DE4140702A1 - Befestigungselement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement zur Verwendung in Löchern mit Festsitz zur Bildung einer gegen Ermüdung widerstandsfähigen Verbin­ dung in hoch beanspruchten Strukturen, wie beispielsweise Flugzeugflügeln.

Es ist beispielsweise aus den US-PS 31 38 987 und 3 390 906 be­ kannt, daß gegen Ermüdung widerstandsfähige Befestigungselemente einen Kopf, einen glatten Schaft und ein Außengewinde haben, wobei an dem gleichen Ende wie das Gewinde ein koaxial mit diesem angeordnetes, inne­ res Organ zum Eingriff eines Schraubwerkzeugs oder Befestigungswerkzeugs vorgesehen ist. Jedoch bietet dieses Befestigungselement Probleme, wenn es in Löchern mit Festsitz installiert wird.

Das Organ für den inneren Eingriff eines Befestigungswerkzeugs wird un­ nötig, weil die Reibung des Festsitzes das Befestigungselement daran hindert, sich zu verdrehen, wenn mit Gewinde versehene Muttern instal­ liert werden, und zwar selbst dann, wenn solche Muttern mit selbst­ verriegelnden Reibungsvorrichtungen auf dem mit Gewinde versehenen Ende des Befestigungselements angebracht werden.

Jedoch muß das Befestigungselement dann unter Verwendung von Drucklufthämmern oder Pressen unter hoher Kraft in das Loch eingeschlagen werden, wodurch die gesamte Konstruktion verformt werden kann oder wodurch Lärm erzeugt wird, der in einer modernen industriellen Umgebung unannehmbar ist.

Als eine alternative Methode zur Herstellung eines Festsitzes ist es be­ kannt, das Befestigungselement mit einem Zugschaft herzustellen oder auszubilden, der von dem mit Gewinde oder mit Nuten versehenen Ende vor­ ragt, um eine Zugkraft aufzubringen, wenn das Befestigungselement oder der Befestigungsstift in einem Festsitzloch in der Konstruktion befe­ stigt wird. Solche Vorrichtungen sind in vielen US-Patenten gezeigt, einschließlich der US-PS 42 21 152, 29 55 505 und 43 24 518. In allen Fällen erfordert der Zugschaft nach dem Stand der Technik eine zusätzli­ che Materiallänge, was zusätzliche Kosten bei der Herstellung zur Folge hat und was besonders bedeutsam wird bei Befestigungselementen, die aus exotischen Materialien hergestellt werden, beispielsweise aus Titanle­ gierungen.

Gemäß der Erfindung kann ein Zugkern aus einem billigeren und stärkeren Material als das Befestigungselement oder der Befestigungsstift herge­ stellt werden, und der Zugkern kann mit wirksameren Herstellungseinrich­ tungen gefertigt werden, um die Kosten weiter zu senken. Der Zugkern kann wiederverwendet werden, wenn dies wirtschaftlich günstig ist.

Ferner kann bei Verwendung des Befestigungsstifts nach der Erfindung ein Werkzeug benutzt werden, wie es in der US-PS 27 89 619 gezeigt ist, das einen integrierten Kern hat, um den Zugkern in das mit Gewinde versehene Loch des Befestigungsstifts hineinzudrehen, den Befestigungsstift in den Festsitz zu ziehen und den Zugkern außer Eingriff mit dem Befestigungs­ stift zu verdrehen. Der Gegenstand des US-Patents 27 89 619 wird hiermit in vollem Umfang zum Bestandteil der Offenbarung gemacht, um ein für die erfindungsgemäßen Zwecke geeignetes Werkzeug zu zeigen.

Gemäß der Erfindung soll ein Befestigungselement oder ein Befestigungs­ stift geschaffen werden, der ein mit Innengewinde versehenes Loch auf­ weist, das koaxial mit dem Außengewinde des Stifts ist und mit dem ein Kern in Eingriff gebracht werden kann, um den mit Gewinde versehenen Be­ festigungsstift in den Festsitz in ein Loch eines Werkstückes hineinzu­ ziehen.

Durch die Erfindung soll ferner ein gehärteter Kern zum Eingriff mit dem Gewindeloch in dem Befestigungsstift geschaffen werden, und dieser Kern soll verwendet werden, um den Stift in Festsitz-Eingriff mit einem Befe­ stigungsloch in einem Werkstück zu ziehen.

Durch die Erfindung wird außerdem in dem gehärteten Montagekern eine Si­ cherheitsnut geschaffen, die den Kern zum Versagen bringt, bevor der Kopf des Befestigungsstifts bei der Installation durch Zugspannungs- Überlastung beschädigt wird.

Bei der Erfindung ist es möglich, an dem Kern eine Einrichtung zum Ein­ griff eines kraftbetriebenen Werkzeuges zur Installation des Befesti­ gungselements zu schaffen.

Dabei kann das kraftbetriebene Werkzeug so ausgebildet sein, daß es in das Gewindeloch am Gewindeende des Befestigungselements eingreift, um das Befestigungselement in einen Festsitz zu ziehen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 2 ist eine teilweise Schnittansicht des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 ist ein abgebrochener Schnitt des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 mit einem zusätzlich hinzugefügten Ausführungsbeispiel.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 darge­ stellt. Ein mit Gewinde versehener Stift 10 hat einen Kopf 12 und einen Gewindeabschnitt 14. Ein Innengewinde 16 ist koaxial zu dem Außengewinde 14 und innerhalb des mit Gewinde versehenen Ende des Stifts 10 angeord­ net. Das Loch mit Innengewinde 16 wird verwendet, um den Stift 10 bzw. das Befestigungselement in Eingriff seines glatten Schafts 18 mit der inneren Oberfläche eines Befestigungslochs von Bauteilen zu ziehen, die für hoch beanspruchte Verwendungen vorgesehen sind, beispielsweise für Flugzeugflügel.

Fig. 2 zeigt einen Kern 22, der ein mit Gewinde versehenes Ende 24 und ein mit Nuten versehenes Teil 26 hat, wobei der Kern 22 lösbar in dem Gewindeloch 16 des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 in Eingriff ist. Der gehärtete Endteil 26 des Kerns 22 ist mit Nuten versehen, um in Eingriff mit Greifhülsen oder Greifzangen oder anderen Einrichtungen zu treten, die mit herkömmlichen Zugwerkzeugen verwendet werden, um den Befesti­ gungsstift 10 in die Bauteile 40 und 42 hineinzuziehen, wie es in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 gezeigt ist.

Der Kern 22 gemäß Fig. 2 hat auch eine Sicherheitsnut 30 an seinem Um­ fang. Die Nut 30 ist so gestaltet, daß sie versagt, bevor die Belastung, durch die der Befestigungsstift 10 in ein Bauteil hineingezogen wird, die Zugwiderstandsfähigkeit des Kopfs 12 des Befestigungselements über­ steigt.

Nachdem der Befestigungsstift in ein Bauteil mittels des Kerns 22 hin­ eingezogen wurde, kann der Kern von dem Ziehwerkzeug entfernt und aus dem Gewindeloch 16 des Befestigungsstifts 10 herausgeschraubt werden.

In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel zu sehen, bei dem ein Kern 36 Teil eines kraftbetriebenen Werkzeugs 38 ist, das zur Installation des Befestigungsstifts 10 verwendet wird. Der Kern 36 wird verdreht, um in das Gewindeloch 16 des Befestigungsstifts 10 einzugreifen. Der Kern 36 wird von Hand oder durch das kraftbetriebene Werkzeug 38 verdreht. Ein hydraulischer oder pneumatischer Zylinder innerhalb des kraftbe­ triebenen Werkzeugs 38 zieht dann den Kern und den daran festgehaltenen Befestigungsstift 10 in das Installationsloch in dem Werkstück. Der Kern 36 wird dann durch das Kraftwerkzeug 38 oder von Hand verdreht und aus dem Gewindeloch 16 in dem Befestigungsstift 10 entfernt.

Claims (5)

1. Befestigungselement zum Zusammenfügen von Werkstückteilen, gekenn­ zeichnet durch einen Stift (10), der ein Kopfende (12), einen glat­ ten Schaft (18), und ein Ende (14) mit einem äußeren Haltemittel hat, wobei der Stift (10) eine Längsachse hat und wobei der Kopf (12), der Schaft (18) und das äußere Haltemittel (14) koaxial mit der Längsachse sind, wobei an dem Stift (10) ein Innengewinde (16) vorgesehen ist, das koaxial mit der Längsachse ist und das an dem Ende mit dem äußeren Haltemittel (14) des Stifts (10) angeordnet ist und sich zu diesem Ende hin öffnet.

2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel ein äußeres Schraubengewinde (14) ist und daß das Befestigungselement ferner ein Halteglied in der Form einer Mutter aufweist, die zum Eingriff mit dem Außengewinde (14) ausgebildet ist.

3. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel eine Vielzahl äußerer Nuten aufweist und daß ferner ein Halteglied für das Befestigungselement in der Form einer Hülse oder eines Bundes vorgesehen ist, die bzw. der eine glatte Bohrung hat und die bzw. der in die äußeren Nuten hinein verformbar ist.

4. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Kern (22; 36) aufweist, der eine Längsachse hat und der ein mit Außengewinde versehenes Ende (24) und ein mit Nuten versehenes Ende (26) hat, wobei das mit Außengewinde versehene Ende (24) zum lösbaren Eingriff mit dem Innengewinde (16) des Stifts (10) ausge­ bildet ist, und wobei das mit Nuten versehene Ende (26) zum Ein­ griff mit einer Zieheinrichtung (38) ausgebildet ist.

5. Befestigungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Sicherheitsnut (30) aufweist, die benachbart zu dem Ende (24) mit Außengewinde des Kerns (22; 36) angeordnet ist, und die so aus­ gebildet ist, daß sie unter Zugkraft versagt, bevor das Kopfende (12) des Stifts (10) unter axialer Zugspannung versagt.