DE2433084B2 - Metallischer einsatz fuer faserverbundwerkstoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mittels Klebemittel in Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen befestigten metallischen Einsatz, der aus einem zylindrischen Schaft und einer an einem Ende des Schaftes befindlichen, kreisringförmigen Scheibe besteht, die vorzugsweise rechtwinklig zu einer im Einsatz befindlichen Bohrung verläuft.

Aus der US-PS 35 10 916. der DT-OS 21 13 807 und der DT-OS 22 29 546 sind Einsätze für Faserverbundwerkstoffe bekannt, die einen radialen Flansch aufweisen, der über die Oberfläche des Faserverbundwerkstoffes auch nach der Befestigung noch hinaus ragt. Solche Einsätze sind für viele Anwendungsfälle ungeeignet und können darüber hinaus schon biim Transport gestapelter Platten aus ihrer Verankerung gerissen werden. Die bekannten Einsätze werden dadurch im Verbundwerkstoff befestigt, daß ein unter dem ridialen Flansch befindliches Kissen bei Wärmeeinwirkung schmilzt. Aus der US-PS 35 10 916 ist es bekannt, dein Einsatzkörper sowohl oben als auch unten mit einem Flansch zu versehen, der beim Umspritzen mit Kunststoff ein Formschluß des Einsatzkörpers bewirkt. Auch dabei wird der Flansch nicht bündig auf der Oberfläche des Verbundwerkstoffes befestigt.

Die aus den Literaturstellen bekannten Einsätze können sich infolge ihrer Gestaltung und Befestigung bei schwingender Belastung leicht losrütteln, da der Kräfteverlauf durch den aus dem Faserverbundwerkstoff herausragenden Flansch gestört ist. Die Einsätze lösen sich ab und fallen bei der Demontage here.us.

Um bündig mit dem Faserverbundwerkstoff abschließende Einsätze zu schaffen, hat man deshalb die Aufnahmebohrung im Verbundwerkstoff kegelig ausgeführt und einen Einsatz mit kegeligem Mantel eingeklebt. Auch diese Einsätze haben sich bei schwingender Beanspruchung losgerüttelt, so daß sie nicht befriedigen konnten.

Zur Überwindung dieser Nachteile liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Ein'.atz für Faserverbundwerkstoffe zu schaffen, der bei schwingender Beanspruchung und hoher Beanspruchung durch Scherkräfte sich nicht aus dem Faserverbundv/erkstoff ablöst und folglich bei Demontage nicht verloren gehen kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Einsatz der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die kreisringförmige Scheibe in eine ebenfalls kreisringförmige Aussparung in der Oberfläche des Faserverbundwerk- Stoffs eingepaßt ist und mit der Oberfläche bündig abschließt.

Es ist nicht naheliegend, daß das Versenken einer kreisringförmigen Scheibe in den Faserverbundwerkstoff gegenüber der bekannten kegelig angesenkten

Gestaltung irgendeinen Vorteil erbringt Überraschenderweise hat es sich jedoch gezeigt, daß bei der erfindungsgemäßen Gestaltung Scherkräfte nur zu etwa 2/3 über Lochleibung, d. h. über den zylindrischen Teil des Einsatzes auf den Faserverbundwerkstoff und zu etwa 1/3 über Schub mittels der kreisringförmigen Scheibe auf den Faserverbundwerkstoff übertragen werden. Durch diese Kräfteverteilung kann sich der erfindungsgemäße Einsatz nicht losrütteln. Die Erprobung der erfindungsgemäSen Einsätze im Flugzeugbau hat dies bestätigt.

Die Erfindung wird an Hand von Figuren näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen bekannten Einsatz, der in Faserverbundwerkstoff eingeklebt ist, in Schnittdarstellung.

F i g. 2 einen erfindungsgemäßen Einsatz für Schrauben and

F i g. 3 einen erfindungsgemäßen Einsatz für Nieten.
F i g. 1 zeigt einen Einsatz 2 in bekannter Art, der mittels Klebemittel 4 in einem Faserverbundwerkstoff 6 befestigt ist. Der Mantel 8 des Einsatzes 2 ist in einem Teilstück 10 zylinderförmig und in einem anderen Teilstück 12 kegelförmig gestaltet. Werden nun in Pfeilrichtung Normal- und Schwerkräfte übertragen, so wird durch die Lochleibung das Durchgangsloch 14 im Faserverbundwerkstoff 6 vergrößert, wodurch sich das Klebemittel 4 ablöst und der Einsatz 2 keinen festen Halt im Faserverbundwerkstoff 6 mehr hat.

F i g. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Einsatz 20, dessen Mantel im Bereich 22 zylinderförmig gestaltet ist und a;i einem Ende 24 eine kreisringförmige Scheibe bildet. Der Einsatz 20 ist mittels Klebemittel 4 im Faserverbundwerkstoff 6 befestigt. Treten nun Normalkräfte auf, so werden diese mit geringer Flächenpressung von der kreisringförmigen Scheibe 26, die sich in einer ebenfalls kreisringförmigen Aussparung 27 befindet, auf den Faserverbundwerkstoff 6 übertragen. Die Oberfläche des Faserverbundwerkstoffes 6 schließt bündig mit der Oberfläche der kreisringförmigen Scheibe ab, wie aus F i g. 2 und 3 zu erkennen ist. Durch diese Gestaltung werden Scherkräfte nur zu etwa 2/3 über Lochleibung, d. h. über den zylindrischen Teil 22 auf den Faserverbundwerkstoff und zu 1/3 über Schub mittels der kreisringförmigen Scheibe 26 auf den Faserverbundwerkstoff 6 übertragen. Der Einsatz 20 kann sich auch bei schwingender Belastung nicht »losrütteln«. In Fig. 2 ist die Bohrung 28 für einen Schraubenkopf kegelig angesenkt, während F i g. 3 eine zylinderförmige Bohrung 28 für Nieten zeigt. Die Bohrung 28 des Einsatzes 20 von Fig. 3 kann nach Montage für den entsprechenden Niet aufgebohrt werden.

Hie rzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Mittels Klebemittel in Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen befestigter metallischer Einsatz, der aus einem zylindrischen Schaft und einer an einem Ende des Schaftes befindlichen, kreisringför migen Scheibe besteht, die vorzugsweise rechtwinklig zu einer im Einsatz befindlichen Bohrung verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisringförmige Scheibe (26) in eine ebenfalls kreisringförmige Aussparung (27) in der Oberfläche des Faserverbundwerkstoffs (6) eingepaßt ist und mit der Oberfläche bündig abschließt.