesentlichen hohlen Zylinders, der koaxial zum, oberen kreisförmigen Abschnitt 12 ausgerichtet ist· Die durch die gesamte Länge des Körperabschnittes 14 verlaufende öffnung 22 steht in Verbindung mit der öffnung 20, und beide öffnungen stehen in koaxialer Flucht.The body portion 14 forms an integral unit with the upper part 12. The portion 14 is in the form of a substantially hollow cylinder which is coaxially aligned with the upper circular section 12 The opening 22 running through the entire length of the body section 14 is in connection with the opening 20, and both openings are in coaxial alignment.
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Die Öffnungen 20 und 22 sind in solchen Abmessungen hergestellt, daß sie ein entsprechendes Befestigungselement aufnehmen können, so daß die Öffnung 20 eine Konfiguration hat, welche weitgehend der Form des Befestigungskopfes entspricht, während die Öffnung 22 so geformt ist, daß sie weitgehend der Form des Schaftteils des Befestigungselementes entspricht. Im Körperabschnitt 14 ist eine Ausnehmung oder Ringnut 24 vorgesehen, die in der Nähe der Lippe 16 liegt. Die Lippe 16 ist integraler Bestandteil des Körperabschnitts 14 und wird teilweise von der Ringnut 24 gebildet. Die Lippe 16 springt Ober die Bodenfläche 26 des Körperabschnittes 14 vor, so daß genügend Lippenmaterial zur Verfügung steht, welches nach außen umgebogen werden kann, so daß es an einer Oberfläche einer geeigneten Platte zur Anlage kommt und eine formschlüssige Befestigung bildet. Die Dicke der Lippe 16 und die Tiefe und Breite der Ringnut 24 sind von der Art des für den Einsatz 10 verwendeten Materials und von der gewünschten Größe für die erforderliche Kreisfläche der Lippe 16 zur formschlüssigen Befestigung des Einsatzes in der Platte abhängig· Die in Fig. 2 dargestellten strichpunktierten Linien zeigen eine typische Platte, in welche der erfindungsgemäße Einsatz eingeführt ist, und die Figur läßt weiter erkennen, wie die Lippe16 nach außen umgebogen ist, so daß sie an der Unterseite der Platte anliegt und sie umgreift, wodurch der Einsatz in der Platte festgehalten wird.The openings 20 and 22 are made in such dimensions that they can receive a corresponding fastener, so that the opening 20 has a configuration which largely corresponds to the shape of the mounting head, while the opening 22 is shaped so that it largely corresponds to the shape of the Corresponds to the shaft part of the fastening element. A recess or annular groove 24 is provided in the body section 14, which is located in the vicinity of the lip 16. The lip 16 is an integral part of the body portion 14 and is partially formed by the annular groove 24. The lip 16 projects above the bottom surface 26 of the body portion 14 so that sufficient lip material is available which can be bent outwards so that it comes to rest against a surface of a suitable plate and forms a form-fitting attachment. The thickness of the lip 16 and the depth and width of the annular groove 24 are ize of the lip 16 for positively fastening the insert in the plate for the required circular area on the type of material used for the insert 10 and the desired G depending · The in Fig The dashed lines shown in FIG. 2 show a typical plate into which the insert according to the invention is inserted, and the figure further shows how the lip 16 is bent outwards so that it rests against the underside of the plate and engages around it, whereby the insert in FIG the plate is held.
Die unterschiedlichen Abmessungen des Einsatzes variieren in Abhängigkeit von der Art des für den Einsatz verwendeten Materials und von der Art des Materials und der Dicke der Platte, in welcher der erfindungegemäße Einsatz verwendet wird·The different dimensions of the insert vary depending on the type of material used for the insert and on the type of material and the Thickness of the plate in which the insert according to the invention is used·
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Auf der rundlage verschiedener Versuche und Berechnungen wurde gefunden, daß die im folgenden angegebenen Größenverhältnisse (siehe Fig. 2) zu hervorragenden Ergebnissen bei metallischen Wabenzellenplatten (z. B. aus korrosionsfestem Stahl, aus Nickellegierungen und aus Titanlegierungen) führen:On the basis of various tests and calculations, it was found that the size ratios given below (see FIG. 2) lead to excellent results in the case of metallic honeycomb cell panels (e.g. made of corrosion-resistant steel, made of nickel alloys and made of titanium alloys) lead to:
A/B - 1,7 bis 2,0A / B - 1.7 to 2.0
A/C - 1,6 bis 1,85A / C - 1.6 to 1.85
D - 8° bis 15°D - 8 ° to 15 °
E/F » 0,3 bis 0,7E / F »0.3 to 0.7
- G/H » 0,5- G / H »0.5
B/J - 1,52 - 0,2B / J - 1.52 - 0.2
A » Durchmesser der ebenen kreisförmigen Oberseite 12a;A »diameter of the flat circular top 12a;
B » größter Durchmesser der Ansenköffnung 20; C s Durchmesser der Außenfläche des Körperabschnittes 14; D m von der Innenfläche 12b und einer parallelB »largest diameter of the countersunk opening 20; C s diameter of the outer surface of body portion 14; D m from inner surface 12b and one parallel
zur Oberseite 12a verlaufenden horizontalen . Ebene gebildeter Winkel;to the top 12a extending horizontal. Plane formed angle;
" E » Dickenabmessung der Lippe 16;"E" dimension of the thickness of the lip 16;
F » Breite der Ringnut 24; 6, - Höhe der Lippe 16; H » Tiefe der Ringnut 24; J « engster Durchmesser der Ansenköffnung 20·F »width of the annular groove 24; 6, - height of the lip 16; H »depth of the annular groove 24; J «narrowest diameter of the countersunk opening 20 ·
Beispielsweise wurden verschiedene Einsätze für die Verwendung in Wabenzellenplatten aus korrosionsbeständigem Stahl, Nickellegierungen und Titanlegierungen mit Deckblechdicken von 0,508 mm (0,02 Inch) oder weniger ausFor example, various inserts have been made for use in honeycomb panels made of corrosion-resistant Steel, nickel alloys, and titanium alloys with faceplate thicknesses of 0.508 mm (0.02 inches) or less
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304 CRES hergestellt. Diese Einsätze führten zu hervorragenden Ergebnissen bezüglich der mechanischen Beanspruchungen, welche durch die bei der Verbindung Ar Wabenzellenplatten mit anderen Wabenzellenplatten oder mit anderen Bauteilen angewandten KrSfte in den Befestigungselementen verursacht werden· Die erwähnten Einsitze aus 304 CRES hatten bei der Verwendung in Platten mit Wabensellenkernhöhen von etwa 0,635 cm bis 5,08 cm Co,25 Inch bis 2,0 Inch) und DecJcblechdicJcen von etwa 0,2032 an bis 0,508 mn (0,008 bis 0,02 Inch) die folgend« Parameter:304 CRES manufactured. These inserts led to excellent results with regard to the mechanical stresses caused by the connection of Ar honeycomb cell panels with other honeycomb cell panels or with Forces applied to other components are caused in the fastening elements · The mentioned single seats made of 304 CRES when used in panels with honeycomb link core heights of about 0.635 cm to 5.08 cm Co, 25 inches to 2.0 inches) and cover sheet thicknesses of about 0.2032 in to 0.508 mn (0.008 to 0.02 inch) the following « Parameter:
In den Fig· 3 und 4 ist jeweils ein erfindungsgemäßer festigungseinsatz in einem Gebiet "voller Stärke" und einem "zusammengepreßten" Gebiet einer Wabenzellenplatte befestigt dargestd.lt·' Wie bereits oben erwähnt wurde, können bestimmte Wabenzellenkonstruktionen, wie z· B. die "Stresskin" Platten der Firma Tool Research and Engineering Corporation an einem Ende durch Busammenpressen der Wabenzellenplatte angeschlossen werden, ohne daß die Bin- -dung zwischen dem Wabenzellenkera und den Deckblechen nachteilig beeinflußt wird·Referring now to Figures 3 and 4, there is one fastener insert in accordance with the present invention in one "full strength" area and one As already mentioned above, certain honeycomb cell constructions, such as the "Stresskin" panels from Tool Research and Engineering Corporation can be connected at one end by pressing the honeycomb cell panel together without the bond between the honeycomb cell core and the cover sheets is adversely affected
Gebiet 30 voller Stärker einer Wabenzellenplatte eingesetzt· Fig. 4 stellt einen in einem zusammengepreßten Gebiet 32 einer Wabenzellenplatte eingesetzten erfindungsgemäßen Einsatz 10 dar· In beiden Figuren ist der EinsatzArea 30 full strength of a honeycomb cell panel inserted · Fig. 4 shows one in a compressed The insert 10 according to the invention is used in area 32 of a honeycomb cell panel. In both figures, the insert is
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in derselben Weise eingeführt und befestigt· Die in den Fig, 3 und 4 dargestellte Wabenzellenplatte kann bei 30' und 32· zunächst unter einem Winkel, der geringfügig kleiner als der Winkel D ist, angesenkt sein, um das !Anbiegen der Lippe 16 zu erleichtern. Wenn keine vorausgehende Ansenkung angewandt wird, muß während des Xftnbiegens oder Itabördelns der Lippe 16 eine größere Kraft angewendet warden·inserted and secured in the same way. The honeycomb cell panel shown in FIGS. 3 and 4 can at 30 'and 32 · initially at an angle that is slightly smaller than the angle D, be countersunk in order to facilitate the bending of the lip 16. If no previous countersinking must be applied during bending or flanging the lip 16 is greater Force to be applied
Das umbiegen oder UfrJbSrdeln der Lippe 16 kann auf be~ |fc kannte Welse erfolgen Cz. B* dureli Börde !werkzeuge).Bending or UfrJbSrdeln the lip 16 can be done on | fc known catfish are made Cz. B * dureli Börde! Tools).
Die in FIg9, 4 dargestellte Konfiguration fiiit zusammengepreßtem Gebiet wird dort verwendet, wo -swei Waben— zsllenpXatten miteinander verbunden »erden sollen, deren Gesaisttiefe in verbundenem Zustand nicht größer als die Tiefe einer einzelnen Platte sein soll· So kennen beispielsweise die snsaassaagepreßten Gebiete von zwei Platten, die Kit· je eiRssis erfindungsgemäßen Einsatz in Jeder Platte oder einem einzelnen, durch die zusammengepreßten ebtebe beider Platten hindurchgeführten Einsatz versehen sind, mit einem weiteren Bau-. teil verbunden oder an ihm befestigt werden, indem ™ die Platten in Hebeneinanderstellung angeordnet und mit einem geeigneten Befestigungselement befestigt werden· Ss ist offensichtlich, daß die Höhe der Gebiete voller Stärke auf jeder Seite der Befestigungselemente im wesentlichen gleich gehalten werden kann, indeia das ¥erfahrers der ssusaraseagepreßten Gebiete ver-» wendet wJj?«äe Die zusssssengepreßten OeMete der Platten sind bes©asders fest und könne» tosi Verwandung der er-Sßer» Elsisltse ohne Beschädigungen größere Beasasprushustgsn als bisher aufnehmen·The compressed area configuration shown in FIGS. 9 and 4 is used where two honeycomb central panels are to be connected to one another, the depth of which when connected should not be greater than the depth of a single panel two plates, the kit · each eiRssis insert according to the invention in each plate or a single insert passed through the pressed flat surfaces of both plates, with a further construction. or attached to it by juxtaposing the panels and securing them with a suitable fastener. It will be apparent that the height of the full thickness areas on either side of the fastener can be kept substantially the same, according to the experience the ssusarase-pressed areas uses wJj? "ä e The press-pressed oemets of the plates are particularly firm and can absorb larger beasasprushustgs than before without damage.
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Die Erfindung erlaubt also die Anwendung von Standard-Befestigungselementen in Verbindung mit Wabenzellenplatten mit dünnen Deckblechen, ohne daß die früher nicht zu vermeidenden Probleme der Verformung und Beschädigung auftreten· Die zwischen den Bohrungen in der Platte und dem Durchmesser des Körperabschnitts 14 erforderlichen Toleranzen (z. B· 0,0127 bis 0,0508 mm) sind relativ groß und können im Verglich zu den erforderlichen engeren Toleranzen bei den bekannten, mit Preßsitz eingeführten Konstruktionen unter erheblicher Zeit- und Arbeitsersparnis angewandt werden· Durch die Ausgestaltung des oberen Abschnitts 12 des Einsatzes 10, der Lippe 16 und der Ringnut 24 wird eine Einrichtung geschaffen, welche die von den Befestigungselementen verursachten mechanischen Beanspruchungen gleichmäßig über ein relativ großes Oberflächengebiet verteJLt. Die Verteilung der mechanischen Beanspruchungen und der physikalische Schutz gegen Beschädigungen des Deckbleches durch das Befestigungselement machen den erfindungsgemäßen Einsatz zu einem besonders brauchbaren Bauteil auf dem wachsenden Gebiet der Anwendung von Wabenzellenkonstruktionen. Der relativ große Toleranzbereich für das Einführen der Einsätze und der Formschluß sind weitete, neue , bei den bekannten Bauteilen und/oder Verfahren nicht verwendete Merkmale.The invention thus allows the use of standard fastening elements in connection with honeycomb cell panels with thin cover sheets, without that earlier Unavoidable problems of deformation and damage occur · The between the holes in the plate and the diameter of the body portion 14 required tolerances (e.g. 0.0127 to 0.0508 mm) are relatively large and can be compared to the required closer tolerances in the known, introduced with a press fit constructions under considerable Time and labor savings can be applied · The design of the upper section 12 of the insert 10, the lip 16 and the annular groove 24 means that the fastening elements caused mechanical stresses evenly distributed over a relatively large surface area. the Distribution of mechanical stresses and physical protection against damage to the cover plate through the fastener make the invention Use as a particularly useful component in the growing field of application of honeycomb cell structures. The relatively large tolerance range for the insertion of the inserts and the form fit are wide, new features not used in the known components and / or processes.
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