DE2745889A1

DE2745889A1 - Pressverbindung

Info

Publication number: DE2745889A1
Application number: DE19772745889
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr Ing Fahlbusch
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1977-10-12
Filing date: 1977-10-12
Publication date: 1979-04-19
Also published as: DE2745889B2; DE2745889C3

Description

Preßverbindung
Zusatz zur deutschen Patentanmeldung P 26 52 590 Die Erfindung bezieht sich auf eine Preßverbindung, und insbesondere eine Kaltschweißpreßverbindung, zwischen mindestens zwei Bauteilen, insbesondere plattenförmigen Hohlbauteilen mit oberen und unteren, durch Längsstege auf Abstand gehaltenen Deckwänden, mit als Nut und in diese beim Zusammenfügen eingepreßter Wulst ausgebildeten Verbindungselementen, bei der an zumindest einem der Bauteile ein Wandteil angeordnet ist, dem das an diesem Bauteil ausgebildete Verbindungselement gegenüberliegt und zugekehrt ist, und zum Zusammenpressen der Verbindungselemente eine innere, auf das Bauteil einerseits über den Wandteil und andererseits über das Verbindungselement unter Zwischenschaltung des korrespondierenden Verbindungselements des anderen Bauteils einwirkende Spreizkraft aufgebracht wird.
Eine Preßverbindung dieser Art ist Gegenstand der älteren, nichtvorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 26 52 590. Bei einer derartigen Preßverbindung nimmt die zum Zusammenpressen der Verbindungselemente von innen aufgebrachte Spreizkraft hohe Werte an und übersteigt insbesondere beim Kaltpreßverschweißen von plattenförmigen Hohlbauteilen häufig die später während des Einsatzes an den miteinander verpreßten Bauteilen auftretenden Belastungen.
Da die Spreizkraftkomponenten nach der erwähnten, älteren Patentanmeldung vollständig durch das Bauteil selbst abgestützt werden, muß dieses aus Montagegründen stärker als für die späteren Betriebs- belastungen erforderlich dimensioniert werden. So müssen bei Hohlbauteilen die durch die Spreizkraft zug belasteten Längs stege und biegebeanspruchten Wandabschnitte, an denen die Verbindungselemente ausgebildet sind, mit einer höheren als den Betriebsbelastungen entsprechenden Wandstärke hergestellt werden, um in diesen Bereichen unzulässige Verformungen der Hohlbauteile während des Preßvorgangs zu vermeiden. Diese örtliche Uberdimensionierung der Bauteile fällt insbesondere dann ins Gewicht, wenn die Forderung nach einer iieichtbauweise besteht.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Preßverbindung der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß die durch die Abstützung der Spreizkraft im Bauteil während des Preßvorgangs hervorgerufenen Belastungen verringert werden und auf eine montagebedingte, gewichtsmäßig nachteilige Überdimensionierung der Bauteile verzichtet werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß bei einer Preßverbindung der beanspruchten Art dadurch, daß das eine Bauteil während des Preßvorgangs auf seinen Außenflächen im Bereich des Wandteils und des Verbindungselements durch eine abnehmbare Stützvorrichtung mit einer der Spreizkraft entgegenwirkenden Druckkraft beaufschlagt ist.
Auf diese Weise wird ein Teil der während der Herstellung der Preßverbindung auf das Bauteil einwirkenden Spreizkraft nicht im Bauteil selbst, sondern unmittelbar über die an dieses von außen angelegte Stützvorrichtung abgesetzt und somit das Bauteil von den montagebedingten Spitzenbeanspruchungen entlastet, so daß sich auch dünnwandige Bauteile und vor allem Hohlprofile mit Hilfe der Preßfügetechnik zusammensetzen lassen, ohne daß die während des Zusammenpressens und insbesondere Kaltpreßverschweißens der Verbindungselemente wirksamen Spreizkräfte unzulässige Verformungen oder gar Materialbrüche in den zug-oder biegebeanspruchten Wandabschnitten der Bauteile hervorrufen.
Im einfachsten Fall wird das Bauteil gemäß Anspruch 2 während des Preßvorgangs auf ein Widerlager, z.B. den Boden des Montageplatzes, gelegt und die der Spreizkraft entgegenwirkende Druckkraft durch ein auf die Oberseite des Bauteils im Bereich der Preßverbindungsstelle aufgesetztes Gewicht, etwa einen T-Trägers aufgebracht.
Wahlweise ist es gemäß den Ansprüchen 3 oder 4 jedoch auch mögsich, das Bauteil während des Preßvorgangs zwischen zwei Stützplatten anzuordnen, die an ihren über das Bauteil vorstehenden Enden durch Zuganker oder dgl. miteinander verbunden sind, wobei das Bauteil vorzugsweise mit einer vorgegebenen Vorspannung zwischen die Stützplatten eingespannt wird. Diese Abstützung bzw. Einspannung des Bauteils zwischen zwei Stützplatten empfiehlt sich vor allem bei der Herstellung einer Kaltpreßschweißverbindung, also wenn zum Zusammenpressen der Verbindungselemente hohe Spreizkräfte erzeugt werden müssen.
Die Erfindung wird nnnmehr anhand zweier Ausfwlrungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt zweier Hohlbauteile im Bereich der Preßverbindungsstelle einschließlich einer Stützvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung mit einer andersartig ausgebildeten Stützvorrichtung.
Fig. 1 zeigt eine Preßverbindung für zwei, z. B. aus Aluminium im Strangpreßverfahren hergestellte Hohlbauteile 34, 36, die jeweils eine obere Deckwand 38 bzw. 40 und eine untere Deckwand 42 bzw. 44 aufweisen, welche durch Längsstege auf Abstand gehalten sind, wobei in Fig. 1 lediglich die äußeren Längs stege 46, 48 jedes Hohlbauteils 34 bzw. 36 gezeigt sind. Die Deckwände 38, 42 des Hohlbauteils 34 setzen sich am oberen und unteren Rand des äußeren Längsstegs 46 nach außen zu einander gegenüberliegenden Wandteilen 50, 52 fort, in denen unmittelbar neben dem Längssteg 46 einander zugekehrte Nuten 54, 56 ausgebildet sind. Auf der Innenseite sind die Wandteile 50, 52 durch schräg nach außen verlaufende, einander zugekehrte Führungsflanken 62 bzw. 64 begrenzt.
Am anderen Bauteil 36 sind die jeweils einen Wulst bildenden Verbindungselemente 66, 68 an elastisch abbiegbaren Wandteilen 70 bzw. 72 angeformt, die eine Verlängerung der oberen bzw.
unteren Deckwand 40 bzw. 44 bilden und formgleich an die Wandteile 50, 52 des Bauteils 34 angepaßt sind. Jeder Wulst 66, 68 ist mit in Längsrichtung verlaufenden Rippen versehen und weist das zur Erzielung einer Kaltschweißpreßverbindung erforderliche Übermaß gegenüber der zugehörigen Nut 54 bzw. 56 auf.
Zur Herstellung der Kaltschweißpreßverbindung wird das Bauteil 36 in Querrichtung der Verbindungselemente 54, 66 und 56, 68 gegen das Bauteil 34 geschoben, derart, daß die Verbindungselemente 66, 68 auf den schrägen Fuhrungsflanken 62, 64 gleiten und dadurch die abbiegbaren Wandteile 70, 72 zusammengedrückt werden, bis die Verbindungselemente 66, 68 am äußeren Längssteg 46 des Bauteils 34 anschlagen, woraufhin beide Wülste 66, 68 gleichzeitig unter der Wirkung einer durch ein Keilrollen- oder Keilziehwerkzeug erzeugten Spreizkraft S in die zugehörige Nut 54 bzw. 56 unter Bildung einer Kaltschweißstelle eingepreßt werden. Um die durch die Spreizkraft S vor allem im Längssteg 46 hervorgerufenen Zugbeanspruchungen zu verringern, wird das Bauteil 34 während des Preßvorgangs mit der Unterseite auf ein Widerlager 162, etwa die Bodenfläche des Montageplatzes, aufgelegt und auf die obere Deckwand 38 im Bereich der Preßverbindungsstelle ein T-Träger 160 abgesetzt, so daß das Bauteil 34 während des Preßvorgangs auf seinen Außenseiten großflächig abgestützt und mit einer dem Gewicht des Trägers 160 entsprechenden Druckkraft zusammengedrückt wird. Auf diese Weise werden die während der Herstellung der Kaltpreßschweißverbindung wirksamen Zugbeanspruchungen im Längs steg 46 verringert und verhindert, daß sich die Wandteile 50, 52 unter der Wirkung der Spreizkraft S ausbeulen.
Die Anordnung gemäß Fig. 2 entspricht hinsichtlich der Ausbildung der Hohlbauteile und der Form und Herstellung der Preßverbindungsstellen dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, so daß insoweit die gleichen Bezugszeichen verwendet wurden. Jedoch besteht hier die Stützvorrichtung aus oberen und unteren Stützplatten 164, 166, die im Bereich des Längsstegs 46 und der Nuten 54, 56 flächig an die oberen und unteren Deckwände 38, 42 und Wandteile 50, 52 des Bauteils 34 angelegt und an ihren über das Bauteil 34 vorstehenden Enden durch Zuganker 168 oder auf andere Weise, etwa durch Schraubzwingen, zusammengehalten werden. Beim Festziehen der Zuganker 168 wird das Bauteil 34 mit einer bestimmten Vorspannung zwischen den Stützplatten 164, 166 festgespannt, die natürlich so gewählt wird, daß das Bauteil 34 unter der Wirkung der Vorspannung nicht deformiert wird und insbesondere der Längssteg 46 nicht ausknickt. Beim Einpressen der Wulste 66, 68 in die Nuten 54, 56 wirkt diese Vorspannung der Spreizkraft S entgegen und verhindert gemeinsam mit der flächigen Abstützung der Wandteile 38, 50 und 42, 52 an den Stützplatten 164, 168 ein Ausbeulen dieser Wandabschnitte und eine übermäßige Zugbeanspruchung des Längsstegs 46. Nach Herstellung der Kaltreßschweißverbindung werden die Zuganker 148 gelöst und/Ptatten 164, 166 entfernt.
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Claims

Preßverbindung Patentansprüche S Preßverbindung, insbesondere Kaltschweißpreßverbindung, zwischen mindestens zwei Bauteilen, insbesondere plattenförmigen Hohlbauteilen mit oberen und unteren, durch Längsstege auf Abstand gehaltenen Deckwänden, mit als Nut und in diese beim Zusammenfügen eingepreßter Wulst ausgebildeten Verbindungselementen, bei der an zumindest einem der Bauteile ein Wandteil angeordnet ist, dem das an diesem Bauteil ausgebildete Verbindungselement gegenüberliegt und zugekehrt ist, und zum Zusammenpressen der Verbindungselemente eine innere, auf das Bauteil einerseits über den Wandteil und andererseits über das Verbindungselement unter Zwischenschaltung des korrespondierenden Verbindungselements des anderen Bauteils einwirkende Spreizkraft aufgebracht wird, nach der deutschen Patentanmeldung P 26 52 590, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das eine Bauteil (34) während des Preßvorgangs auf seinen Außenflächen im Bereich des Wandteils (50 bzw. 52) und des Verbindungselements (56 bzw. 54) durch eine abnehmbare Stützvorrichtung (160, 162 bzw. 164, 166, 168) mit einer der Spreizkraft entgegenwirkenden Druckkraft beaufschlagt ist.
2. Preßverbindung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Stützvorrichtung (160, 162) aus einem auf die Oberseite des Bauteils (34) aufgelegten Stützgewicht (160) und einem das Bauteil auf der Unterseite abstützenden Widerlager (162) besteht.
3. Preßverbindung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß die Stützvorrichtung (164, 166, 168) aus zwei entgegen der inneren Spreizkraft zugfest miteinander verbundenen Stützplatten (164, 166) besteht.
4. Preßverbindung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß das Bauteil (34) zwischen den Stützplatten (164, 166) mit einer der Spreizkraft während des Preßvorgangs entgegenwirkenden Vorspannung eingespannt ist.